高中物理 第三章 热力学第一定律 章末盘点知识整合与阶段检测讲义（含解析）粤教版选修3-3-粤教版高二选修3-3物理教案VIP专享VIP免费

章末盘点知识整合与阶段检测热力学基础热力学第一定律的理解及应用1．表达式ΔU＝Q＋W2．ΔU、Q、W的正负问题凡有利于物体内能增大的，取正号，如内能增加ΔU为正，外界对物体做功W取正号，外界给物体传递热量Q取正号，反之取负号。3．综合问题要理解内能概念记住影响内能大小的因素，对于气体要抓住体积变化是是否做功的标志(V变大，对外做功，反之对内做功)，对于理想气体要抓住温度变化是内能变化的标志(T升高，内能变大，反之，内能减小)，要特别注意，该类问题的状态变化规律，往往与气体的实验定律结合进行判断求解。4．解题思路分析题干确定内能改变的手段(W、Q)→判断W、Q的符号→代入公式ΔU＝W＋Q→得出结论[例1](重庆高考)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由气缸和活塞组成．开箱时，密闭于气缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体()A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减少[解析]气体膨胀，体积增大对外做功；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，由于是绝热过程，故气体内能减少，气体温度降低，分子的平均动能减小。[答案]A热力学第二定律及其微观实质1．热力学第二定律的克劳修斯和开尔文表述(1)热传导具有方向性：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。(2)机械能与内能转化的方向性：不可能从单一热源吸收热量，使之完全用来做功，而不产生其他影响。2．热力学第二定律熵的表述与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行，即总是朝着熵增加的方向进行。3．微观实质热力学第二定律的几种表述虽然角度不同，但反映的实质是等价的，即都揭示了自然界宏观过程的方向性。[例2]下列说法正确的是()A．冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，因此不遵从热力学第二定律B．空调工作时消耗的电能与室内温度降低所放出的热量可以相等C．自发的热传导是不可逆的D．不可能通过给物体加热而使它运动起来，因为违背热力学第一定律[解析]有外界的帮助和影响，热量可以从低温物体传到高温物体；空调消耗的电能必大于室内温度降低所放出的热量；不可能通过给物体加热而使它运动起来，违背了热力学第二定律。选项C正确。[答案]C能量守恒定律的应用1.意义能量守恒定律是自然界普遍适用的规律，不同形式的能可以相互转化，但总能量守恒。2．应用能量守恒定律解题的方法步骤(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)根据下列两种思路列出能量守恒方程：ΔE减＝ΔE增①某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量与增加量一定相等。②某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量与增加量一定相等。(4)解方程，代入数据，计算结果。[例3]水能不产生污染物，是一种清洁能源，位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流量可达到每秒6000m3，而且一年四季流量稳定，瀑布落差50m，若利用这一资源发电，设其效率为50%，估算发电机的输出功率。(g取10m/s2)[解析]每秒钟流下的水的质量为：m＝ρV＝1×103×6000kg＝6×106kg每秒钟水减少的机械能为：E＝mgh＝6×106×10×50J＝3×109J设发电机的输出功率为P，则由能量守恒定律可得：P＝Eη解得：P＝3×109×50%W＝1.5×109W。[答案]1.5×109W(时间：90分钟满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1．下述做法能改善空气质量的是()A．以煤等燃料作为主要生活燃料B．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源C．鼓励私人购买和使用汽车代替公交车D．限制使用电动车解析：选B以煤为燃料会有SO2等物质生成，污染空气，燃油车增多，污染物排放越多，空气质量下降，故A，C错误；使用电动车和用太阳能、风能和氢能，无污染物排放，不影响空气质量，故B正确，D错误。2．关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确...