2020高中物理第十章熱力學(xué)定律章末復(fù)習(xí)課學(xué)案新人教版選修3-3

1、2020第十章熱力學(xué)定律章末復(fù)習(xí)課提綱挈領(lǐng)復(fù)習(xí)知識【知識體系】r 熟過程工與外界式 熱交，功和內(nèi)能:功和內(nèi)能:始然過程金 壓強(qiáng)不變，氣體做動工卯一置傳她的條CM?在笠熟力學(xué)第一定津d熱利內(nèi)能 棒袒不變：氣體不存在遨問題.，和內(nèi)不他一熱力學(xué)第一定律qu堂熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律熱力學(xué)定律w第一美永動機(jī)蜜 跌成r克勞修斯表法：熱量不能喳 從低潟傳向高溫國科袤述 開爾文表述，不可能從學(xué) 熱即吸篁熱量,使之完全變成功而不產(chǎn)生熟力學(xué)第二定津Y其他能咱.匏機(jī)的效聿不可施達(dá)利篁I乳解釋，一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運(yùn)動的無序性或的方向進(jìn)行.能量花能：能量生利.用過程中總是由高整費(fèi)的能量呈要轉(zhuǎn)正為a 的能量

2、能湎熊諛與環(huán)境新施源自發(fā)的答案填寫無 A U= WpAV溫度差做功A U= Q W Q不可能單一? 100% ?增大 ？低品質(zhì)總結(jié)歸納提升能力主題1熱力學(xué)第一定律1 .做功與熱傳遞的區(qū)別與聯(lián)系.做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式，它們在改變物體的內(nèi)能上是等效的，但它們的本質(zhì)不同.做功是 其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化，熱傳遞則是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移.2 .熱力學(xué)第一定律.A U= WF Q正確理解公式的意義及符號含義是解決本類問題的關(guān)鍵.(1)外界對物體做功， W0;物體對外做功， W<0;(2)物體從外界吸熱， 60；物體放出熱量，Q<0；3 3) A U>0,物體的內(nèi)能增加；

3、A 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 一判斷 w Q的符號一代入公式A U= Wb C口得出結(jié)論：A U>0,則內(nèi)能增加| A U ;A U<0,則內(nèi)能減少|(zhì) A U.【例1】（2016 全國n卷）（多選）一定量的理想氣體從狀態(tài)""a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da 回到原狀態(tài)，其p-T圖象如圖所示，其中對角線 ac的延長線過原點(diǎn) O下列判斷正確的是 .TA.氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B.氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài) c時(shí)的內(nèi)能C.在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功D.在過程da中氣體從外界

4、吸收的熱量小于氣體對外界做的功E.在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功解析：由理想狀態(tài)方程知 ca為等容線，體積相等則 A正確；a、c兩狀態(tài)a的溫度大于c的溫度，則a的內(nèi) 能大于c的內(nèi)能故B正確；由熱力學(xué)第一定律A U VW Q知，cd過程溫度不變（內(nèi)能不變），則Q= W故C錯誤； da過程溫度升高內(nèi)能增大，則吸收的熱量大于對外做的功，故D錯誤；bc過程溫度降低量和 da過程溫度的升高量相同則內(nèi)能的變化量相同，由熱力學(xué)第一定律知E正確.答案：ABEt對訓(xùn)練1 . （2015 重慶卷）某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時(shí)車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時(shí)的，且車胎體積增大.若這段時(shí)間胎內(nèi)氣 體質(zhì)量不變

5、且可視為理想氣體，那么下列正確的是（）A.外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能減小8 .外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大C.胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能減小D.胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能增大解析：對車胎內(nèi)的理想氣體分析知，因?yàn)槭抢硐霘怏w分子勢能認(rèn)為是0,內(nèi)能只看分子動能，中午溫度升高，分子平均動能增大故內(nèi)能增大，體積增大為氣體對外做功，故選 D.答案：D主題2熱力學(xué)第二定律1 .熱力學(xué)第二定律的兩種表述：（1）按照熱傳遞的方向性表述為：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，這是熱力學(xué)第二定律的克勞修 斯表述.（2）按照機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性表述為：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他 影

6、響.這是熱力學(xué)第二定律的開爾文表述.2.熱力學(xué)第二定律的微觀意義：（1） 一切自然過程總是沿著分子熱運(yùn)動的無序性增大的方向進(jìn)行.（2）用嫡來表示熱力學(xué)第二定律：在任何自然過程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總嫡不會減小.3.在整個(gè)自然界中，無論有無生命，所有宏觀的自發(fā)過程都具有單向性，都是不可逆過程.如河水向下游流，重物向下落，房屋由新到舊直至倒塌，人要從嬰兒到老年直至死亡等.【例2】（多選）根據(jù)熱力學(xué)定律，下列說法正確的是（）A.電冰箱的工作過程表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞B.空調(diào)機(jī)在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量C.科技的進(jìn)步可以使內(nèi)燃機(jī)成為單一的熱源熱機(jī)D.對能源的過度消耗

7、使自然界的能量不斷減少，形成“能源危機(jī)”解析：在外界幫助的情況下，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞,A對；空調(diào)在制冷時(shí)，把室內(nèi)的熱量向室外釋放，需要消耗電能，同時(shí)產(chǎn)生熱量，所以向室外放出的熱量大于從室內(nèi)吸收的熱量,B對；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，可知內(nèi)燃機(jī)不可能成為單一熱源的熱機(jī),C錯；因?yàn)樽匀唤绲哪芰渴鞘睾愕?，能源的消耗并不會使自然界的總能量減少，D錯.答案：AB針對訓(xùn)練2.（多選）下列關(guān)于熱現(xiàn)象的描述正確的是A.據(jù)熱力學(xué)定律，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%B .做功和熱傳遞都是通過能量轉(zhuǎn)化的方式改變系統(tǒng)內(nèi)能的C.溫度是描述熱運(yùn)動的物理量，一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)兩系統(tǒng)溫度相同D.物體由大量

8、分子組成，其單個(gè)分子的運(yùn)動是無規(guī)則的，大量分子的運(yùn)動也是無規(guī)律的解析：根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到 100%故A正確；做功是通過能量轉(zhuǎn)化的方式改變 系統(tǒng)內(nèi)能的，熱傳遞是通過能量轉(zhuǎn)移的方式改變系統(tǒng)內(nèi)能的，故 B錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，溫度是描述熱運(yùn) 動的物理量，一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)兩系統(tǒng)溫度相同，故 C正確；物體由大量分子組成，其單個(gè)分子的運(yùn)動是無規(guī)則的，大量分子的運(yùn)動是有規(guī)律的，故 D錯誤.答案：AC分析考情體驗(yàn)真題述統(tǒng)攬考情本章考查多以選擇題的形式出現(xiàn)，主要考查熱力學(xué)第一定律，改變內(nèi)能的途徑：做功和熱傳遞，并結(jié)合理想 氣體狀態(tài)方程進(jìn)行考查.對熱力學(xué)第二定律主要以

9、一個(gè)選項(xiàng)的形式出現(xiàn)，主要是熱力學(xué)第二定律的兩種表述及其 微觀意義.真題例析（2016 全國I卷）（多選）關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是 .A.氣體吸熱后溫度一定升高B.對氣體做功可以改變其內(nèi)能C.理想氣體等壓膨脹過程一定放熱D.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E.如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡解析：氣體內(nèi)能的改變A U餅 W故對氣體做功可改變氣體內(nèi)能，B選項(xiàng)正確；氣體吸熱為 Q但不確定外pV界做功W的情況，故不能確定氣體溫度變化，A選項(xiàng)錯誤；理想氣體等壓膨脹，W<0由理想氣體狀態(tài)方程pT = c,p不變，V增大，氣體溫度升

10、高，內(nèi)能增大，由AU Q+ w氣體過程中一定吸熱，c選項(xiàng)錯誤；由熱力學(xué)第二定律，D選項(xiàng)正確；根據(jù)平衡性質(zhì)，E選項(xiàng)正確.答案：BDE1對訓(xùn)練（多選）一定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 p-T圖象如圖所示，下 列判斷正確的是（）A.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中外界氣體所做的功等于氣體所放的熱D. a、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài) a分子的平均動能最小E. b和c兩個(gè)狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同解析：在ab段體積不變則 W 0,但溫度升高物體內(nèi)能增大即A U>0,由熱力學(xué)第一定律A U=

11、 WF Q,則吸熱， 故A正確.過程bc中溫度不變則內(nèi)能不變即A U= 0,但體積增大，氣體對外做功 W<0由熱力學(xué)第一定律A U= W + Q O0故吸熱則B錯.過程ca中溫度減小即A U<0,體積減小外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律AU= WF Q兩者不會相等，放出的熱量多故C錯.a、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài) a的溫度最小，故分子的平均動能最小，則 D正確.b和c兩個(gè)狀態(tài)中溫度相同分子平均動能相等，但體積增大分子密集程度變小造成撞擊次數(shù)減小，故E正確.答案：ADE章末集訓(xùn)知能提升1.如圖，一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)a經(jīng)過ab過程到達(dá)狀態(tài)b或者經(jīng)過ac過程到達(dá)狀態(tài)c.設(shè)氣體在狀態(tài)b

12、和狀態(tài)c的溫度分別為 Tb和Tc,在過程ab和ac中吸收的熱量分別為 Qb和Qc,則（）1網(wǎng)石卜ai1 .0 叫 VC. Tb=Tc, Qb>QcA. Tb>Tc, QabcB. Tb>Tc, Qb<QcD. Tb=Tc, Qb<Qc解析：由理想氣體狀態(tài)方程在 bc兩點(diǎn)： *=覃，則Tb=Tc,過程ab和過程ac內(nèi)能的增量相同且A U>0. Ic I b過程ab體積增大則對外做功，即W<0,由熱力學(xué)第一定律A U= VW Q則吸收的熱量 Qb= A U |V1,過程ac體積不變W= 0,則A U= Qc,則C正確.答案：C2. （2016 海南卷）（多

13、選）一定量的理想氣體從狀態(tài)M可以經(jīng)歷過程1或者過程2到達(dá)狀態(tài)N,其p-V圖象如圖所示.在過程1中，氣體始終與外界無熱量交換；在過程 2中，氣體先經(jīng)歷等容變化再經(jīng)歷等壓變化.對于這 兩個(gè)過程，下列說法正確的是 .A.氣體經(jīng)歷過程1 ,其溫度降低B.氣體經(jīng)歷過程1 ,其內(nèi)能減小C.氣體在過程2中一直對外放熱D.氣體在過程2中一直對外做功E.氣體經(jīng)歷過程1的內(nèi)能改變量與經(jīng)歷過程 2的相同解析：氣體經(jīng)歷過程1,壓強(qiáng)減小體積變大，膨脹對外做功，內(nèi)能減小，故溫度降低，選項(xiàng)A、B正確；氣體PV在過程2中，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程 p1=C,剛開始時(shí)氣體體積不變，壓強(qiáng)減小，則溫度降低，對外放熱；然后壓強(qiáng)不變，體積

14、變大，膨脹對外彳功，溫度升高吸熱，故 C D錯誤；無論是經(jīng)過過程 1還是經(jīng)過過程2,初、末 狀態(tài)相同，故內(nèi)能改變量相同，選項(xiàng) E正確.答案：ABE3. （2016 全國出卷）（多選）關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是 .A.質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同B.氣體溫度不變，整體運(yùn)動速度越大，其內(nèi)能越大C.氣體被壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變D. 一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)E. 一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加解析：溫度相同，分子平均動能相同，質(zhì)量雖然相同但兩種氣體分子個(gè)數(shù)不一定相同，則內(nèi)能不一定相同，故A、B錯誤；理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，等壓膨脹溫度必升高，故 D E正確；由熱力學(xué)第一定律知，外界 對氣體做功但可能放熱故內(nèi)能可能不變，則C正確.答案：CDE4 .（多選）如圖所示，內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的氣缸中用活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體.當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，缸內(nèi)氣體（）A.內(nèi)能增加B.對外做功C.壓強(qiáng)增大D.分子間的引力和斥力都增大解析：對活塞：p=po+ms3 口：壓強(qiáng)不變；由等壓變化規(guī)律：溫度升高體積增大，體積增大則對外做功；導(dǎo)熱良好則溫度與環(huán)境溫度相同，增大，內(nèi)能增大；對理想氣體不考慮分子間的