2018届高考物理一轮总复习课件 热学 第3讲 热力学定律能量守恒选修3-3
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高考物理一轮复习 专题十三 热学 考点3 热力学定律与能量守恒定律课件(选修33)
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专题十三 热学Βιβλιοθήκη 选修3－3) 考点三 热力学定律与能量守恒定律
撬点·基础点 重难点
撬法·命题法 解题法
撬题·对点题 必刷题
9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。*** 10、雨中黄叶树，灯下白头人。。**** 11、以我独沈久，愧君相见频。。***** 12、故人江海别，几度隔山川。。**** 13、乍见翻疑梦，相悲各问年。。***** 14、他乡生白发，旧国见青山。。**** 15、比不了得就不比，得不到的就不要。。。***** 16、行动出成果，工作出财富。。*** 17、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。**** 9、没有失败，只有暂时停止成功！。*** 10、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。。**** 11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。。***** 12、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。。**** 13、不知香积寺，数里入云峰。。***** 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。**** 15、楚塞三湘接，荆门九派通。。。***** 16、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。。*** 17、空山新雨后，天气晚来秋。。**** 9、杨柳散和风，青山澹吾虑。。*** 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。**** 11、越是没有本领的就越加自命不凡。***** 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。**** 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。***** 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。**** 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。***** 16、业余生活要有意义，不要越轨。*** 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。****
2018高考物理一轮总温习 第十一章节 热学(选修3-3)第33讲 热力学定律与能量守恒讲义
J．( ) • (3)物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变．( ) • (4)在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为外界对气体
做功．( ) • (5)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量正在消失．( ) • (6)利用河水的能量使船逆水航行的设想，符合能量守恒定律．( ) • (7)热机中，燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变化．( )
热学(选修3－3)
第33讲 热力学定律与能量守恒
考纲要求
考情分析
命题趋势
在新课标地区，
2016·全国卷Ⅰ，33(1) 高考对热学部分的考
1.热力学第一定律Ⅰ 2016·全国卷Ⅱ，33(1) 查在选做题中出现，
2．能量守恒定律Ⅰ 3．热力学第二定律Ⅰ
2015·重庆卷，10(1) 2015·北京卷，13
•一
• 1．改变内能的两种方式的比较
方式名称 比较项目
做功
热传递
区 别
内能变化 情况
外界对物体做功，物 体的内能增加；物体 对外界做功，物体的 内能减少
ห้องสมุดไป่ตู้
物体吸收热量，内 能增加；物体放出 热量，内能减少
方式名称 比较项目
做功
热传递
热传递则是通过分子之
从运动形 做功是宏观的机械运动向 间的相互作用，使同一
• [思维导引] ①在p－V图象中，A→B和C→D的过程，发生等
温变化，B→C和D→A的过程，为绝热过程．由各过程的特 点及p、V的变化判断做功情况．②经过一个完整循环而回 到原状态时，内能变化总量为多少？
• 解析：(1)A→B过程中，气体体积变大，气体对外做功，A项错误；由理 想气体状态方程可知，B→C为绝热过程，气体体积变大，气体对外界做 功，内能减小，温度降低，因此B→C温度降低，气体分子的平均动能减 小，B项错误；C→D过程中气体压强增大，又C→D为等温过程，且气 体体积变小，则单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C项正确； D→A过程中，气体体积减小，外界对气体做功，内能增大，温度升高， 因此气体分子的速率分布曲线的最大值向速率大的方向偏移，D项错 误．(2)该循环过程中，B→C温度降低，内能减少，由于一个循环中气 体的内能不变，B→C、D→A是绝热过程，气体与外界无热量交换，因 此整个过程中吸收的热量63 kJ－38 kJ＝25 kJ，根据热力学第一定律可 知，气体对外做的功为25 kJ.
做功．( ) • (5)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量正在消失．( ) • (6)利用河水的能量使船逆水航行的设想，符合能量守恒定律．( ) • (7)热机中，燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变化．( )
热学(选修3－3)
第33讲 热力学定律与能量守恒
考纲要求
考情分析
命题趋势
在新课标地区，
2016·全国卷Ⅰ，33(1) 高考对热学部分的考
1.热力学第一定律Ⅰ 2016·全国卷Ⅱ，33(1) 查在选做题中出现，
2．能量守恒定律Ⅰ 3．热力学第二定律Ⅰ
2015·重庆卷，10(1) 2015·北京卷，13
•一
• 1．改变内能的两种方式的比较
方式名称 比较项目
做功
热传递
区 别
内能变化 情况
外界对物体做功，物 体的内能增加；物体 对外界做功，物体的 内能减少
ห้องสมุดไป่ตู้
物体吸收热量，内 能增加；物体放出 热量，内能减少
方式名称 比较项目
做功
热传递
热传递则是通过分子之
从运动形 做功是宏观的机械运动向 间的相互作用，使同一
• [思维导引] ①在p－V图象中，A→B和C→D的过程，发生等
温变化，B→C和D→A的过程，为绝热过程．由各过程的特 点及p、V的变化判断做功情况．②经过一个完整循环而回 到原状态时，内能变化总量为多少？
• 解析：(1)A→B过程中，气体体积变大，气体对外做功，A项错误；由理 想气体状态方程可知，B→C为绝热过程，气体体积变大，气体对外界做 功，内能减小，温度降低，因此B→C温度降低，气体分子的平均动能减 小，B项错误；C→D过程中气体压强增大，又C→D为等温过程，且气 体体积变小，则单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C项正确； D→A过程中，气体体积减小，外界对气体做功，内能增大，温度升高， 因此气体分子的速率分布曲线的最大值向速率大的方向偏移，D项错 误．(2)该循环过程中，B→C温度降低，内能减少，由于一个循环中气 体的内能不变，B→C、D→A是绝热过程，气体与外界无热量交换，因 此整个过程中吸收的热量63 kJ－38 kJ＝25 kJ，根据热力学第一定律可 知，气体对外做的功为25 kJ.
高考物理(人教版)一轮课件：选修3-3 热学 第3讲 热力学定律与能量守恒
表示物体的冷热程度，是物体分 子平均动能大小的标志，它是大 量分子热运动的集体表现，对个 别分子来说，温度没有意义
物体内所有分子动能和势能的总 内能 和，它是由大量分子的热运动和 （热能） 分子的相对位置所决定的能
状 态 量
含
义
特 点
热
量
是热传递过程中内能的改变量， 热量用来量度热传递过程中内能 转移的多少 做功过程是机械能或其他形式的 过
（4）做成一条船利用河水的能量逆水航行的设想，符合能量 守恒定律。( ) （5）热机中，燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他 变化。( ) 分析:做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本质不同， 做功是将其他形式的能转化为内能或将内能转化为其他形式的 能；热传递是将一个物体的内能转移到另一个物体,（1）错。
普遍规律
知识点 3 热力学第二定律 Ⅰ 1.热力学第二定律的三种表述 （1）克劳修斯表述：热量不能_______从低温物体传到高温物 体。 （2）开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变 成功，而_______________。或表述为“_______永动机是不可 自发地 能制成的。” （3）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_____。
如果物体吸收热量的同时又对外做功，且吸收的 热量与对外做的功在数值上相等，此时物体的内能不发生变 化，（2）对。给自行车轮胎打气时，人要不断地把空气压入
轮胎内，其实是通过压缩不停地对气体做功，使气体的内能增
大，气体及打气筒的温度也随之升高，（3）错。让船先静止在 水中，设计一台水力发电机使船获得足够的电能，然后把电能 转化为船的动能可使船逆水航行，（4）对。根据热力学第二定 律可知，机械能可全部变为内能，而内能不可能全部变为机械 能而不引起其他变化，（5）错。
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)
• ①从运动形式上看：做功是宏观的机械运 动向物体的微观分子热运动的转化；热传 递则是通过分子之间的相互作用，使不同 物体间分子热运动变化，是内能的转移． • ②从能量的角度看：做功是其他形式的能 向内能的转化；热传递是内能之间的转移 ．前者能的性质发生了变化，后者能的性 质不变．
• 1．热力学第一定律 • (1)改变内能的两种方式 物体的内能 ，在绝热过程 • ①做功：做功可以改变 外界对系统 Δ U＝W 中，系统内能的增量等于 所做的功 热传导、热对流 ，即 . •热辐射 ②热传递：热传递有三种方式： 外界向系统传递的热量 和 ，热传递也可以改变物体的内能．在 ΔU ＝Q 单纯的传热过程中，内能的增量就等于 ．即 .
• 4．热力学第一定律表达式中各量的符号取 法 意义 符号 ＋ －
物理量
ΔU Q W 物体内能增加 物体从外界吸收 热量 外界对物体做功 物体内能减少 物体向外界放出热量 物体对外界做功
• 5.对能量守恒定律的理解 • (1) 某种形式的能减少，一定有其他形式的 能增加，且减少量与增加量相等． • (2) 某个物体能量减少，一定存在其他物体 能量增加，且减少量和增加量一定相等． • (3) 在利用能量转化与守恒定律解题时，要 注意先搞清过程中有几种形式的能在转化 或转移，分析初、末状态，确定 ΔE 增 、 ΔE 减各为多少，再由ΔE增＝ΔE减列式计算．
• 可持续发展的核心是追求发展与资源、环
内能
• 考点一 热力学第一定律和能量守恒定律 • 1．热传递的条件 • 两物体 (或同一物体的不同部分)有温度差， 而不是有内能差，热传递的结果是达到热 平衡，两物体的温度相等，最终两物体的 内能不一定相等．
• 2．物体的内能及内能的变化 • (1) 物体的内能是指物体内所有分子的平均 动能和势能之和，在微观上由分子数、分 子热运动剧烈程度和相互作用力决定；宏 观上体现为物体的温度和体积．因此，物 体的内能是一个状态量． • (2) 当物体温度变化时，分子热运动剧烈程 度发生改变，分子平均动能变化．物体体 积变化时，分子间距离变化，分子势能发 生变化，因此物体的内能变化只由初、末
• 1．热力学第一定律 • (1)改变内能的两种方式 物体的内能 ，在绝热过程 • ①做功：做功可以改变 外界对系统 Δ U＝W 中，系统内能的增量等于 所做的功 热传导、热对流 ，即 . •热辐射 ②热传递：热传递有三种方式： 外界向系统传递的热量 和 ，热传递也可以改变物体的内能．在 ΔU ＝Q 单纯的传热过程中，内能的增量就等于 ．即 .
• 4．热力学第一定律表达式中各量的符号取 法 意义 符号 ＋ －
物理量
ΔU Q W 物体内能增加 物体从外界吸收 热量 外界对物体做功 物体内能减少 物体向外界放出热量 物体对外界做功
• 5.对能量守恒定律的理解 • (1) 某种形式的能减少，一定有其他形式的 能增加，且减少量与增加量相等． • (2) 某个物体能量减少，一定存在其他物体 能量增加，且减少量和增加量一定相等． • (3) 在利用能量转化与守恒定律解题时，要 注意先搞清过程中有几种形式的能在转化 或转移，分析初、末状态，确定 ΔE 增 、 ΔE 减各为多少，再由ΔE增＝ΔE减列式计算．
• 可持续发展的核心是追求发展与资源、环
内能
• 考点一 热力学第一定律和能量守恒定律 • 1．热传递的条件 • 两物体 (或同一物体的不同部分)有温度差， 而不是有内能差，热传递的结果是达到热 平衡，两物体的温度相等，最终两物体的 内能不一定相等．
• 2．物体的内能及内能的变化 • (1) 物体的内能是指物体内所有分子的平均 动能和势能之和，在微观上由分子数、分 子热运动剧烈程度和相互作用力决定；宏 观上体现为物体的温度和体积．因此，物 体的内能是一个状态量． • (2) 当物体温度变化时，分子热运动剧烈程 度发生改变，分子平均动能变化．物体体 积变化时，分子间距离变化，分子势能发 生变化，因此物体的内能变化只由初、末
高考物理一轮总复习热学第3讲热力学定律能量守恒课件选修3_3
•考点1 热力学第一定律的理解应用
• 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．此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦 耳．
• 2．对公式ΔU＝Q＋W符号的规定
符号 ＋ －
W 外界对物体做功 物体对外界做功
例 2 如图所示，汽缸内盛有一定质量的理想气体，汽缸 壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁接触光滑， 但不漏气，现将活塞杆缓慢地向右移动，气体膨胀对外做 功．已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法中正确 的是( )
A．气体是从单一热库吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二 定律
• B．气体是从单一热库吸热，但并未全用来对外做功，因此 此过程不违反热力学第二定律
• 【答案】(1)AD (2)增大 等于
• 【解析】(1)理想气体是一种理想化的模型，实际并不存在， 选项A正确；在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过标 准大气压的几倍时，可把实际气体当成理想气体来处理，选 项B错误；一定质量的理想气体的内能只与温度有关，选项 C错误；在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，这 样的气体是理想气体，选项D正确．
•考点2 热力学第二定律
• 1．热力学第二定律的实质 • 热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观
过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现 象的宏观过程都具有方向性． • 温馨提示：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但 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．
• 练1 (多选)下列说法中正确的有( )
2018高考一轮物理课件 第十三章 热学 第3节 热力学定律与能量守恒定律 精品
过程名称 公式 内能变化
物理意义
绝热 Q＝0 ΔU＝W 外界对物体做的功等于物体内能的增加
等容 W＝0 Q＝ΔU 物体吸收的热量等于物体内能的增加
等温 ΔU＝0 W＝－Q 外界对物体做的功，等于物体放出的热量
2.改变内能的两种方式的比较
两种方式
做功
热传递
内能变 外界对物体做功，物体的内能增加；物体吸收热量，内能增加；
BCE [符合能量守恒定律但不符合热力学第二定律的宏观过程不能发生， 选项 A 错；气体向真空的自由膨胀是不可逆的，选项 D 错．]
2．(2017·唐山二模)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
BCE [第二类永动机不可能制成，是因它违反了热力学第二定律，故 A 错 误；效率为 100%的热机是不可能制成的，故 B 正确；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，故 C 正确；从单一热源吸收热量，使之 完全变为功是不可能实现的，故 D 错误；改变内能的方式有做功和热传递，吸 收了热量的物体，其内能也不一定增加，E 正确．]
2．两类永动机 (1)第一类永动机：不消耗任何能量，却源源不断地对外做功的机器． 违背能量守恒定律 ，因此不可能实现． (2)第二类永动机：从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引 起其他变化的机器． 违背 热力学第二定律，不可能实现．
热力学第一定律的理解和应用
1.ΔU＝Q＋W 的三种特殊情况
气体实验定律与热力学定律的综合问题的处理方法 1．气体实验定律的研究对象是一定质量的理想气体． 2．解决具体问题时，分清气体的变化过程是求解问题的关键，根据不同的 变化，找出与之相关的气体状态参量，利用相关规律解决． 3．对理想气体，只要体积变化，外界对气体(或气体对外界)要做功，如果 是等压变化，W＝pΔV；只要温度发生变化，其内能就发生变化． 4．结合热力学第一定律 ΔU＝W＋Q 求解问题．
高考物理大一轮复习第十一章热学第3讲热力学定律与能量守恒定律课件选修3_3
解析
1234567
(2)在活塞下降过程中，汽缸内气体放出的热量Q. 答案 见解析 解析 在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为 W＝p0(V－V1) 在这一过程中，气体内能的减少为ΔU＝α(T1－T0) 由热力学第一定律得，汽缸内气体放出的热量为Q＝W＋ΔU
解得 Q＝12p0V＋αT0.
1234567
√C.Tb＝Tc，Qab＞Qac
D.Tb＝Tc，Qab＜Qac
1234567
5.如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化
到状态B，再由状态B变化到状态C.已知状态A
的温度为300 K.
(1)求气体在状态B的温度；
答案 1 200 K
解析
由理想气体的状态方程pTAVA A＝pTBVB B
解得气体在状态B的温度TB＝1 200 K
7.如图所示，一个绝热的汽缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活 塞，中间有一个固定的导热性能良好的隔板，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.活塞的质量为m，横截面积为S， 与隔板相距h.现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体吸收热量Q时， 活塞上升了h，此时气体的温度为T1.已知大气压强为p0，重力加速度 为g.
基础题组自测
1.判断下列说法是否正确. (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.( × )
Pa，求：
答案 600 K 解析
(1理)B想状气态体的从温A度状；态到 B 状态的过程中，压强保持不变，根据盖—吕萨
克定律有VTAA＝VTBB 代入数据解得 TB＝VVBATA＝600 K
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(2)在活塞下降过程中，汽缸内气体放出的热量Q. 答案 见解析 解析 在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为 W＝p0(V－V1) 在这一过程中，气体内能的减少为ΔU＝α(T1－T0) 由热力学第一定律得，汽缸内气体放出的热量为Q＝W＋ΔU
解得 Q＝12p0V＋αT0.
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√C.Tb＝Tc，Qab＞Qac
D.Tb＝Tc，Qab＜Qac
1234567
5.如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化
到状态B，再由状态B变化到状态C.已知状态A
的温度为300 K.
(1)求气体在状态B的温度；
答案 1 200 K
解析
由理想气体的状态方程pTAVA A＝pTBVB B
解得气体在状态B的温度TB＝1 200 K
7.如图所示，一个绝热的汽缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活 塞，中间有一个固定的导热性能良好的隔板，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.活塞的质量为m，横截面积为S， 与隔板相距h.现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体吸收热量Q时， 活塞上升了h，此时气体的温度为T1.已知大气压强为p0，重力加速度 为g.
基础题组自测
1.判断下列说法是否正确. (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.( × )
Pa，求：
答案 600 K 解析
(1理)B想状气态体的从温A度状；态到 B 状态的过程中，压强保持不变，根据盖—吕萨
克定律有VTAA＝VTBB 代入数据解得 TB＝VVBATA＝600 K
2018版高考物理一轮复习第14章热学第3讲热力学定律与能量守恒课件
• • • • • • • •
[解析] (1)根据热力学第一定律得： ΔU＝Wacb＋Qacb＝Wadb＋Qadb， 代入数值：－126J＋335J＝－42J＋Qadb， 得：Qadb＝251J。 (2)根据题意ΔUab＝－ΔUba， 代入数值：－126J＋335J＝－(84J＋Qba)， 得：Qba＝－293J，即放热293J。 [答案] (1)251J (2)放热293J
内能增 加
内能减 少
如图所示为一汽缸内封闭的一定质量气体的 p—V 图线，当该系统从状态 a 沿过程 acb 到达状态 b 时，有 335J 的 热 量 传 入 系 统 ， 系 统 对 外 界 做 功 126J 。 求 ： 导学号 51343405
(1)沿 adb 过程，系统对外界做功 42J，则有多少热量传入系统？ (2)若系统由状态 b 沿曲线过程返回状态 a 时，外界对系统做功 84J，问系统 吸热还是放热？吸收或放出了多少热量？
• [解析] 热力学温度与分子的平均动能成正比，分子热运 动的平均动能不可能为零，制冷机的制冷温度不可以降 到－273℃以下，故A错误；随着科学技术的发展，热量 可以从低温物体传到高温物体，故B正确；根据热力学第 二定律，热机的效率不可以达到100%，故C错误；不可 能从单一热源吸热使之完全转换为有用的功而不产生其 他影响，即第二类永动机不可能实现，故D正确；做功和 热传递都可以改变物体的内能，无论科技怎样发展，都 无法判断一温度升高的物体是通过做功还是热传递实现 的，故E正确。
• 答案：(1)× 做功和热传递在改变物体的 内能上是等效的，但实质不同，做功是将 其他形式的能转化为内能或将内能转化为 其他形式的能，热传递是将一个物体的内 能转移到另一个物体。 (2)× 绝热过程 中，Q＝0，外界压缩气体做功20J，W＝ 20J，由ΔU＝Q＋W得，气体的内能要增加 20J。 (3)× 给自行车打气时，外界对气 体做功，增大了内能，使打气筒温度升高。 (4)√
高考物理一轮复习 热学 基础课时3 热力学第一定律与能量守恒定律课件(选修3-3)
物理量
意义
W
Q
ΔU
符号Leabharlann ＋外界对物体 物体_吸__收__热量 内能_增__加__
做功
－
物体对外界
放出 物体_____热量
内能_减__少__
做功
知识点二、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。
解析 (1)ACB过程中W1＝－280 J，Q1＝－410 J 由热力学第一定律UB－UA＝W1＋Q1＝－690 J 气体内能的减少量为690 J (2)因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数，BDA过程 中气体内能变化量UA－UB＝690 J 由题知W2＝200 J 由热力学第一定律UA－UB＝W2＋Q2 解得Q2＝490 J 即气体吸收热量490 J。 答案 (1)减少了690 J (2)吸收490 J
过程量
【例1】 (2015·北京理综，13)下列说法正确的是_______。 A.物体放出热量，其内能一定减小 B.物体对外做功，其内能一定减小 C.物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加 D.物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变 解析 若物体放热Q＜0，但做功W未知，所以内能不一定减小， 选项A错误；物体对外做功W＜0，但Q未知，所以内能不一定 减小，选项B错误；物体吸收热量Q＞0，同时对外做功W＜0， (W＋Q)可正、可负，所以内能可能增加，故选项C正确；物体 放出热量Q＜0，同时对外做功W＜0，所以ΔU＜0，即内能一定 减小，选项D错误。 答案 C
3.温度、内能、热量、功的比较
比较 名称
高考物理一轮复习 第3课时 热力学第一定律与能量守恒定律课件(选修33)
•
解析 由于木箱在推动中受到滑动摩擦力，其与相对
位移的乘积为系统的内能增量，即U＝60×10 J＝600 J，
由能量守恒定律可得Ek＝W总－U＝80×10 J－600 J＝200 J。故正确答案为B。
•
答案 B
强基固本 考点突破
• 3．如图1所示，一定质量的理想气体由状态a沿abc变化 到状态c，吸收了340 J的热量，并对外做功120 J。若该气 体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40 J，则这一 过程中气体________(填“吸收”或“放出”)________J 热量。
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。
强基固本 考点突破
• 【例1】 (多选)(2014·广东卷，17)用密封性好、充满气体的 塑料袋包裹易碎品，如图2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
热量2.0×105J。
强基固本 考点突破
• 2．木箱静止于水平地面上，现在用一个80 N的水平推力 推动木箱前进10 m，木箱受到的摩擦力为60 N，则转化 为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能Ek分别是
•( )
•
A．U＝200 J，Ek＝600 J B．U＝600 J，Ek＝200 J
•
C．U＝600 J，Ek＝800 J D．U＝800 J，Ek＝200 J
• 第3课时 热力学第一定律与
•
能量守恒定律
强基固本 考点突破
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• 2．[对热和内能变化的考查]如果铁丝的温度升高了，则 ( ) • A．铁丝一定吸收了热量 B．铁丝一定放出了热量 • C．外界可能对铁丝做功 D．外界一定对铁丝做功 • 【答案】C • 【解析】做功和热传递对改变物体的内能是等效的，温度 升高可能是做功引起的，也可能是热传递引起的．
• 3．[对热力学第一定律的考查](多选)某物体温度升高了，这说明( • • • •
)
A．该物体一定吸收了热量 B．该物体可能放出了热量 C．外界对物体可能做了功 D．物体可能吸收了热量 【答案】BCD 【解析】由ΔU＝Q＋W来分析，物体温度升高了，一定有物体的内能 增加，ΔU＞0，要满足ΔU＞0可能有各种情况：①W＞0，Q＝0；②W ＝0，Q＞0；③W＞0，Q＞0；④W＞0，Q＜0，W＞|Q|；⑤W＜0，Q＞ 0，Q＞|W|.由①否定选项A；④与选项B一致；①③④与选项C一致；② ③⑤与选项D一致，故选项B、C、D正确．
次数不同，选项E正确．
• 对于理想气体，可以直接根据温度的变化来确定内能的变 化．吸、放热不能直接确定时，则要放在最后，根据热力 学第一定律来确定．必须指出的是，一般来说系统对外界 做功，系统体积膨胀；外界对系统做功，系统体积则被压 缩．但在某些特定条件下，例如气体自由膨胀(外界为真空) 时，气体就没有克服外力做功．另外，在判断内能变化时， 还必须结合物态变化以及能的转化与守恒来进行．
热力学第二定律
• 1．[对做功与内能变化的考查] 金属筒内装有与外界温度相 同的压缩空气，打开筒的开关，筒内高压空气迅速向外逸 出， • 待筒内外压强相等时，立即关闭开关．在外界保持恒温的 条件下，经过一段较长时间后，再次打开开关，这时出现 的现象是( ) • A．筒外空气流向筒内 • B．筒内空气流向筒外 • C．筒内外有空气交换，处于动态平衡，筒内空气质量不变 • D．筒内外无空气交换 • 【答案】B
• 二、热力学第二定律 • 1．常见的两种表述 低温 物体传到 • (1)克劳修斯表述：热量不能自发地从________ 高温 ________ 物体． 单一热库 • (2)开尔文表述：不可能从__________ 吸收热量，使之完全 变成功，而不产生其他影响． • 2．第二类永动机：违背宏观热现象方向性的机器被称为第 二类永动机．这类永动机不违背_______________________， 能量守恒定律 • 但它违背了 ________________，也是不可能制成的．
• 例1 (2014年新课标Ⅰ卷)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个 过程ab，bc，ca回到原状态，其p－T图象如图所示．下列判断正确的 是( ) • A．过程ab中气体一定吸热 • B．过程bc中气体既不吸热也不放热 • C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热 • D．a，b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小 • E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的 次数不同
第3 讲
热力学定律、能量守恒
【考纲解读】1.知道改变内能的两种方式，理解热力学第 一定律；2.知道与热现象有关的宏观物理过程的方向性，了解
热力学第二定律；3.掌握能量守恒定律及其应用．
•考点O 讲堂梳理自查
• 一、热力学第一定律和能量守恒定律 • 1．改变物体内能的两种方式 做功 热传递 • (1)________ ；(2)______用
• 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．此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦 耳． • 2．对公式ΔU＝Q＋W符号的规定
符号 ＋ －
W 外界对物体做功 物体对外界做功
Q 物体吸收热量 物体放出热量
ΔU 内能增加 内能减少
• 3．三种特殊情况 • (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．
• 思路剖析：(1)根据图象可知ab，bc过程气体的状态是怎样变化的？(2) 如何在本题中利用热力学第一定律判断气体吸热还是放热？
• 【答案】ADE
• 【解析】由p－T图象可知过程ab是等容变化，温度升高，内能增加， 体积不变，由热力学第一定律可知过程ab一定吸热，选项A正确；过程
bc温度不变，即内能不变，由于过程bc体积增大，所以气体对外做功，
由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项B错误；过程ca压强 不变，温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学 第一定律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项C错误； 温度是分子平均动能的标志，由p－T图象可知，a状态气体温度最低， 则平均动能最小，选项D正确；b，c两状态温度相等，分子平均动能相 等，由于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的
• 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．能的转化和守恒定律 • (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)第一类永动机：违背能量守恒定律的机器被称为第一类 永动机．它是不可能制成的．
• 【解析】因高压空气急剧外逸时，气体没有 时间充分与外界发生热交换，可看成绝热膨 胀过程．气体对外做功，内能减少，所以关 闭开关时，筒内气体温度较外界低，再经过 较长时间后，筒内外气体温度相同．筒内剩 余气体属于等容升温过程，其压强要变大， 大于外界气压，所以再打开开关时，筒内气 体要流向筒外．