步步高2015一轮讲义：11.3热力学定律

第 1 页 共 17 页 第3 课时 热力学定律 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． 1．[热力学第一定律的理解]一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104 J，气体内能减少 1.3×105 J，则此过程( ) A．气体从外界吸收热量2.0×105 J B．气体向外界放出热量2.0×105 J C．气体从外界吸收热量6.0×104 J D．气体向外界放出热量6.0×104 J 答案 B 解析 根据热力学第一定律，ΔU＝W＋Q，所以 Q＝ΔU－W＝－1.3×105 J－7.0×104 J＝－2.0×105 J，即气体向外界放出热量 2.0×105 J. 2．[热力学第二定律的理解]以下哪些现象可能发生？哪些现象不可能发生？不可能发生的现象是否违背热力学第二定律？ A．一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热． B．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能． C．桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离． D．电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体． 答案 见解析 解析 A．不可能．因为是“自动”过程，所以茶变热时的内能增量只能来源于周围环境，即周围环境中的热量会自动地收集到茶中，违背热力学第二定律，所以这是不可能发生的现象． B．不可能．蒸汽的内能转化为机械能必定需要做功，即热蒸汽推动活塞做功．这一过程中，一方面由于活塞摩擦汽缸而产生热能，另一方面热蒸汽与周围环境存在温度差，蒸汽机会向周围环境散热．所以，蒸汽机把蒸汽的内能全都转化为机械能，违背热力学第二定律，是不可能的． C．可能．浑水变清，泥沙下沉，重心下降，总的重力势能减少，最终转化为内能，而机械能全部转化成内能是可能的． 第 2 页 共 17 页 D．可能．冰箱通电后，消耗电能，将箱内低温物体的热量传到箱外． 3．[能量守恒定律的应用]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 答案 B 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的大小，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．...