2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章熱學(xué)第3講熱力學(xué)定律與能量守恒定律課件新人教版

1、第3講熱力學(xué)定律與能量守恒定律1 知識(shí)梳理雙基自測(cè)1內(nèi)容內(nèi)容一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的_與外界對(duì)與外界對(duì)它所做功的和。它所做功的和。2表達(dá)式表達(dá)式u_。知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律熱量熱量qw3uqw的三種特殊情況的三種特殊情況(1)絕熱過程：絕熱過程：q_，則，則_，外界對(duì)物體做的功等于物體，外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加。內(nèi)能的增加。(2)等容過程：等容過程：w_，則，則_，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加。能的增加。(3)等溫過程：等溫過程：u_，則，則_或或_，外界對(duì)物體，外界對(duì)物體

2、做的功等于物體放出的熱量。做的功等于物體放出的熱量。0wu0qu0wq0wq1兩種表述兩種表述(1)克勞修斯表述克勞修斯表述(按熱傳導(dǎo)的方向性表述按熱傳導(dǎo)的方向性表述)：熱量不能自發(fā)地從低溫：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。物體傳到高溫物體。(2)開爾文表述開爾文表述(按機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性表述按機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性表述)：不可能從：不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不_。知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)2 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律引起其他影響引起其他影響減少減少1內(nèi)容內(nèi)容能量既不會(huì)憑空能量既不會(huì)憑空_，也不會(huì)憑空，也不會(huì)憑空_，它只能從一

3、種形式，它只能從一種形式_為另一種形式，或者從一個(gè)物體為另一種形式，或者從一個(gè)物體_到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中能量的總量或轉(zhuǎn)移的過程中能量的總量_。2能源的利用能源的利用(1)存在能量耗散和存在能量耗散和_。(2)重視利用能源時(shí)對(duì)重視利用能源時(shí)對(duì)_的影響。的影響。(3)要開發(fā)新能源要開發(fā)新能源(如如_、生物質(zhì)能、風(fēng)能等、生物質(zhì)能、風(fēng)能等)。知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)3 能量守恒守恒能量守恒守恒產(chǎn)生產(chǎn)生消失消失轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移保持不變保持不變品質(zhì)下降品質(zhì)下降環(huán)境環(huán)境太陽能太陽能一、堵點(diǎn)疏通一、堵點(diǎn)疏通1為了增加物體的內(nèi)能，必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量，做功為了增加物體的內(nèi)能，必須對(duì)

4、物體做功或向它傳遞熱量，做功和熱傳遞的實(shí)質(zhì)是相同的。和熱傳遞的實(shí)質(zhì)是相同的。()2絕熱過程中，外界壓縮氣體做功絕熱過程中，外界壓縮氣體做功20 j，氣體的內(nèi)能可能不變，氣體的內(nèi)能可能不變。()3在給自行車打氣時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)打氣筒的溫度升高，這是因?yàn)榇驓庠诮o自行車打氣時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)打氣筒的溫度升高，這是因?yàn)榇驓馔矎耐饨缥鼰?。筒從外界吸熱?)4可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功?？梢詮膯我粺嵩次諢崃浚怪耆兂晒?。()二、對(duì)點(diǎn)激活二、對(duì)點(diǎn)激活1用活塞壓縮汽缸里的空氣，對(duì)空氣做了用活塞壓縮汽缸里的空氣，對(duì)空氣做了900 j的功，同時(shí)汽缸向的功，同時(shí)汽缸向外散熱外散熱210 j，汽缸里空氣的，汽缸里

5、空氣的內(nèi)能內(nèi)能()a增加了增加了1 100 jb減少了減少了1 100 jc增加了增加了690 jd減少了減少了690 j解析解析由熱力學(xué)第一定律由熱力學(xué)第一定律uwq，得，得u900 j210 j690 j，內(nèi)能增加，內(nèi)能增加690 j，c正確。正確。c2(多選多選)下列現(xiàn)象中能夠發(fā)生的是下列現(xiàn)象中能夠發(fā)生的是()a一杯熱茶在打開杯蓋后，茶會(huì)自動(dòng)變得更熱一杯熱茶在打開杯蓋后，茶會(huì)自動(dòng)變得更熱b蒸汽機(jī)把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能蒸汽機(jī)把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能c桶中混濁的泥水在靜置一段時(shí)間后，泥沙下沉，上面的水變桶中混濁的泥水在靜置一段時(shí)間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、水自動(dòng)分離清，泥、水

6、自動(dòng)分離d電冰箱通電后把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體電冰箱通電后把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體cd解析解析熱量只會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，而不會(huì)自發(fā)地?zé)崃恐粫?huì)自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，而不會(huì)自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，故從低溫物體傳到高溫物體，故a錯(cuò)誤；機(jī)械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而錯(cuò)誤；機(jī)械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能卻不能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故內(nèi)能卻不能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故b錯(cuò)誤；桶中混濁的泥水在靜置一段錯(cuò)誤；桶中混濁的泥水在靜置一段時(shí)間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、水自動(dòng)分離是因?yàn)槟嗌车拿芏葧r(shí)間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、水自動(dòng)分離是因?yàn)槟嗌车拿芏却笥谒?，故可?/p>

7、分離，大于水，故可以分離，c正確；電冰箱通電后由于壓縮機(jī)做功從而將低正確；電冰箱通電后由于壓縮機(jī)做功從而將低溫物體的熱量傳到箱外的高溫物體，故溫物體的熱量傳到箱外的高溫物體，故d正確。正確。2 核心考點(diǎn)重點(diǎn)突破1熱力學(xué)第一定律的理解熱力學(xué)第一定律的理解不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過程是等效的，而不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過程是等效的，而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系。且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系。2對(duì)公式對(duì)公式uqw的符號(hào)的規(guī)定的符號(hào)的規(guī)定考點(diǎn)一考點(diǎn)一對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解符號(hào)符號(hào)wqu外界對(duì)物體做功外界

8、對(duì)物體做功物體吸收熱量物體吸收熱量?jī)?nèi)能增加內(nèi)能增加物體對(duì)外界做功物體對(duì)外界做功物體放出熱量物體放出熱量?jī)?nèi)能減少內(nèi)能減少(1)若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變，則在若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變，則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體，下列說法正確的是此過程中關(guān)于氣泡中的氣體，下列說法正確的是()a氣體分子間的作用力增大氣體分子間的作用力增大b氣體分子的平均速率增大氣體分子的平均速率增大c氣體分子的平均動(dòng)能減小氣體分子的平均動(dòng)能減小d氣體組成的系統(tǒng)一定吸熱氣體組成的系統(tǒng)一定吸熱例例1d(2)若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過程若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，氣泡

9、從湖底上升到湖面的過程中，對(duì)外界做了中，對(duì)外界做了0.6 j的功，則此過程中的氣泡的功，則此過程中的氣泡_(選填選填“吸收吸收”或或“放出放出”)的熱量是的熱量是_ j。氣泡到達(dá)湖面后，溫度上升的過程中，又。氣泡到達(dá)湖面后，溫度上升的過程中，又對(duì)外界做了對(duì)外界做了0.1 j的功，同時(shí)吸收了的功，同時(shí)吸收了0.3 j的熱量，則此過程中，氣泡內(nèi)氣的熱量，則此過程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了體內(nèi)能增加了_ j。吸收吸收0.60.2解析解析(1)考慮氣體分子間作用力時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，氣泡膨考慮氣體分子間作用力時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，氣泡膨脹，分子間距增大，分子力減小，脹，分子間距增大，分子力減小，a錯(cuò)誤

10、；氣泡上升過程中溫度不變，錯(cuò)誤；氣泡上升過程中溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，分子的平均速率也不變，分子的平均動(dòng)能不變，分子的平均速率也不變，b，c錯(cuò)誤；氣泡上升錯(cuò)誤；氣泡上升過程中體積膨脹，溫度不變，而氣體對(duì)外做功，故氣體一定吸收熱量，過程中體積膨脹，溫度不變，而氣體對(duì)外做功，故氣體一定吸收熱量，d正確。正確。(2)將氣體視為理想氣體時(shí)，其內(nèi)能只與溫度有關(guān)。氣泡上升過程中將氣體視為理想氣體時(shí)，其內(nèi)能只與溫度有關(guān)。氣泡上升過程中溫度不變，溫度不變，u0，對(duì)外做功，對(duì)外做功，w0.6 j，由，由uqw有有quw0.6 j0，即需從外界吸收，即需從外界吸收0.6 j的熱量。氣泡到達(dá)湖面后，由的熱量。

11、氣泡到達(dá)湖面后，由uqw得得u(0.30.1)j0.2 j。1氣體做功情況的判定方法氣體做功情況的判定方法(1)若氣體體積增大，則氣體對(duì)外做功，若氣體體積增大，則氣體對(duì)外做功，w0。(3)若氣體體積不變，即等容過程，則若氣體體積不變，即等容過程，則w0。2理想氣體內(nèi)能變化情況的判定方法理想氣體內(nèi)能變化情況的判定方法對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體，由于無分子勢(shì)能，其內(nèi)能只包含分子無規(guī)對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體，由于無分子勢(shì)能，其內(nèi)能只包含分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，其內(nèi)能只與溫度有關(guān)則熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，其內(nèi)能只與溫度有關(guān)。名師點(diǎn)撥名師點(diǎn)撥3應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時(shí)，首先要明確研究對(duì)象是哪個(gè)物體或哪應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時(shí)，首先

12、要明確研究對(duì)象是哪個(gè)物體或哪幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)；其次要正確掌握公式的符號(hào)法則，對(duì)已知量，必幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)；其次要正確掌握公式的符號(hào)法則，對(duì)已知量，必須按符號(hào)法則確定它們的正負(fù)號(hào)后，再代入公式計(jì)算；對(duì)未知量，可先須按符號(hào)法則確定它們的正負(fù)號(hào)后，再代入公式計(jì)算；對(duì)未知量，可先按正號(hào)代入公式，根據(jù)計(jì)算結(jié)果的正負(fù)，確定問題的答案。按正號(hào)代入公式，根據(jù)計(jì)算結(jié)果的正負(fù)，確定問題的答案。變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1(2020襄陽模擬襄陽模擬)(多選多選)如圖用隔板將一絕熱汽缸分成如圖用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空。現(xiàn)兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞

13、之間是真空。現(xiàn)將隔板抽開，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸。待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推將隔板抽開，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸。待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣。下列說法正壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是確的是()a氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同b氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大c在自發(fā)擴(kuò)散過程中，氣體對(duì)外界做功在自發(fā)擴(kuò)散過程中，氣體對(duì)外界做功d氣體正在被壓縮的過程中，外界對(duì)氣體做功氣體正在被壓縮的過程中，外界對(duì)氣體做功e氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動(dòng)能氣體在被壓縮的過程中，氣體分

14、子的平均動(dòng)能不變不變abd解析解析因?yàn)槠?、活塞都是絕熱的，隔板右側(cè)是真空，所以理想因?yàn)槠住⒒钊际墙^熱的，隔板右側(cè)是真空，所以理想氣體在自發(fā)擴(kuò)散的過程中，既不吸熱也不放熱，也不對(duì)外界做功。根據(jù)氣體在自發(fā)擴(kuò)散的過程中，既不吸熱也不放熱，也不對(duì)外界做功。根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體自發(fā)擴(kuò)散前后，內(nèi)能不變，選項(xiàng)熱力學(xué)第一定律可知，氣體自發(fā)擴(kuò)散前后，內(nèi)能不變，選項(xiàng)a正確，選正確，選項(xiàng)項(xiàng)c錯(cuò)誤；氣體被壓縮的過程中，外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大，又錯(cuò)誤；氣體被壓縮的過程中，外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大，又因?yàn)橐欢ㄙ|(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以氣體溫度升高，分因?yàn)橐欢ㄙ|(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度

15、有關(guān)，所以氣體溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，選項(xiàng)子平均動(dòng)能增大，選項(xiàng)b、d正確；理想氣體分子勢(shì)能為零，內(nèi)能表現(xiàn)正確；理想氣體分子勢(shì)能為零，內(nèi)能表現(xiàn)為分子動(dòng)能，內(nèi)能增大，則分子動(dòng)能增大，分子平均動(dòng)能也增大，選項(xiàng)為分子動(dòng)能，內(nèi)能增大，則分子動(dòng)能增大，分子平均動(dòng)能也增大，選項(xiàng)e錯(cuò)誤錯(cuò)誤。1熱力學(xué)第二定律的理解熱力學(xué)第二定律的理解(1)“自發(fā)地自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助。助外界提供能量的幫助。(2)“不產(chǎn)生其他影響不產(chǎn)生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)的含義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成

16、，對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響。如吸熱、放熱、做功內(nèi)完成，對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響。如吸熱、放熱、做功等。等。考點(diǎn)二考點(diǎn)二對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解2熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀過程的熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀過程的方向性，進(jìn)而使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具方向性，進(jìn)而使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。有方向性。特別提醒：特別提醒：熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但在有外熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但在有外界影

17、響的條件下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，如電冰箱；在引界影響的條件下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，如電冰箱；在引起其他變化的條件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如氣體的絕熱膨脹過起其他變化的條件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如氣體的絕熱膨脹過程程。3兩類永動(dòng)機(jī)的比較兩類永動(dòng)機(jī)的比較第一類永動(dòng)機(jī)第一類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)不需要任何動(dòng)力或燃料，卻能不需要任何動(dòng)力或燃料，卻能不斷地對(duì)外做功的機(jī)器不斷地對(duì)外做功的機(jī)器從單一熱源吸收熱量，使之完全變從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響的機(jī)器成功，而不產(chǎn)生其他影響的機(jī)器違背能量守恒定律，不可能制違背能量守恒定律，不可能制成成不違

18、背能量守恒定律，但違背熱力不違背能量守恒定律，但違背熱力學(xué)第二定律，不可能制成學(xué)第二定律，不可能制成如圖所示為電冰箱的工作原理示意圖。壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫如圖所示為電冰箱的工作原理示意圖。壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)。在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)。在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時(shí)制冷劑液化，放出熱量到箱體外。內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時(shí)制冷劑液化，放出熱量到箱體外。例例2 (1)下列說法正確的是下列說法正確的是_。a熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外b電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，

19、是因電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因?yàn)槠湎牧穗娔転槠湎牧穗娔躢電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律d電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律(2)電冰箱的制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收的熱量與釋放到外界的熱量相電冰箱的制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收的熱量與釋放到外界的熱量相比，有怎樣的關(guān)系比，有怎樣的關(guān)系？bc解析解析(1)熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化規(guī)熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化規(guī)律，是能量守恒定律的具體表現(xiàn)。適用于所有的熱學(xué)過程，故律，是能量守恒定律的具體表現(xiàn)。適用于所有的熱學(xué)過程，故

20、c項(xiàng)正項(xiàng)正確，確，d項(xiàng)錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律可知，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳項(xiàng)錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律可知，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，除非有外界的影響或幫助，電冰箱把熱量從低溫的內(nèi)部傳到高溫物體，除非有外界的影響或幫助，電冰箱把熱量從低溫的內(nèi)部傳到高溫的外部，需要壓縮機(jī)的幫助并消耗電能，故到高溫的外部，需要壓縮機(jī)的幫助并消耗電能，故b項(xiàng)正確，項(xiàng)正確，a項(xiàng)錯(cuò)項(xiàng)錯(cuò)誤。誤。(2)由熱力學(xué)第一定律可知，電冰箱制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收了熱量，由熱力學(xué)第一定律可知，電冰箱制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收了熱量，同時(shí)消耗了電能，釋放到外界的熱量比從冰箱內(nèi)吸收的熱量多。同時(shí)消耗了電能，釋放到外界的熱量比從冰箱內(nèi)吸收

21、的熱量多。變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2(多選多選)下列說法正確的是下列說法正確的是()a一定質(zhì)量的理想氣體等溫膨脹時(shí)，該理想氣體吸收的熱量全部一定質(zhì)量的理想氣體等溫膨脹時(shí)，該理想氣體吸收的熱量全部用于對(duì)外做功用于對(duì)外做功b利用新科技手段對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行不斷的改進(jìn)，可以使內(nèi)燃機(jī)獲得利用新科技手段對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行不斷的改進(jìn)，可以使內(nèi)燃機(jī)獲得的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化c夏天開空調(diào)可以使房間的溫度比室外低，說明熱量可以自發(fā)地夏天開空調(diào)可以使房間的溫度比室外低，說明熱量可以自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體從低溫物體傳向高溫物體d第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`背了熱力學(xué)第二定律

22、第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`背了熱力學(xué)第二定律e隨著節(jié)能減排措施的不斷完善，最終也不會(huì)使熱機(jī)的效率達(dá)到隨著節(jié)能減排措施的不斷完善，最終也不會(huì)使熱機(jī)的效率達(dá)到100%ade解答該類問題的流程：解答該類問題的流程：考點(diǎn)三考點(diǎn)三熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合(2020四川棠湖中學(xué)期末四川棠湖中學(xué)期末)如圖所示，一排球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為如圖所示，一排球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p0、體積為、體積為v0、溫度為、溫度為t0，用打氣筒對(duì)排球充入壓強(qiáng)為，用打氣筒對(duì)排球充入壓強(qiáng)為p0、溫度為、溫度為t0的的氣體，使球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)闅怏w，使球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)?p0同時(shí)溫度同時(shí)溫度升至升至2t0，充

23、氣過程中氣體向外放出，充氣過程中氣體向外放出q的熱量，假設(shè)排球體積不變，的熱量，假設(shè)排球體積不變，氣體內(nèi)能氣體內(nèi)能u與溫度的關(guān)系為與溫度的關(guān)系為ukt(k為正常數(shù)為正常數(shù))，打氣筒與球中氣體均可，打氣筒與球中氣體均可視為理想氣體，求：視為理想氣體，求：(1)打氣筒對(duì)排球充入壓強(qiáng)為打氣筒對(duì)排球充入壓強(qiáng)為p0、溫度為、溫度為t0的氣體的體積；的氣體的體積；(2)打氣筒對(duì)排球充氣過程中打氣筒對(duì)氣體做的功。打氣筒對(duì)排球充氣過程中打氣筒對(duì)氣體做的功。例例3 (2)因?yàn)闅怏w內(nèi)能因?yàn)闅怏w內(nèi)能u與溫度的關(guān)系為與溫度的關(guān)系為ukt，所以打氣過程中排球內(nèi)氣體內(nèi)能變化所以打氣過程中排球內(nèi)氣體內(nèi)能變化uk(2t0t0

24、)kt0，由熱力學(xué)第一定律得由熱力學(xué)第一定律得uw(q)，解得打氣筒對(duì)氣體做的功解得打氣筒對(duì)氣體做的功wqkt0。答案答案(1)0.5 v0(2)qkt0變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3(2018全國(guó)卷全國(guó)卷，33(1)(多選多選)如圖，一定量的理想氣如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)變化到狀態(tài)b，其過程如，其過程如pv圖中從圖中從a到到b的直線所示。在此過的直線所示。在此過程中程中()a氣體溫度一直降低氣體溫度一直降低b氣體內(nèi)能一直增加氣體內(nèi)能一直增加c氣體一直對(duì)外做功氣體一直對(duì)外做功d氣體一直從外界吸熱氣體一直從外界吸熱e氣體吸收的熱量一直全部用于對(duì)外做功氣體吸收的熱量一直全部用于對(duì)外做功

25、bcd解析解析a錯(cuò)：在錯(cuò)：在pv圖中理想氣體的等溫線是雙曲線的一支，而圖中理想氣體的等溫線是雙曲線的一支，而且離坐標(biāo)軸越遠(yuǎn)溫度越高，故從且離坐標(biāo)軸越遠(yuǎn)溫度越高，故從a到到b溫度升高。溫度升高。b對(duì)：一定質(zhì)量的理想對(duì)：一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能由溫度決定，溫度越高，內(nèi)能越大。氣體的內(nèi)能由溫度決定，溫度越高，內(nèi)能越大。c對(duì)：氣體體積膨脹，對(duì)：氣體體積膨脹，對(duì)外做功。對(duì)外做功。d對(duì)：根據(jù)熱力學(xué)第一定律對(duì)：根據(jù)熱力學(xué)第一定律uqw，得，得quw，由，由于于u0、w0，故，故q0，氣體吸熱。，氣體吸熱。e錯(cuò)：由錯(cuò)：由quw可知，氣體可知，氣體吸收的熱量一部分用來對(duì)外做功，一部分用來增加氣體的內(nèi)能吸收的熱量

26、一部分用來對(duì)外做功，一部分用來增加氣體的內(nèi)能。3 2年高考1年模擬1(2020全國(guó)全國(guó)理綜理綜33)如圖，一開口向上的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，用活塞如圖，一開口向上的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦?，F(xiàn)用外力作用在封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦?，F(xiàn)用外力作用在活塞上，使其緩慢下降。環(huán)境溫度保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)?；钊希蛊渚徛陆?。環(huán)境溫度保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)。在活塞下降過程中在活塞下降過程中_。a氣體體積逐漸減小，內(nèi)能增加氣體體積逐漸減小，內(nèi)能增加b氣體壓強(qiáng)逐漸增大，內(nèi)能不變氣體壓強(qiáng)逐漸增大，內(nèi)能不變c氣體壓強(qiáng)逐漸增大，放出熱量氣體壓強(qiáng)

27、逐漸增大，放出熱量d外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能不變外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能不變e外界對(duì)氣體做功，氣體吸收外界對(duì)氣體做功，氣體吸收熱量熱量bcd解析解析本題通過汽缸模型考查氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)第一定律。本題通過汽缸模型考查氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)第一定律。由于汽缸是導(dǎo)熱的，所以理想氣體做等溫變化，無論理想氣體的體積、由于汽缸是導(dǎo)熱的，所以理想氣體做等溫變化，無論理想氣體的體積、壓強(qiáng)如何變化，氣體是否對(duì)外界做功或外界是否對(duì)氣體做功，其內(nèi)能均壓強(qiáng)如何變化，氣體是否對(duì)外界做功或外界是否對(duì)氣體做功，其內(nèi)能均保持不變，故保持不變，故a錯(cuò)誤；根據(jù)玻意耳定律可知，活塞下降過程中氣體的體錯(cuò)誤；根據(jù)玻意耳定律可知，活塞

28、下降過程中氣體的體積減小，氣體的壓強(qiáng)增大，外界對(duì)氣體做功，即積減小，氣體的壓強(qiáng)增大，外界對(duì)氣體做功，即w0，又，又u0，根據(jù)，根據(jù)熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律uqw，可知?dú)怏w放出熱量，故，可知?dú)怏w放出熱量，故b、c、d正確，正確，e錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。2(2020山東卷山東卷)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)開始，經(jīng)ab、bc、ca三個(gè)過程后回到初始狀態(tài)三個(gè)過程后回到初始狀態(tài)a，其，其pv圖像如圖所示。已知三圖像如圖所示。已知三個(gè)狀態(tài)的坐標(biāo)分別為個(gè)狀態(tài)的坐標(biāo)分別為a(v0,2p0)、b(2v0，p0)、c(3v0，2p0)。以下判斷正確。以下判斷正確的是的是()a氣體在氣體在

29、ab過程中對(duì)外界做過程中對(duì)外界做的的功功小于在小于在bc過程中對(duì)外界做的功過程中對(duì)外界做的功b氣體在氣體在ab過程中從外界過程中從外界吸收吸收的的熱量大于在熱量大于在bc過程中從外界吸收的熱量過程中從外界吸收的熱量c在在ca過程中，外界對(duì)氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量過程中，外界對(duì)氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量d氣體在氣體在ca過程中內(nèi)能的減少量大于過程中內(nèi)能的減少量大于bc過程中內(nèi)能的增加過程中內(nèi)能的增加量量c解析解析a項(xiàng)：根據(jù)氣體做功的表達(dá)式項(xiàng)：根據(jù)氣體做功的表達(dá)式wfxpsxpv可知可知pv圖線和體積橫軸圍成的面積即為做功大小，所以氣體在圖線和體積橫軸圍成的面積即為做功大小，所以

30、氣體在ab過程中對(duì)外過程中對(duì)外界做的功等于界做的功等于bc過程中對(duì)外界做的功，過程中對(duì)外界做的功，a錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；b項(xiàng)：氣體從項(xiàng)：氣體從ab，滿足玻意耳定律，滿足玻意耳定律pvc，所以，所以tatb所以所以u(píng)ab0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，根據(jù)熱力學(xué)第一定律uqw可知可知0qabwab氣體從氣體從bc，溫度升高，所以，溫度升高，所以u(píng)bc0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知ubcqbcwbc結(jié)合結(jié)合a選項(xiàng)可知選項(xiàng)可知wabwbcqabbc過程氣體吸收的熱量大于過程氣體吸收的熱量大于ab過程吸收的熱量，過程吸收的熱量，b錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；c項(xiàng)：氣體從項(xiàng)：氣體從ca，溫度降低，所以，溫度降低，所以u(píng)ca0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知qca0，放出熱量，放出熱量，c正確；正確；3(2020天津卷天津卷)水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲(chǔ)水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲(chǔ)水罐示意如圖所示。從儲(chǔ)水罐充氣口充入氣體，達(dá)到一定壓強(qiáng)后，關(guān)閉水罐示意如圖所示。從儲(chǔ)水罐充氣口充入氣體，達(dá)到一定壓強(qiáng)后，關(guān)閉充氣口?？蹌?dòng)扳機(jī)將閥門充氣口?？蹌?dòng)扳機(jī)將閥門m打開，水即從槍口噴出。若在水不斷噴出的打開，水即從槍口噴出。若在水不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，則氣體過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，則氣體()a壓強(qiáng)變大壓強(qiáng)變大b對(duì)外界做功對(duì)外界做功c對(duì)外界放熱