2018-2019版高中物理 第四章 能量守恒與熱力學(xué)定律 第五章 能源與可持續(xù)發(fā)展章末總結(jié)學(xué)案 教科版選修3-3.doc

第四章 能量守恒與熱力學(xué)定律第五章 能源與可持續(xù)發(fā)展章末總結(jié)一、熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用熱力學(xué)第一定律揭示了內(nèi)能的增量(U)與外界對(duì)物體做功(W)和物體從外界吸收熱量(Q)之間的關(guān)系，即UWQ，正確理解公式的意義及符號(hào)含義是解決本類問題的關(guān)鍵(1)外界對(duì)物體做功，W>0；物體對(duì)外界做功，W<0；(2)物體從外界吸熱，Q>0；物體放出熱量，Q<0；(3)U>0，物體的內(nèi)能增加；U<0，物體的內(nèi)能減少分析題干，確定內(nèi)能改變的方式(W、Q)判斷W、Q的符號(hào)代入公式UWQ得出結(jié)論例1如圖1所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過程到狀態(tài)B.此過程中，氣體壓強(qiáng)p1.0105Pa不變，吸收的熱量Q7.0102J，求此過程中氣體內(nèi)能的增量圖1答案5.0102J解析等壓變化過程有，對(duì)外做的功Wp(VBVA)根據(jù)熱力學(xué)第一定律有UQW，代入數(shù)據(jù)解得U5.0102J.例2(多選)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其pT圖像如圖2所示下列判斷正確的是()圖2A過程ab中氣體一定吸熱B過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C過程ca中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱Da、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小答案AD解析由pT圖像可知過程ab是等容變化，溫度升高，內(nèi)能增加，由熱力學(xué)第一定律可知過程ab中氣體一定吸熱，選項(xiàng)A正確；過程bc溫度不變，即內(nèi)能不變，由于過程bc體積增大，所以氣體對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定吸收熱量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；過程ca壓強(qiáng)不變，溫度降低，內(nèi)能減少，體積減小，外界對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知，放出的熱量一定大于外界對(duì)氣體做的功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，由pT圖像可知，a狀態(tài)氣體溫度最低，則平均動(dòng)能最小，選項(xiàng)D正確二、熱力學(xué)第二定律及其應(yīng)用1熱力學(xué)第二定律的表述(1)克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響(2)開爾文表述：不可能從單一熱源吸取熱量使之全部變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響(3)用熵表述：在任何自然過程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減小2熱力學(xué)第二定律的微觀解釋(1)一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性增大的方向進(jìn)行(2)掌握熱力學(xué)第二定律時(shí)，要注意理解其本質(zhì)，即熱力學(xué)第二定律對(duì)宏觀自然過程進(jìn)行方向的說明，凡是對(duì)這種宏觀自然過程進(jìn)行方向說明的，都可以作為熱力學(xué)第二定律的表述熱力學(xué)第二定律的表述很多，但這些不同的表述都是等價(jià)的例3(多選)根據(jù)熱力學(xué)第二定律，下列判斷中正確的是()A熱機(jī)中燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部變成機(jī)械能B電流的電能不可能全部變成內(nèi)能C在火力發(fā)電機(jī)中，燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部變成電能D在熱傳導(dǎo)中，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體答案ACD解析凡是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都具有方向性機(jī)械能可以自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化，故A正確由電流熱效應(yīng)中的焦耳定律可知，電流的電能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B錯(cuò)誤火力發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，能量轉(zhuǎn)化的過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，在此過程中會(huì)對(duì)外放出熱量，因此，內(nèi)能不可能全部變?yōu)殡娔?，故C正確D中符合克勞修斯表述，故D正確