高中物理 第6章 能源与可持续发展章末分层突破教师用书 鲁科版选修3-3-鲁科版高中选修3-3物理学案VIP免费

第6章能源与可持续发展[自我校对]①Q＋W②不可制成的③方向④克劳修斯⑤开尔文⑥小于⑦不可制成的⑧增加1热力学第一定律与能量守恒热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的具体表现形式．它给出了做功和热传递在改变物体内能上是等价的．热力学第一定律揭示了内能的增量(ΔU)与外界对物体做的功(W)和物体从外界吸收的热量(Q)之间的关系，即ΔU＝W＋Q，正确理解公式的意义及符号的含义是解决本类问题的关键．(1)外界对物体做功，W＞0；物体对外界做功，W＜0；(2)物体从外界吸热，Q＞0；物体向外界放热，Q＜0；(3)ΔU＞0，物体的内能增加；ΔU＜0，物体的内能减少．解题思路：分析题干，确定改变内能的方式(W、Q)→判断W、Q的符号→代入公式ΔU＝W＋Q→得出结论注意的问题(1)只有绝热过程时Q＝0，ΔU＝W，用做功可判断内能的变化．(2)只有在气体体积不变时，W＝0，ΔU＝Q，用吸热、放热情况可判断内能的变化．(3)若物体内能不变，即ΔU＝0，W和Q不一定等于零，而是W＋Q＝0，功和热量符号相反，大小相等，因此判断内能变化问题一定要全面考虑．(4)对于气体，做功W的正负一般要看体积变化，气体体积缩小，W＞0；气体体积增加，W＜0.如图51所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体，已知容器横截面积为S.活塞重为G，大气压强为p0.若活塞固定，密封气体温度升高1℃，需吸收的热量为Q1；若活塞不固定，且可无摩擦滑动，仍使密封气体温度升高1℃，需吸收的热量为Q2.图51问Q1和Q2哪个大些？气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会不同？【导学号：30110069】【解析】设密闭气体温度升高1°C，内能的增量为ΔU，则有ΔU＝Q1①ΔU＝Q2＋W②因气体体积膨胀，W＜0，故Q1＞Q2由此可见，质量相等的同种气体，在定容和定压两种不同情况下，尽管温度变化相同，但2吸收的热量不同，所以同种气体在定容下的比热容与在定压下的比热容是不同的．【答案】Q1＜Q2见解析应用热力学定律和能量守恒时的步骤(1)认清有多少种形式的能(例如动能、势能、内能、电能、化学能、光能等)在相互转化．(2)分别写出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式．(3)列出能量守恒方程：ΔE减＝ΔE增．热力学第二定律及其应用1.热力学第二定律的两种表述(1)按照热传递的方向性表述为：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．这是热力学第二定律的克劳修斯表述．(2)按照机械能与内能转化的方向性表述为：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．这是热力学第二定律的开尔文表述．2．热力学第二定律的微观意义(1)一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．(2)用熵来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．分析问题的方法(1)热力学第二定律的本质是对宏观自然过程进行方向的说明．(2)凡是对这种宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述．(3)对热力学第二定律的各种表述都是等效的．关于热力学定律，下列说法正确的是()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【解析】改变内能的方法有做功和热传递两种，所以为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，选项A正确；对物体做功的同时向外界放热，则物体的内能可能不变或减小，选项B错误；根据热力学第二定律可知，在对外界有影响的前提下，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，选项C正确；在有外界做功的条件下，可以使热量从低温物体传递到高温物体，选项D错误；根据热力学第二定律可知，选项E正确．【答案】ACE能源对环境的影响1.二氧化碳的排放与温室效应大量燃烧石油、煤炭、天然气等，产生的CO2气体，增大了大气中CO2的含量，由于二氧化碳对长波的辐射有强烈的吸收作用，且像暖房的玻璃一样，只准太阳光的热辐射进来，不让室内长波热辐射出去，使地球气温上升，这种效应叫“温室效应”．温室效应使两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海城市，使海水倒流入河流，从而...