高考物理一轮复习 第13章 热学 第3节 热力学定律与能量守恒定律用书-人教版高三物理试题VIP免费

第3节热力学定律与能量守恒定律知识点1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＝W＋Q中正、负号法则物理量WQΔU＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加－物体对外界做功物体放出热量内能减少知识点2热力学第二定律及微观意义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：不可能从单一热库吸收热量，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(“”“”选填增大或减小)．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．知识点3能量守恒定律和两类永动机1．能量守恒定律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．2．两类永动机(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的三种特殊情况过程名称公式内能变化物理意义绝热Q＝0ΔU＝W外界对物体做的功等于物体内能的增加等容W＝0Q＝ΔU物体吸收的热量等于物体内能的增加等温ΔU＝0W＝－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，物体的内能减少物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少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，使同一物体的不同部分或不同物体间的分子热运动发生变化，是内能的转移区别从能量的角度看做功是其他形式的能与内能相互转化的过程不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移能的性质变化情况能的性质发生了变化能的性质不变联系做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的[题组通关]1．(2017·桂林模拟)一定质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VT图象如图1331所示，pa、pb、pc分别表示状态a、b、c的压强，下列判断正确的是()图1331A．过程ab中气体一定吸热B．pc＝pb>paC．过程bc中分子势能不断增大D．过程bc中每一个分子的速率都减小E．过程ca中气体吸收的热量等于对外界做的功ABE[由题图知，该理想气体从a到b为等容变化，外界对气体做功为零，温度升高，内能增大，根据ΔU＝Q＋W，可知气体一定吸热，选项A正确；从b到c为等压变化，故pc＝pb，而从a到b为等容变化，根据查理定律p＝CT，可知温度升高，压强变大，故pb>pa，选项B正确；理想气体没有分子势能，选项C错误；从b到c，温度降低，分子的平均动能降低，平均速率减小，但不是每一个分子的速率都减小，选项D错误；从c到a，气体发生等温变化，内能不变，气体对外界做功，吸收热量，根据ΔU＝Q＋W，气体吸收的热量等于对外界做的功，选项E正确．]2．一定质量的气体，在从状态1变化到状态2的过程中，吸收热量280J，并对外做功120J，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？【解析】(1)由热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q＝－120J＋280J＝160J，气体的内能增加了160J.(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从状态2回到状态1的过程中内能的变化应等于从状态1到状态2的过程中内能的变化，则从状态2到状态1的内能应减少160J，即ΔU′＝－160J，又Q′＝－240J，根据热力学第一定律得：ΔU′＝W′＋Q′，所以W′＝ΔU′－Q′＝－160J－(－240J)＝80J，即外界对气体做功80J.【答案】(1)增加了160J(2)外界对气体...