2013高三物理专题复习课件(五年高考三年模拟,新课标人教版)专题13 热学
2013届高三物理名校试题汇编B：专题13_热力学定律
专题13 热力学定律一、单项选择题1.（福建省2012届高三理科综合仿真模拟卷2）关于热现象和热学规律，以下说法中正确的是（）A．物体的温度越高，分子平均动能越大B．布朗运动就是液体分子的运动C．分子间的距离增大，分子间的引力增大，分子间的斥力减小D．第二类永动机不可能制成的原因是违反了能量守恒定律3．（广西区南宁市2012届高三上学期期末测试理综卷）下列说法中正确的是（）A．在一房间内，打开一台冰箱的门，再接通电源，过一段时间后，室内温度就会降低B．从目前的理论看来，只要实验设备足够高级，可以使温度降低到-274℃C．第二类永动机是不能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律D．机械能可以自发地全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能而不引起其他变化4.（河南省许昌市2011-2012学年度高三上学期四校联考试卷）下列说法正确的是（）A.布朗运动就是液体分子的热运动B.分子间距离越大，分子势能越大；分子间距离越小，分子势能也越小C.热量不能从低温物体传递到高温物体D.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化5．（四川省成都石室中学2012届高三上学期月考理科卷）下列说法正确的是( ) A．物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，每个分子动能也越大B．布朗运动就是液体分子的热运动C．一定质量的理想气体从外界吸收热量，其内能可能不变D．根据热力学第二定律可知热量只能从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体6. （山东省滨州市沾化一中2012届高三上学期期末考试理综）根据热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是（）A．布朗运动是液体分子的运动，它说明了分子在永不停息地做无规则运动B．密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大C．根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体D．某气体的摩尔质量为M、摩尔体积为V、密度为ρ，用N A表示阿伏伽德罗常数，每个气体分子的质量m0=M/N A，每个气体分子的体积V0=M/ρN A7.（江西省重点中学协作体2012届高三第二次联考理综卷）关于物体的内能变化，以下说法中正确的是（）A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变A．当外界温度升高时，气缸内的温度也升高，弹簧长度会减小B．当外界温度升高时，单位时间单位面积的器壁上受到的气体分子撞击次数将增加C．保持外界温度不变，增加钩码个数，气体体积将增大，但弹簧长度保持不变D．保持外界温度不变，增加钩码个数，气体将从外界吸热，但气体内能保持不变9．（四川省成都市新都一中2012届高三下学期2月份月考理综试题）下列说法中正确的是( )A. 布朗运动是液体分子的运动，故分子永不停息地做无规则运动B. 热力学第二定律使我们认识到：自然界中进行的一切宏观过程都具有方向性，是不可逆的C. 用油膜法测出油分子的直径后，只要再知道油滴的摩尔质量，就能计算出阿伏加德罗常数D. 满足能量守恒定律的宏观过程不一定能自发地进行10．（广东省茂名市2012届高三上学期第一次模拟考试理综卷）喜庆日子，室外经常使用巨大的红色气球来烘托气氛。
(新课标)高考物理一轮总复习 第十三章 第三讲 热力学定律与能量守恒定律教案-人教版高三全册物理教案
第三讲热力学定律与能量守恒定律一、热力学第一定律1．改变物体内能的两种方式(1)做功；(2)热传递．2．热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和．(2)表达式：ΔU＝Q＋W.(3)ΔU＝Q＋W中正、负号法则：二、能量守恒定律1．内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者是从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．2．条件性能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的．3．第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律．三、热力学第二定律1．热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．(2)开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响或表述为“第二类永动机是不可能制成的”．2．用熵的概念表示热力学第二定律在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．3．热力学第二定律的微观意义一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．4．第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律．[小题快练]1．判断题(1)为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，做功和热传递的实质是相同的．( × )(2)绝热过程中，外界压缩气体做功20 J，气体的内能可能不变．( × )(3)在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为打气筒从外界吸热．( × )(4)可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功．( √ )2．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程( B )A．气体从外界吸收热量2.0×105 JB．气体向外界放出热量2.0×105 JC．气体从外界吸收热量6.0×104 JD．气体向外界放出热量6.0×104 J3．(多选)对热力学第二定律，下列理解正确的是( BD )A．自然界进行的一切宏观过程都是可逆的B．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的C．热量不可能由低温物体传递到高温物体D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的考点一热力学第一定律 (自主学习)1．热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系，即ΔU＝Q＋W.2．三种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量．(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加量．(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量．1－1.[热力学第一定律的理解] (多选)(2015·某某卷)图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气( )A．内能增大B．压强增大C．分子间引力和斥力都减小D．所有分子运动速率都增大答案：AB1－2.[热力学第一定律的应用] (多选) (2019·某某实验中学月考)如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空．现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个气缸．待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积．假设整个系统不漏气．下列说法正确的是( )A．气体自发扩散前后内能相同B．气体在被压缩的过程中内能增大C．在自发扩散过程中，气体对外界做功D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变解析：气体向真空扩散过程中不对外做功，且又因为气缸绝热，可知气体自发扩散前后内能相同，选项A正确，C错误；气体在被压缩的过程中活塞对气体做功，因气缸绝热，则气体内能增大，选项B、D正确；气体在被压缩的过程中，因气体内能增加，则温度升高，气体分子的平均动能增加，选项E错误．答案：ABD[反思总结]判定物体内能变化的方法1．内能的变化都要用热力学第一定律进行综合分析．2．做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，W 为负；体积缩小，外界对气体做功，W为正．3．与外界绝热，则不发生热传递，此时Q＝0.4．如果研究对象是理想气体，则由于理想气体没有分子势能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化．考点二热力学第二定律 (自主学习)1．对热力学第二定律关键词的理解在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”的含义：(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助．(2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等．2．热力学第二定律的实质自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．如热量Q能自发传给低温物体(1)高温物体热量Q不能自发传给能自发地完全转化为(2)功热不能自发地且不能完全转化为能自发膨胀到气体体积V2(较大)(3)气体体积V1不能自发收缩到能自发混合成(4)不同气体A和B混合气体AB不能自发分离成3．两类永动机的比较分类第一类永动机第二类永动机设计要求不需要任何动力或燃料，却能不从单一热源吸收热量，使之完全2－1.[热力学第二定律的理解] (多选)根据热力学定律，下列说法正确的是( ) A．第二类永动机违反能量守恒定律，因此不可能制成B．效率为100%的热机是不可能制成的C．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递D．从单一热源吸收热量，使之完全变为功而不引起其他变化是提高机械效率的常用手段E．吸收了热量的物体，其内能也不一定增加答案：BCE2－2.[热力学定律的理解] (多选)下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是( ) A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律B．能量耗散过程中能量不守恒C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性E．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功答案：ADE考点三气体实验定律与热力学第一定律的综合应用 (自主学习)气体实验定律与热力学第一定律的结合量是气体的体积和温度，当温度变化时，气体的内能变化，当体积变化时，气体将伴随着做功，解题时要掌握气体变化过程的特点：(1)等温过程：内能不变，即ΔU＝0.(2)等容过程：W＝0.(3)绝热过程：Q＝0.3－1.(多选)(2019·某某一中期中)如图所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p－T图中从a到b的直线所示，在此过程中( )A ．气体的体积减小B ．气体对外界做功C ．气体的内能不变D ．气体先从外界吸收热量，后向外界放出热量E ．外界对气体做功，同时气体向外界放出热量解析：由p 1V 1＝p 2V 2得，由a 到b 压强变大，体积减小．故A 正确；温度不变气体内能不变．故C 正确；由热力学第一定律可得，外界对气体做功，同时气体向外界放出热量，故E 正确． 答案：ACE3－2.如图所示，一根上粗下细、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端封闭、下端开口，横截面积S 1＝4S 2，下端与大气连通．粗管中有一段水银封闭了一定质量的理想气体，水银柱下表面恰好与粗管和细管的交界处平齐，空气柱和水银柱长度均为h ＝4 cm.现在细管口连接一抽气机(图中未画出)，对细管内气体进行缓慢抽气，最终使一半水银进入细管中，水银没有流出细管．已知大气压强为p 0＝76 cmHg.(1)求抽气结束后细管内气体的压强；(2)抽气过程中粗管内气体吸热还是放热？请说明原因．解析：(1)缓慢抽气过程，粗管内气体温度不变，设抽气后粗管内气体压强为p 1，细管内气体压强为p 2，由玻意耳定律知(p 0－ρgh )hS 1＝p 1(h ＋12h )S 1，由S 1＝4S 2知抽气后细管内水银柱长度为2h ，故p 2＝p 1＋(12h ＋2h )ρg ，解得p 2＝58 cmHg. (2)吸热．抽气过程中，粗管内气体温度不变，内能不变，ΔU ＝W ＋Q ＝0，气体体积增大，对外做功，W ＜0，则Q ＞0，故气体需要吸热．答案：(1)58 cmHg (2)见解析1．关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是( D )A．一定量气体吸收热量，其内能一定增大B．不可能使热量由低温物体传递到高温物体C．若两分子间距离增大，分子势能一定增大D．若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大2．(多选)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体( AC )A．体积减小，内能增大B．体积减小，压强减小C．对外界做负功，内能增大D．对外界做正功，压强减小3．(多选)夏天，自行车内胎充气过足，放在阳光下受到暴晒，车胎极易爆裂．关于这一现象对车胎内气体描述正确的有(暴晒过程中内胎容积几乎不变)( BCD )A．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，分子间斥力急剧增大的结果B．在爆裂前的过程中，车胎内气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大C．在爆裂前的过程中，车胎内气体吸热，内能增加D．在车胎突然爆裂的瞬间，车胎内气体内能减少4. 如图所示，一个厚度和质量不计、横截面积为S＝10 cm2的绝热汽缸倒扣在水平桌面上，汽缸内有一绝热的“T”形活塞固定在桌面上，活塞与汽缸封闭一定质量的理想气体，开始时，气体的温度为T0＝300 K, 压强为p＝0.5×105 Pa, 活塞与汽缸底的距离为h＝10 cm，活塞与汽缸可无摩擦滑动且不漏气，大气压强为p0＝1.0×105 Pa.求：(1)此时桌面对汽缸的作用力F；(2)现通过电热丝给气体缓慢加热到T，此过程中气体吸收热量为Q＝7 J，内能增加了ΔU ＝5 J ，整个过程活塞都在汽缸内，求T 的值．解析：(1)对汽缸受力分析，由平衡条件有F ＋pS ＝p 0S ，得F ＝(p 0－p )S ＝50 N.(2)设温度升高至T 时活塞距离汽缸底H ，则气体对外界做功W ＝p 0ΔV ＝p 0S (H －h )，由热力学第一定律ΔU ＝Q －W ，解得H ＝12 cm.气体温度从T 0升高到T 的过程，由理想气体状态方程得pSh T 0＝p 0SH T， 解得T ＝p 0H phT 0＝720 K. 答案：(1)50 N (2)720 K[A 组·基础题]1．(2015·某某卷)某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大．若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么( D )A ．外界对胎内气体做功，气体内能减小B ．外界对胎内气体做功，气体内能增大C ．胎内气体对外界做功，内能减小D ．胎内气体对外界做功，内能增大2. (2018·某某模拟)一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的ab 、bc 、cd 、da 四个过程，其中bc 的延长线通过原点，cd 垂直于ab 且与水平轴平行，da 与bc 平行，则气体体积在( B )A ．ab 过程中不断减小B ．bc 过程中保持不变C ．cd 过程中不断增加D ．da 过程中保持不变解析：因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B 正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A错误；cd是等压线，温度降低则体积减小，C 错误；连接aO交cd于e，则ae是等容线，即V a＝V e，因为V d<V e，所以V d<V a，所以da过程中体积发生变化，D错误．3．(多选)根据热力学定律，下列说法中正确的是( AB )A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机D．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”4．(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是( ACE )A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D．不可能使热量从低温物体传向高温物体E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程5．(多选) 如图所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是( ACE )A．气体A吸热，内能增加B．气体B吸热，对外做功，内能不变C．气体A分子的平均动能增大D．气体A和气体B内每个分子的动能都增大E．气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少[B组·能力题]6. 如图所示，—个绝热的汽缸(汽缸足够高)竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将汽缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体A 和B.活塞的质量m＝8 kg，横截面积S＝10 cm2，与隔板相距h＝25 cm，现通过电热丝缓慢加热气体，当A 气体吸收热量Q ＝200 J 时，活塞上升了h ′＝10 cm ，此时气体的温度为t 1＝27 ℃，已知大气压强p 0＝1×105 Pa ，重力加速度g 取10 m/s 2.(1)加热过程中，若A 气体的内能增加了ΔU 1＝55 J ，求B 气体的内能增加量ΔU 2；(2)现在停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时，A 气体的温度为t 2＝30 ℃，求添加砂粒的总质量M .解析：(1)B 气体对外做功W ＝(p 0S ＋mg )h ′＝18 J ，由热力学第一定律得ΔU 1＋ΔU 2＝Q －W ，ΔU 2＝Q －W －ΔU 1＝127 J.(2)B 气体的初状态p 1＝p 0＋mg S＝1.8×105 Pa ， V 1＝(h ＋h ′)S ＝3.5×10－4 m 3，T 1＝(27＋273) K ＝300 K ，B 气体的末状态p 2＝p 0＋(m ＋M )g S ，V 2＝hS ＝2.5×10－4 m 3，T 2＝(30＋273) K ＝303 K ，由理想气体状态方程得p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2，代入数据得M ＝7.452 kg. 答案：(1)127 J (2)7.452 kg7．一定质量的理想气体，其内能跟温度成正比．在初始状态A 时，体积为V 0，压强为p 0，温度为T 0，已知此时其内能为U 0.该理想气体从状态A 经由一系列变化，最终还回到原来状态A ，其变化过程的p －T 图象如图所示，其中CA 延长线过坐标原点，B 、A 在同一竖直线上．求：(1)气体在状态B 的体积；(2)气体在状态C 的体积；(3)从状态B 经由状态C ，最终回到状态A 的过程中，气体与外界交换的热量．解析：(1)由题图可知，从状态A 到状态B 气体温度T 1＝T 0，为等温变化过程，在状态B 时气体压强p 1＝3p 0，设体积为V 1，由玻意耳定律有p 0V 0＝p 1V 1，解得V 1＝V 03. (2)由题图可知，从状态B 到状态C 气体压强p 2＝p 1＝3p 0，为等压变化过程，在状态C 时气体温度T 2＝3T 0，设体积为V 2，由盖—吕萨克定律有V 1T 1＝V 2T 2，解得V 2＝V 0.(3)由状态B 经状态C 回到状态A ，设外界对气体做的总功为ΔW ，从状态B 到状态C ，设外界对气体做功为ΔW BC ，word11 / 11 ΔW BC ＝p 2(V 1－V 2)，联立解得ΔW BC ＝－2p 0V 0.从状态C 回到状态A ，由图线知为等容过程，外界对气体不做功，所以ΔW ＝ΔW BC ＝－2p 0V 0. 由状态B 经状态C 回到状态A ，气体内能增加量为ΔU ＝0，设气体从外界吸收的热量为ΔQ ，由热力学第一定律ΔU ＝ΔQ ＋ΔW ，解得ΔQ ＝2p 0V 0，即气体从外界吸收热量2p 0V 0. 答案：(1)V 03(2)V 0 (3)从外界吸收热量2p 0V 0。
高三物理总复习课件第十三章热学
ΔU=W+Q，其中ΔU为内能的变化量 ，W为外界对物体做的功，Q为物体 吸收的热量。
热力学第二定律
01 02
内容
不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单 一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，或不可逆热力 过程中熵的微增量总是大于零。
表达式
对于可逆过程，有dS=(dQ/T)；对于不可逆过程，有dS>(dQ/T)。其中 S为熵，T为热力学温度。
热泵技术
利用热力学原理，通过 消耗少量电能将环境中 的低品位热能提升为高 品位热能，应用于供暖 、制冷和热水等领域。
热学与其他学科交叉融合趋势
热学与化学交叉
研究化学反应中的热量变化和热力学性质，以及热化学和 热分析等技术在化学领域的应用。
热学与生物学交叉
研究生物体内的热量传递和热力学过程，以及生物热力学 和生物热物理学等新兴学科的发展。
04
热传导、对流与辐射传热方式
热传导原理及计算方法
热传导定义
物体内部或相互接触的物体之间 ，由于温度差异引起的热能传递
现象。
热传导定律
单位时间内通过单位面积的热流 量与温度梯度成正比，即傅里叶
定律。
热传导系数
反映材料导热性能的物理量，数 值上等于单位温度梯度下单位时
间内通过单位面积的热流量。
对流传热原理及影响因素分析
超导磁体
高温超导材料可用于制造超导磁体，应用于MRI、NMR等医疗设备 和科学仪器中。
超导输电
高温超导材料可用于制造超导电缆和超导变压器等电力设备，提高输 电效率和降低能耗。
热力学在新能源领域应用举例
热电转换
利用热电材料的热电效 应，将热能转换为电能 ，应用于温差发电和废 热回收等领域。
2013届高考物理一轮复习课件：11.3热力学定律与能量守恒(人教版选修3-3)
第十一章 热学
【案例3】 (1)下列说法中正确的是________． A．布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也 叫热运动 B．彩色液晶显示屏是应用液晶在不同电场中对不同颜 色的光吸收强度不同制成的 C．能量耗散说明能量在不断减少 D．热力学第二定律也可以表述为：气体向真空的自由 膨胀是不可逆的
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第十一章 热学
2.热力学过程方向性实例
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第十一章 热学
【技巧提示】 在有外界影响的条件下，热量可以从 低温物体传到高温物体，如电冰箱；在引起其他变化的条件 下，内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程．
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第十一章 热学
3．热力学第一定律和热力学第二定律的关系 热力学第一定律是和热现象有关的物理过程中能量守 恒的特殊表达形式及热量与内能改变的定量关系． 第二定律指出了能量转化与守恒能否实现的条件和过 程进行的方向，指出了一切变化过程的自然发展是不可逆 的，除非靠外界影响． 所以二者相互联系，又相互补充．
误；由热力学第一定律ΔU=Q+W知，温度每升高1 K，内能
增量ΔU一定，而外界对气体做的功W与经历的过程可能有关
（如体积变化时），因此吸收的热量与气体经历的过程也有
关，D项正确；温度升高，平均动能增大，分子势能不变，
内能一定增大，E项正确.
【答案】A、D、E
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第十一章 热学
【即时巩固2】 (2009·辽宁、宁夏理综)带有活塞的汽 缸内封闭一定量的理想气体．气体开始处于状态a，然后经 过程ab到达状态b或经过程ac到状态c，b、c状态温度相同， 如图所示．设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc ，在 过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则( )
高考物理一轮复习第十三章热学(第3课时)课件(选修33)高三选修33物理课件
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(1)活塞静止时，求汽缸内气体的压强； (2)若降低汽缸内气体的温度，当活塞 A 缓慢向右移动L2时，求 汽缸内气体的温度． 答案：(1)1.2×105 Pa (2)500 K
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解析 (1)设静止时汽缸内气体压强为 p1，活塞受力平衡 p1S1 ＋p0S2＝p0S1＋p1S2＋mg
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解析：设初始时，右管中空气柱的压强为 p1，长度为 l1；左管 中空气柱的压强为 p2＝p0，长度为 l2.活塞被下推 h 后，右管中空气 柱的压强为 p1′，长度为 l1′；左管中空气柱的压强为 p2′，长度 为 l2′.以 cmHg 为压强单位．由题给条件得
代入数据解得 p1＝1.2×105 Pa (2)由活塞受力平衡可知缸内气体压强没有变化，设开始温度为 T1，变化后温度为 T2，由盖—吕萨克定律得 S1L＋ T1 S2L＝S1·L2TS22·32L 代入数据解得 T2＝500 K.
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类型 2 关联气体问题 【例 4】(2017·全国卷Ⅰ·33(2))如图，容积均为 V 的汽缸 A、B 下端有细管(容积可忽略)连通，阀门 K2 位于细管的中部，A、B 的 顶部各有一阀门 K1、K3；B 中有一可自由滑动的活塞(质量、体积 均可忽略)．初始时，三个阀门均打开，活塞在 B 的底部；关闭 K2、 K3，通过 K1 给汽缸充气，使 A 中气体的压强达到大气压 p0 的 3 倍 后关闭 K1.已知室温为 27 ℃，汽缸导热．
(3)挖掘题目的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程． (4)多个方程联立求解．对求解的结果注意检验它们的合理性． 2．常见类型 (1)气体系统处于平衡状态，需综合应用气体实验定律和物体的 平衡条件解题．
《高三物理热学》课件
《高三物理热学》课件一、教学内容本节课我们将学习高三物理热学的相关内容，主要涉及教材第十五章“热力学第一定律”和第十六章“热力学第二定律”。
详细内容包括热力学基本概念、热力学第一定律及其应用、能量守恒与转化、热力学第二定律、熵的概念、热力学循环等。
二、教学目标1. 理解并掌握热力学基本概念，如内能、热量、功等。
2. 学会运用热力学第一定律分析能量守恒与转化的实际问题。
3. 了解热力学第二定律及其在实际生活中的应用。
三、教学难点与重点教学难点：热力学第二定律的理解和应用，熵的概念。
教学重点：热力学第一定律的应用，能量守恒与转化的分析。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔、实验器材（如温度计、气压计等）。
2. 学具：笔记本、教材、文具。
五、教学过程1. 导入：通过展示生活中与热学相关的实例，如热机、空调等，引发学生对热学现象的兴趣。
2. 知识讲解：（1）热力学基本概念：内能、热量、功等。
（2）热力学第一定律：能量守恒与转化。
（3）热力学第二定律：熵的概念，热力学循环。
3. 例题讲解：讲解典型例题，引导学生运用所学知识解决实际问题。
4. 随堂练习：布置相关习题，让学生巩固所学内容。
5. 实践情景引入：结合实际生活中的热学现象，让学生运用所学知识进行分析。
六、板书设计1. 热力学基本概念：内能、热量、功等。
2. 热力学第一定律：能量守恒与转化。
3. 热力学第二定律：熵的概念，热力学循环。
4. 典型例题及解答。
七、作业设计1. 作业题目：（1）解释内能、热量、功的概念。
（2）根据热力学第一定律，分析一个实际问题的能量守恒与转化。
（3）简述热力学第二定律及其应用。
2. 答案：（1）内能：物体内部所有分子热运动的动能和分子间相互作用的势能之和。
热量：热能的传递，单位时间内传递的热量称为热流。
功：力与物体位移的乘积。
（2）示例：一个热水瓶，热量从瓶内传递到瓶外，同时瓶内的气体对外做功。
（3）热力学第二定律：自然界中，热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，而是相反的。
版(通用版)高中物理大一轮复习课件：第十三章热学+第3讲
2.三种特殊情况 (1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内 能的增加； (2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内 能的增加； (3)若过程的初、末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝ －Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量.
例1 (多选)(2017·全国卷Ⅱ·33(1))如图1，用
解析 答案
(3)气体内能的变化量为多少？ 答案 35 J 解析 由热力学第一定律得，汽缸内气体内能 的变化量 ΔU＝Q－W 得ΔU＝35 J 故汽缸内的气体内能增加了35 J
解析 答案
命题点四 热力学第二定律
基础考点 自主悟透
1.热力学第二定律的涵义 (1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助 外界提供能量的帮助. (2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内 完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等. 在产生其他影响的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨 胀过程.
答案
2.(多选)在装有食品的包装袋中充入氮气，然后密封进行加压测试，测试
时，对包装袋缓慢施加压力，将袋内的氮气视为理想气体，在加压测试
过程中，下列说法中正确的是
√A.包装袋内氮气的压强增大 √B.包装袋内氮气的内能不变
C.包装袋内氮气对外做功
√D.包装袋内氮气放出热量
E.包装袋内氮气的所有分子运动速率都保持不变
基本思路
能力考点 师生共研
例3 (2017·河北冀州2月模拟)如图4甲所示，横截 面积为S，质量为M的活塞在汽缸内封闭着一定质 量的理想气体，现对缸内气体缓慢加热，使其温 度从T1升高了ΔT，气柱的高度增加了ΔL，吸收的 热量为Q.不计汽缸与活塞的摩擦，外界大气压强 为p0，重力加速度为g.求： (1)此加热过程中气体内能增加了多少？
高考物理一轮复习第十三章热学(第2课时)课件(选修33)高三选修33物理课件
石英、云母、食盐、硫酸铜
玻璃、蜂蜡、
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2.液体 (1)液体的表面张力 ①作用：液体的__表_面__张__力__(b_iǎ_o使mià液nzh面āngl具ì) 有收缩到表面积最小的趋势． ②原因：液体表面层分子间距较大，分子力表现为引力．
(2)液晶 ①液晶分子既能在某条件下保持排列有序而显示光学性质各向 _异__性__(y，ìxìn又g) 可以自由移动位置，保持了液体的__流__动__性__； ②液晶分子的位置无序使它像_液__体___，排列有序使它像晶__体____； ③液晶的物理性质很容易在外界的影响下_发__生__改__变____．
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2．加速运动系统中封闭气体压强的计算方法：选与气体接触 的液柱或活塞(或气缸)为研究对象，利用牛顿第二定律列方程求出 封闭气体的压强．
如图所示，当竖直放置的玻璃管向上加速时，对液柱受力分析 有
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pS－p0S－mg＝ma，S 为横截面积． 得 p＝p0＋m（gS＋a）. 3．固定容器内气体的压强计算方法：由题目给定的气体状态 参量及变化过程特点，结合实验定律求解气体的压强．
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BCD 解析：晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改 变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项 A 错误；固体分为晶体 和非晶体两类，有些晶体在不同方向上光学性质不同，表现为晶体 具有各向异性，选项 B 正确；同种元素构成的固体可能由于原子的 排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项 C 正确； 晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然， 选项 D 正确；熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大， 选项 E 错误．