高中物理人教版第十章小專題大智慧熱力學(xué)定律的應(yīng)用.pptVIP

小專題 大智慧,第十章,技法指導(dǎo),典題例析,專題沖關(guān),一、做功和熱傳遞改變物體的內(nèi)能 做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能，這兩種方式是等效的，但又有本質(zhì)的區(qū)別：做功是其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化，功是內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度；而熱傳遞是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，熱量是內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度。 二、熱力學(xué)第一定律的理解與應(yīng)用 1表達(dá)式 UQW。,2U、Q、W的正負(fù)問(wèn)題 凡有利于物體內(nèi)能增大的，取正號(hào)，如內(nèi)能增加U為正，外界對(duì)物體做功W取正號(hào)，外界給物體傳遞熱量Q取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。 3綜合問(wèn)題 要理解內(nèi)能概念記住影響內(nèi)能大小的因素，對(duì)于氣體要抓住體積變化是做功的標(biāo)志(V變大，對(duì)外做功，反之對(duì)內(nèi)做功)，對(duì)于理想氣體要抓住溫度變化是內(nèi)能變化的標(biāo)志(T升高，內(nèi)能變大，反之，內(nèi)能減小)。,三、熱力學(xué)第二定律的幾種表述及意義 1熱力學(xué)第二定律的克勞修斯和開(kāi)爾文表述 (1)熱傳導(dǎo)具有方向性：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。 (2)機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性：不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響。,2熱力學(xué)第二定律熵的表述 一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行，即在任何自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減小。 3實(shí)質(zhì) 熱力學(xué)第二定律的幾種表述雖然角度不同，但反映的實(shí)質(zhì)是等價(jià)的，即都揭示了自然界宏觀過(guò)程的方向性。,例 如圖1所示為英國(guó)賽斯特城的主教 約翰維爾金斯在1670年設(shè)計(jì)的一種機(jī)器，原 理是這樣的：在立柱上放一個(gè)強(qiáng)力磁鐵A， 兩槽M和N靠在立柱旁。上槽M上端有一個(gè)小 孔C，下槽N彎曲。如果在B處放一小鐵球， 它就會(huì)在強(qiáng)磁力作用下向上滾，滾到C時(shí)從小孔下落沿N回到B，開(kāi)始往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)行“永恒的運(yùn)動(dòng)”。關(guān)于這種機(jī)器，下列說(shuō)法正確的是 ( ),圖1,A這種機(jī)器可以永恒運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明了永動(dòng)機(jī)可以制成 B這種機(jī)器是可以制成的，并且小鐵球在下滑時(shí)能不斷對(duì) 外做功 C這種機(jī)器不能永恒運(yùn)動(dòng)，如果小鐵球能從靜止加速上升 到C，它就不可能從C加速下滑到B，并再次從B回到C D這種機(jī)器不能永恒運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是因?yàn)槟Σ磷枇μ?，?消耗能量,解析 這種依靠磁力和重力的永動(dòng)機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的。首先，強(qiáng)力磁鐵A的磁性特別強(qiáng)，可以把斜面下端的小鐵球吸上來(lái)，小鐵球完全可以越過(guò)小孔C被吸引到強(qiáng)力磁鐵A上。其次，若小鐵球從小孔C掉了下來(lái)，它將受到重力和磁力的共同作用，而磁力又非常大，所以小鐵球沿斜面做減速運(yùn)動(dòng)，即使小鐵球運(yùn)動(dòng)到下端，它也絕不可能繞過(guò)彎曲的地方又滾到斜面上，因此這種機(jī)器不可能永恒運(yùn)動(dòng)。 答案 C,1把浸有乙醚的一小塊棉花放在厚玻璃筒的底部，當(dāng)快速下壓 活塞時(shí)，由于被壓縮的空氣驟然變熱，溫度升高，達(dá)到乙醚的燃點(diǎn)，使浸有乙醚的棉花燃燒起來(lái)，此實(shí)驗(yàn)的目的是要說(shuō)明 ( ) A做功可以升高物體的溫度 B做功可以改變物體的內(nèi)能 C做功一定可以增加物體的內(nèi)能 D做功可以增加物體的熱量,解析：當(dāng)快速下壓活塞時(shí)，對(duì)空氣做功，改變了氣體的內(nèi)能，使氣體的溫度升高，達(dá)到乙醚的燃點(diǎn)，使浸有乙醚的棉花燃燒起來(lái)。故B正確。 答案：B,2下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A任何物體的內(nèi)能就是組成該物體的所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng) 能的總和 B只要對(duì)內(nèi)燃機(jī)不斷改進(jìn)，就可以把內(nèi)燃機(jī)得到的全部 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 C做功和熱傳遞在改變內(nèi)能的方式上是不同的 D滿足能量守恒定律的物理過(guò)程都能自發(fā)進(jìn)行,解析：內(nèi)能的改變有兩種方式：做功是不同形式的能間的轉(zhuǎn)化，熱傳遞是同種能間的轉(zhuǎn)移，故C項(xiàng)正確。內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能之和，故A項(xiàng)錯(cuò)。由熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%，且一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都是有方向性的，故B、D均錯(cuò)。 答案：C,3.如圖2所示，pV圖中一定質(zhì)量的理想氣體 由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)程變至狀態(tài)B時(shí)，從外界吸 收熱量420 J，同時(shí)膨脹對(duì)外做功300 J。當(dāng) 氣體從狀態(tài)B經(jīng)過(guò)程回到狀態(tài)A時(shí)，外界 壓縮氣體做功200 J，求此過(guò)程氣體吸收或放出的熱量是多少？,圖2,解析：一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)程變至狀態(tài)B時(shí)，從外界吸收的熱量Q1大于氣體膨脹對(duì)外做的功W1，氣體內(nèi)能增加，由熱力學(xué)第一定律，氣體內(nèi)能增加量為 UQ1W1420 J(300) J120 J。,氣體由狀態(tài)B經(jīng)過(guò)程回到狀態(tài)A時(shí)，