福建省長泰一中高三物理 熱學(xué) 第3講 熱力學(xué)定律與能量守恒復(fù)習(xí)課件 新人教版選修33

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1、第3講 熱力學(xué)定律與能量守恒考點考點1 1 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律1.1.改變物體內(nèi)能的兩種方式改變物體內(nèi)能的兩種方式_和熱傳遞和熱傳遞. .2.2.熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律(1)(1)內(nèi)容：一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的內(nèi)容：一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的_與外界對它所做的功的和與外界對它所做的功的和. .(2)(2)表達(dá)式：表達(dá)式：U=_.U=_.做功做功熱量熱量Q+WQ+W1.1.改變內(nèi)能的兩種方式的比較改變內(nèi)能的兩種方式的比較 方式名稱方式名稱比較項目比較項目做功做功熱熱 傳傳 遞遞區(qū)區(qū)別別內(nèi)能變化內(nèi)能變化情況情況外界對物體做功，外界對物體做功，物體的

2、內(nèi)能增加；物體的內(nèi)能增加；物體對外界做功，物體對外界做功，物體的內(nèi)能減少物體的內(nèi)能減少物體吸收熱量，內(nèi)能增加物體吸收熱量，內(nèi)能增加物體放出熱量，內(nèi)能減少物體放出熱量，內(nèi)能減少 方式名稱方式名稱比較項目比較項目做功做功熱熱 傳傳 遞遞區(qū)區(qū)別別從運動形從運動形式上看式上看做功是宏觀做功是宏觀的機(jī)械運動的機(jī)械運動向物體的微向物體的微觀分子熱運觀分子熱運動的轉(zhuǎn)化動的轉(zhuǎn)化 熱傳遞則是通過分子之間的相熱傳遞則是通過分子之間的相互作用，使同一物體的不同部互作用，使同一物體的不同部分或不同物體間的分子熱運動分或不同物體間的分子熱運動發(fā)生變化，是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移發(fā)生變化，是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移從能量的從能量的角度看角度看 做功

3、是其他做功是其他形式的能與形式的能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程化的過程 不同物體間或同一物體不同部不同物體間或同一物體不同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移 方式名稱方式名稱比較項目比較項目做功做功熱熱 傳傳 遞遞區(qū)區(qū)別別能的性質(zhì)能的性質(zhì)變化情況變化情況 能的性質(zhì)發(fā)能的性質(zhì)發(fā)生了變化生了變化 能的性質(zhì)不變能的性質(zhì)不變相互相互聯(lián)系聯(lián)系做一定量的功或傳遞一定量的熱量在改變內(nèi)能的效果上做一定量的功或傳遞一定量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是相同的是相同的2.U=W+Q2.U=W+Q中正、負(fù)號法則中正、負(fù)號法則W WQ QUU+ +外界對物體外界對物體做功做功物體吸收熱量物體吸收熱量內(nèi)能增加內(nèi)能增加_ _

4、物體對外界物體對外界做功做功物體放出熱量物體放出熱量內(nèi)能減少內(nèi)能減少意義意義物理量物理量符號符號3.U=Q+W3.U=Q+W的三種特殊情況的三種特殊情況(1)(1)若過程是絕熱的，則若過程是絕熱的，則Q=0,W=U,Q=0,W=U,外界對物體做的功等于物體外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加內(nèi)能的增加. .(2)(2)若過程是等容的，即若過程是等容的，即W=0,Q=UW=0,Q=U，物體吸收的熱量等于物體，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加內(nèi)能的增加. .(3)(3)若過程是等溫的，即若過程是等溫的，即UU0 0，則，則W+Q=0W+Q=0或或W=-QW=-Q，外界對物體，外界對物體做的功等于物體

5、放出的熱量做的功等于物體放出的熱量. .4.4.對溫度、內(nèi)能、熱量和功的三點說明對溫度、內(nèi)能、熱量和功的三點說明(1)(1)溫度、內(nèi)能、熱量和功是熱學(xué)中相互關(guān)聯(lián)的四個物理量溫度、內(nèi)能、熱量和功是熱學(xué)中相互關(guān)聯(lián)的四個物理量. .當(dāng)當(dāng)物體的內(nèi)能改變時，溫度不一定改變物體的內(nèi)能改變時，溫度不一定改變. .只有當(dāng)通過熱傳遞改變物只有當(dāng)通過熱傳遞改變物體內(nèi)能時才會有熱量傳遞，但能的形式?jīng)]有發(fā)生變化體內(nèi)能時才會有熱量傳遞，但能的形式?jīng)]有發(fā)生變化. .(2)(2)熱量是熱傳遞過程中的特征物理量，和功一樣是過程量，離熱量是熱傳遞過程中的特征物理量，和功一樣是過程量，離開過程談熱量毫無意義開過程談熱量毫無意義.

6、 .就某一狀態(tài)而言，只有就某一狀態(tài)而言，只有“內(nèi)能內(nèi)能”，根本，根本不存在不存在“熱量熱量”和和“功功”，因此不能說一個系統(tǒng)中含有，因此不能說一個系統(tǒng)中含有“多少多少熱量熱量”或或“多少功多少功”. .(3)(3)物體的內(nèi)能大，并不意味著物體一定會對外做功或向外傳遞物體的內(nèi)能大，并不意味著物體一定會對外做功或向外傳遞熱量熱量. .只有物體的內(nèi)能變化較大時，做的功或傳遞的熱量才會多只有物體的內(nèi)能變化較大時，做的功或傳遞的熱量才會多. .1.1.熱力學(xué)第二定律的兩種表述熱力學(xué)第二定律的兩種表述(1)(1)克勞修斯表述：熱量不能克勞修斯表述：熱量不能_從低溫物體傳到高溫物體從低溫物體傳到高溫物體.

7、.(2)(2)開爾文表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成開爾文表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而功，而_._.或表述為或表述為“_永動機(jī)是不可能永動機(jī)是不可能制成的制成的.”.”考點考點2 2 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律自發(fā)地自發(fā)地不產(chǎn)生其他影響不產(chǎn)生其他影響第二類第二類2.2.用熵的概念表示熱力學(xué)第二定律用熵的概念表示熱力學(xué)第二定律在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會_(_(填填“增大增大”或或“減小減小”).).3.3.熱力學(xué)第二定律的微觀意義熱力學(xué)第二定律的微觀意義一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的一切自發(fā)過程總是沿著分

8、子熱運動的_增大的方向進(jìn)行增大的方向進(jìn)行. .減小減小無序性無序性1.1.在熱力學(xué)第二定律的表述中，在熱力學(xué)第二定律的表述中，“自發(fā)地自發(fā)地”、“不產(chǎn)生其他影不產(chǎn)生其他影響響”的涵義的涵義(1)“(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要借助外界提供能量的幫助. .(2)“(2)“不產(chǎn)生其他影響不產(chǎn)生其他影響”的涵義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本的涵義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響系統(tǒng)內(nèi)完成，對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響. .如吸熱、放如吸熱、放熱、做功等熱、做

9、功等. .2.2.熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)熱力學(xué)第二定律的實質(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程的方向性, ,進(jìn)而使人們認(rèn)識到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏進(jìn)而使人們認(rèn)識到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性觀過程都具有方向性. .3.3.熱力學(xué)過程方向性實例熱力學(xué)過程方向性實例(1)(1)高溫物體高溫物體 低溫物體低溫物體. .(2)(2)功功 熱熱. .(3)(3)氣體體積氣體體積V V1 1 氣體體積氣體體積V V2 2(V(V1 1VV2 2).).(4)(4)不同氣體不同氣體A A和和B B 混

10、合氣體混合氣體AB.AB.4.4.熱力學(xué)第二定律的微觀意義：系統(tǒng)的熱力學(xué)過程就是大量分熱力學(xué)第二定律的微觀意義：系統(tǒng)的熱力學(xué)過程就是大量分子無序運動狀態(tài)的變化過程子無序運動狀態(tài)的變化過程. .(1)(1)在機(jī)械能通過做功轉(zhuǎn)化為熱的過程中，自然過程是大量分子在機(jī)械能通過做功轉(zhuǎn)化為熱的過程中，自然過程是大量分子從有序運動狀態(tài)向無序運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程，但其逆過程卻不從有序運動狀態(tài)向無序運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程，但其逆過程卻不能自發(fā)地進(jìn)行，即不可能由大量分子無規(guī)則的熱運動自發(fā)轉(zhuǎn)變能自發(fā)地進(jìn)行，即不可能由大量分子無規(guī)則的熱運動自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜻\動為有序運動. .(2)(2)熱傳遞的過程中，自然過程是大量分子從無

11、序程度小的運動熱傳遞的過程中，自然過程是大量分子從無序程度小的運動狀態(tài)向無序程度大的運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程，其逆過程不能自發(fā)狀態(tài)向無序程度大的運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程，其逆過程不能自發(fā)進(jìn)行進(jìn)行. .(3)(3)大量分子無序運動狀態(tài)變化的方向總是向無序性增大的方向大量分子無序運動狀態(tài)變化的方向總是向無序性增大的方向進(jìn)行，即一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方進(jìn)行，即一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進(jìn)行，這就是熱力學(xué)第二定律的微觀意義向進(jìn)行，這就是熱力學(xué)第二定律的微觀意義. .1.1.能量守恒定律能量守恒定律能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式能量既不會憑空產(chǎn)生，也

12、不會憑空消失，它只能從一種形式_為另一種形式，或者從一個物體為另一種形式，或者從一個物體_到別的物體，在轉(zhuǎn)到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的_保持不變保持不變. .2.2.能源的利用能源的利用(1)(1)存在能量耗散和存在能量耗散和_._.(2)(2)重視利用能源時對重視利用能源時對_的影響的影響. .(3)(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、水流能等、生物質(zhì)能、風(fēng)能、水流能等) )考點考點3 3 能量守恒定律、能源和環(huán)境能量守恒定律、能源和環(huán)境轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移總量總量品質(zhì)下降品質(zhì)下降環(huán)境環(huán)境太陽能太陽能1.1.對能量守恒定律的四點說明對能

13、量守恒定律的四點說明(1)(1)能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律，一切違背能量守恒定律能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律，一切違背能量守恒定律的過程都不可能實現(xiàn)的過程都不可能實現(xiàn). .(2)(2)不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，且這一轉(zhuǎn)化過程是通過不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，且這一轉(zhuǎn)化過程是通過做功來完成的做功來完成的. .(3)(3)某種形式的能減少，一定有其他形式的能增加，且減少量和某種形式的能減少，一定有其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等增加量一定相等. .(4)(4)某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加

14、量一定相等少量和增加量一定相等. .2.2.能量守恒定律的應(yīng)用方法能量守恒定律的應(yīng)用方法(1)(1)在利用能量守恒定律解題時，要注意先搞清楚過程中有幾種在利用能量守恒定律解題時，要注意先搞清楚過程中有幾種形式的能在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移形式的能在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移. .(2)(2)分析初、末狀態(tài)，確定分析初、末狀態(tài)，確定EE增增、EE減減各為多少，再由各為多少，再由EE增增=E=E減減列式計算列式計算. .熱點考向熱點考向1 1 熱力學(xué)定律的應(yīng)用熱力學(xué)定律的應(yīng)用【例證【例證1 1】(2013(2013泉州模擬泉州模擬) )在地面上將一定質(zhì)量的空氣壓縮裝在地面上將一定質(zhì)量的空氣壓縮裝入某氣瓶時，保持氣瓶溫度不變，外

15、界做了入某氣瓶時，保持氣瓶溫度不變，外界做了24 kJ24 kJ的功；然后將的功；然后將該氣瓶密封并緩慢地沉入水底，若氣瓶中空氣體積保持不變，該氣瓶密封并緩慢地沉入水底，若氣瓶中空氣體積保持不變，且放出且放出5 kJ5 kJ的熱量的熱量. .則整個過程中氣瓶內(nèi)的空氣則整個過程中氣瓶內(nèi)的空氣( )( )A.A.吸收熱量，內(nèi)能增加吸收熱量，內(nèi)能增加5 kJ 5 kJ B.B.放出熱量，內(nèi)能減少放出熱量，內(nèi)能減少5 kJ5 kJC.C.放出熱量，內(nèi)能增加放出熱量，內(nèi)能增加19 kJ 19 kJ D.D.吸收熱量，內(nèi)能減少吸收熱量，內(nèi)能減少19 kJ19 kJ【自主解答】【自主解答】選選B.B.將一定

16、質(zhì)量的空氣壓縮過程，溫度不變則將一定質(zhì)量的空氣壓縮過程，溫度不變則U=0U=0，據(jù)，據(jù)U=W+QU=W+Q可知可知Q=-24 kJQ=-24 kJ；氣瓶中空氣體積保持不變過；氣瓶中空氣體積保持不變過程程W=0W=0，據(jù)，據(jù)U=W+QU=W+Q可知可知U=-5 kJU=-5 kJ，則整個過程中氣瓶內(nèi)的空氣，則整個過程中氣瓶內(nèi)的空氣放出熱量，內(nèi)能減少放出熱量，內(nèi)能減少5 kJ5 kJ，故選，故選B.B.【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】判定物體內(nèi)能變化的方法判定物體內(nèi)能變化的方法(1)(1)當(dāng)做功和熱傳遞兩種過程同時發(fā)生時，內(nèi)能的變化就要用熱當(dāng)做功和熱傳遞兩種過程同時發(fā)生時，內(nèi)能的變化就要用熱力學(xué)第一定律進(jìn)

17、行綜合分析力學(xué)第一定律進(jìn)行綜合分析. .(2)(2)做功情況看氣體的體積：體積增大，氣體對外做功，做功情況看氣體的體積：體積增大，氣體對外做功，W W為負(fù)；為負(fù)；體積縮小，外界對氣體做功，體積縮小，外界對氣體做功，W W為正為正. .(3)(3)與外界絕熱，則不發(fā)生熱傳遞，此時與外界絕熱，則不發(fā)生熱傳遞，此時Q=0.Q=0.(4)(4)如果研究對象是理想氣體，則由于理想氣體沒有分子勢能，如果研究對象是理想氣體，則由于理想氣體沒有分子勢能，所以當(dāng)它的內(nèi)能變化時，主要體現(xiàn)在分子動能的變化上，從宏所以當(dāng)它的內(nèi)能變化時，主要體現(xiàn)在分子動能的變化上，從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化觀上看就是溫度發(fā)生了變化.

18、 .熱點考向熱點考向2 2 熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用【例證【例證2 2】如圖所示為電冰箱的工如圖所示為電冰箱的工作原理示意圖作原理示意圖. .壓縮機(jī)工作時，強(qiáng)壓縮機(jī)工作時，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)斷循環(huán). .在蒸發(fā)器中制冷劑汽化在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時制冷劑液化，放出熱量到箱吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時制冷劑液化，放出熱量到箱體外體外. .下列說法正確的是下列說法正確的是( )( )A.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.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，是因為其消耗了電能因為其消耗了電能C.C.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D.D.電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第二定律電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第二定律【解題指南】【解題指南】結(jié)合熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律的相關(guān)知結(jié)合熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律的相關(guān)知識進(jìn)行研究分析識進(jìn)行研究分析. .【自主解答】【自主解答】選選B.B.熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式熱力學(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，是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的具體表現(xiàn)，適用于所能的轉(zhuǎn)化規(guī)律，是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的具體表現(xiàn)，適用于所

20、有的熱學(xué)過程，故有的熱學(xué)過程，故C C錯誤；由熱力學(xué)第二定律可知，熱量不能自錯誤；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，故消耗電能，故B B正確，正確，A A、D D錯誤錯誤. .【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】解答本題的關(guān)鍵在于理解熱力學(xué)第一、第二定律，解答本題的關(guān)鍵在于理解熱力學(xué)第一、第二定律，特別是對第二定律應(yīng)理解特別是對第二定律應(yīng)理解“自發(fā)地自發(fā)地”和和“不產(chǎn)生其他影響不

21、產(chǎn)生其他影響”的的涵義涵義. .第第(1)(1)問中易錯選問中易錯選A.A.原因是誤認(rèn)為熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到原因是誤認(rèn)為熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外，其實熱量在從冰箱內(nèi)傳到冰箱外時，需要壓縮機(jī)的幫冰箱外，其實熱量在從冰箱內(nèi)傳到冰箱外時，需要壓縮機(jī)的幫助，并消耗電能，并不是助，并消耗電能，并不是“自發(fā)地自發(fā)地”、“不產(chǎn)生其他影響不產(chǎn)生其他影響”. . 熱點考向熱點考向3 3 氣體實驗定律與熱力學(xué)定律綜合氣體實驗定律與熱力學(xué)定律綜合【例證【例證3 3】(2012(2012廣東高考廣東高考) )景頗景頗族的祖先發(fā)明的點火器如圖所示族的祖先發(fā)明的點火器如圖所示, ,用牛角做套筒用牛角做套筒,

22、 ,木制推桿前端粘著艾絨，猛推推桿，艾絨即可木制推桿前端粘著艾絨，猛推推桿，艾絨即可點燃，對筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過程中點燃，對筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過程中( )( )A.A.氣體溫度升高氣體溫度升高, ,壓強(qiáng)不變壓強(qiáng)不變B.B.氣體溫度升高氣體溫度升高, ,壓強(qiáng)變大壓強(qiáng)變大C.C.氣體對外界做正功氣體對外界做正功, ,氣體內(nèi)能增加氣體內(nèi)能增加D.D.外界對氣體做正功外界對氣體做正功, ,氣體內(nèi)能減少氣體內(nèi)能減少 【解題指南】【解題指南】本題利用熱力學(xué)第一定律及理想氣體狀態(tài)方程本題利用熱力學(xué)第一定律及理想氣體狀態(tài)方程求解求解. .【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】選選B.B.由于套筒內(nèi)封閉著一定質(zhì)量

23、的氣體，當(dāng)猛由于套筒內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)猛推推桿時推桿迅速壓縮氣體，外界對氣體做正功推推桿時推桿迅速壓縮氣體，外界對氣體做正功. .由于這一由于這一過程進(jìn)行得很快，可以看成是一個近似的絕熱過程，即整個過程進(jìn)行得很快，可以看成是一個近似的絕熱過程，即整個系統(tǒng)來不及向外界傳遞熱量系統(tǒng)來不及向外界傳遞熱量. .根據(jù)熱力學(xué)第一定律，這時外根據(jù)熱力學(xué)第一定律，這時外力做的功只能用來增加氣體的內(nèi)能力做的功只能用來增加氣體的內(nèi)能. .這就使氣體分子的運動這就使氣體分子的運動加劇，引起氣體分子平均動能增加，氣體溫度升高加劇，引起氣體分子平均動能增加，氣體溫度升高. .所以艾所以艾絨即刻被點燃絨即刻被點燃

24、. .由于被封閉的氣體質(zhì)量不變，溫度升高，而由于被封閉的氣體質(zhì)量不變，溫度升高，而體積變小，則由氣體狀態(tài)方程知壓強(qiáng)變大體積變小，則由氣體狀態(tài)方程知壓強(qiáng)變大. .故故B B選項正確，其選項正確，其他選項都錯他選項都錯. .【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】氣體實驗定律與熱力學(xué)定律的綜合問題的處理方氣體實驗定律與熱力學(xué)定律的綜合問題的處理方法法(1)(1)氣體實驗定律研究對象是一定質(zhì)量的理想氣體氣體實驗定律研究對象是一定質(zhì)量的理想氣體. .(2)(2)解決具體問題時，分清氣體的變化過程是求解問題的關(guān)鍵，解決具體問題時，分清氣體的變化過程是求解問題的關(guān)鍵，根據(jù)不同的變化，找出與之相關(guān)的氣體狀態(tài)參量，利用相關(guān)規(guī)

25、根據(jù)不同的變化，找出與之相關(guān)的氣體狀態(tài)參量，利用相關(guān)規(guī)律解決律解決. .(3)(3)對理想氣體，只要體積變化外界對氣體對理想氣體，只要體積變化外界對氣體( (或氣體對外界或氣體對外界) )要做要做功功W=pVW=pV；只要溫度發(fā)生變化，其內(nèi)能要發(fā)生變化；只要溫度發(fā)生變化，其內(nèi)能要發(fā)生變化. .(4)(4)結(jié)合熱力學(xué)第一定律結(jié)合熱力學(xué)第一定律U=W+QU=W+Q求解問題求解問題. .1.(20111.(2011福建高考福建高考) )一定量的理想氣體在某一過程中，從外界一定量的理想氣體在某一過程中，從外界吸收熱量吸收熱量2.52.510104 4 J J，氣體對外界做功，氣體對外界做功1.01.0

26、10104 4 J J，則該理想，則該理想氣體的氣體的( )( )A.A.溫度降低，密度增大溫度降低，密度增大B.B.溫度降低，密度減小溫度降低，密度減小C.C.溫度升高，密度增大溫度升高，密度增大D.D.溫度升高，密度減小溫度升高，密度減小【解析】【解析】選選D.D.由熱力學(xué)第一定律由熱力學(xué)第一定律U=W+QU=W+Q，Q=2.5Q=2.510104 4 J J，W=W=-1.0-1.010104 4 J J，可知，可知UU大于零，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，大于零，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，A A、B B錯；氣體對外做功，體積增大，密度減小，錯；氣體對外做功，體積增大，密度減小，C C錯，錯，D

27、 D對對. .2.(20132.(2013福州模擬福州模擬) )被壓癟但尚未破裂的乒乓球放在熱水里泡被壓癟但尚未破裂的乒乓球放在熱水里泡一會兒，就會重新鼓起來一會兒，就會重新鼓起來. .這一過程乒乓球內(nèi)的氣體這一過程乒乓球內(nèi)的氣體( )( )A.A.吸熱，對外做功，內(nèi)能不變吸熱，對外做功，內(nèi)能不變 B.B.吸熱，對外做功，內(nèi)能增加吸熱，對外做功，內(nèi)能增加C.C.溫度升高，體積增大，壓強(qiáng)不變溫度升高，體積增大，壓強(qiáng)不變 D.D.壓強(qiáng)增大，單位體積分子數(shù)增大壓強(qiáng)增大，單位體積分子數(shù)增大【解析】【解析】選選B.B.乒乓球放在熱水里泡一會兒，溫度升高，內(nèi)能增乒乓球放在熱水里泡一會兒，溫度升高，內(nèi)能增加

28、，壓強(qiáng)增大，加，壓強(qiáng)增大，A A、C C錯誤錯誤. .乒乓球重新鼓起來，體積增大，單位乒乓球重新鼓起來，體積增大，單位體積分子數(shù)減少，氣體對外做功，據(jù)體積分子數(shù)減少，氣體對外做功，據(jù)U=W+QU=W+Q可知可知Q Q0 0，乒乓球，乒乓球內(nèi)的氣體吸熱，內(nèi)的氣體吸熱，B B對，對，D D錯錯. .3.3.關(guān)于永動機(jī)和熱力學(xué)定律的討論，下列敘述正確的是關(guān)于永動機(jī)和熱力學(xué)定律的討論，下列敘述正確的是( )( )A.A.第二類永動機(jī)違反能量守恒定律第二類永動機(jī)違反能量守恒定律B.B.如果物體從外界吸收了熱量，則物體的內(nèi)能一定增加如果物體從外界吸收了熱量，則物體的內(nèi)能一定增加C.C.外界對物體做功，則物

29、體的內(nèi)能一定增加外界對物體做功，則物體的內(nèi)能一定增加D.D.做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但從能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但從能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點來看這兩種改變方式是有區(qū)別的的觀點來看這兩種改變方式是有區(qū)別的【解析】【解析】選選D.D.第二類永動機(jī)違反熱力學(xué)第二定律并不違反能量第二類永動機(jī)違反熱力學(xué)第二定律并不違反能量守恒定律，守恒定律，A A錯誤錯誤. .由熱力學(xué)第一定律可知吸收熱量物體的內(nèi)能由熱力學(xué)第一定律可知吸收熱量物體的內(nèi)能不一定增加，不一定增加，B B錯誤錯誤. .同理外界對物體做功，物體的內(nèi)能也不一同理外界對物體做功，物體的內(nèi)能也不一定增加，定增加，C C錯

30、誤錯誤. .做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但做功做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但做功是能量的轉(zhuǎn)化，熱傳遞是能量的轉(zhuǎn)移，是能量的轉(zhuǎn)化，熱傳遞是能量的轉(zhuǎn)移，D D正確正確. .【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】兩類永動機(jī)的比較兩類永動機(jī)的比較分類分類第一類永動機(jī)第一類永動機(jī)第二類永動機(jī)第二類永動機(jī)設(shè)計要求設(shè)計要求不需要任何動力或燃不需要任何動力或燃料，卻能不斷地對外料，卻能不斷地對外做功的機(jī)器做功的機(jī)器從單一熱源吸收熱量，使從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響的機(jī)器其他影響的機(jī)器 不可能不可能制成的原因制成的原因違背能量守恒違背能量守恒不違背能量守恒，違背熱不違

31、背能量守恒，違背熱力學(xué)第二定律力學(xué)第二定律4.4.關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是( )( )A.A.在一定條件下物體的溫度可以降到在一定條件下物體的溫度可以降到0 K0 KB.B.物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功C.C.吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加D.D.壓縮氣體總能使氣體的溫度升高壓縮氣體總能使氣體的溫度升高【解析】【解析】選選B.B.由熱力學(xué)第三定律知，絕對零度不可能達(dá)到，由熱力學(xué)第三定律知，絕對零度不可能達(dá)到，A A錯；錯；由熱力學(xué)第二定律知，物體從單一熱源吸收的熱量可全部用

32、于由熱力學(xué)第二定律知，物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功，但是將產(chǎn)生其他影響，做功，但是將產(chǎn)生其他影響，B B對；物體吸收了熱量，若全部用對；物體吸收了熱量，若全部用于對外做功，其內(nèi)能不變，于對外做功，其內(nèi)能不變，C C錯；壓縮氣體，若氣體向外放熱，錯；壓縮氣體，若氣體向外放熱，氣體的溫度不一定升高，氣體的溫度不一定升高，D D錯錯. .5.(20125.(2012福建高考福建高考) )關(guān)于熱力學(xué)定律和分子動理論關(guān)于熱力學(xué)定律和分子動理論, ,下列說法正下列說法正確的是確的是( )( )A.A.一定量氣體吸收熱量一定量氣體吸收熱量, ,其內(nèi)能一定增大其內(nèi)能一定增大B.B.不可能使熱量由低溫

33、物體傳遞到高溫物體不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體C.C.若兩分子間距離增大若兩分子間距離增大, ,分子勢能一定增大分子勢能一定增大D.D.若兩分子間距離減小若兩分子間距離減小, ,分子間引力和斥力都增大分子間引力和斥力都增大【解析】【解析】選選D.D.據(jù)熱力學(xué)第一定律據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W+QU=W+Q可知氣體吸收熱量對外可知氣體吸收熱量對外做功，內(nèi)能不一定增大，做功，內(nèi)能不一定增大，A A錯；熱量可以由低溫物體傳遞到高溫錯；熱量可以由低溫物體傳遞到高溫物體但要引起其他變化，物體但要引起其他變化，B B錯；兩分子間距離減小，分子間引力錯；兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大，和斥力都

34、增大，D D對；當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，距離增大，對；當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，距離增大，分子勢能減小，分子勢能減小，C C錯錯. .6.(20136.(2013潮州模擬潮州模擬) )如圖所示，將如圖所示，將一空的鋁制易拉罐開口向下壓入恒一空的鋁制易拉罐開口向下壓入恒溫游泳池的水中，則易拉罐在水中溫游泳池的水中，則易拉罐在水中緩慢下降過程中，罐內(nèi)空氣緩慢下降過程中，罐內(nèi)空氣( (可視可視為理想氣體為理想氣體)( )( )A.A.內(nèi)能增大內(nèi)能增大B.B.分子間的平均距離減少分子間的平均距離減少 C.C.從外界吸熱從外界吸熱D.D.對外界做正功對外界做正功【解析】【解析】選選B.B.下降越深

35、，罐內(nèi)空氣的壓強(qiáng)越大，在溫度不變的下降越深，罐內(nèi)空氣的壓強(qiáng)越大，在溫度不變的情況下，氣體的體積越小，分子間的平均距離減少，外界對氣情況下，氣體的體積越小，分子間的平均距離減少，外界對氣體做功，選項體做功，選項B B正確，正確，D D錯誤；溫度不變，罐內(nèi)空氣的內(nèi)能不變，錯誤；溫度不變，罐內(nèi)空氣的內(nèi)能不變，選項選項A A錯誤；外界對氣體做功，罐內(nèi)空氣的內(nèi)能不變，根據(jù)熱力錯誤；外界對氣體做功，罐內(nèi)空氣的內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定放熱，選項學(xué)第一定律可知，氣體一定放熱，選項C C錯誤錯誤. .7.(20137.(2013聊城模擬聊城模擬) )下列說法正確的是下列說法正確的是( )( )

36、A.A.常溫常壓下，一定質(zhì)量的氣體，保持體積不變，壓強(qiáng)將隨溫常溫常壓下，一定質(zhì)量的氣體，保持體積不變，壓強(qiáng)將隨溫度的增大而增大度的增大而增大B.B.用活塞壓縮汽缸里的空氣，對空氣做功用活塞壓縮汽缸里的空氣，對空氣做功3.53.510105 5 J J，同時空，同時空氣的內(nèi)能增加了氣的內(nèi)能增加了2.52.510105 5 J J，則空氣從外界吸收熱量，則空氣從外界吸收熱量1.01.010105 5 J JC.C.物體的溫度為物體的溫度為0 0 時，分子的平均動能為零時，分子的平均動能為零D.D.熱量從低溫物體傳到高溫物體是不可能的熱量從低溫物體傳到高溫物體是不可能的【解析】【解析】選選A.A.根

37、據(jù)一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)、溫度和體積的關(guān)系可知，根據(jù)一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)、溫度和體積的關(guān)系可知，體積一定時，氣體溫度升高，則壓強(qiáng)增大，體積一定時，氣體溫度升高，則壓強(qiáng)增大，A A項正確；由熱力學(xué)項正確；由熱力學(xué)第一定律第一定律U=W+QU=W+Q可知，氣體應(yīng)向外界放熱，可知，氣體應(yīng)向外界放熱，B B項錯；物體的溫項錯；物體的溫度為熱力學(xué)溫度度為熱力學(xué)溫度0 K0 K時，分子平均動能為零，時，分子平均動能為零，C C項錯；熱量只是項錯；熱量只是不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，如空調(diào)可以把熱量從溫不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，如空調(diào)可以把熱量從溫度較低的室內(nèi)轉(zhuǎn)移到室外，度較低的室內(nèi)轉(zhuǎn)移到室外，D D項

38、錯項錯. . 8.(20128.(2012南昌模擬南昌模擬) )用力拉活塞，使封閉在汽缸內(nèi)的氣體的體用力拉活塞，使封閉在汽缸內(nèi)的氣體的體積迅速增大為原來的兩倍，若汽缸不漏氣，那么此時汽缸內(nèi)氣積迅速增大為原來的兩倍，若汽缸不漏氣，那么此時汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)體壓強(qiáng)p p2 2和原來的壓強(qiáng)和原來的壓強(qiáng)p p1 1相比較有相比較有( )( )A.pA.p2 2=p=p1 1/2 B.p/2 B.p2 2p p1 1/2/2C.pC.p2 2p p1 1/2 D./2 D.無法確定無法確定【解析】【解析】選選C.C.封閉在汽缸內(nèi)的氣體的體積迅速增大為原來的兩封閉在汽缸內(nèi)的氣體的體積迅速增大為原來的兩倍，氣體

39、對外做功，溫度降低，倍，氣體對外做功，溫度降低，T T1 1T T2 2，由，由 得，得，p p2 2 ，C C正確，正確，A A、B B、D D錯誤錯誤. .112212p Vp VTT1p29.9.噴霧器噴霧器( (如圖如圖) )內(nèi)有內(nèi)有10 L10 L水，上部封閉有水，上部封閉有1 atm 1 atm 的空氣的空氣2 L.2 L.關(guān)關(guān)閉噴霧閥門，用打氣筒向噴霧器內(nèi)再充入閉噴霧閥門，用打氣筒向噴霧器內(nèi)再充入1 atm1 atm的空氣的空氣3 L(3 L(設(shè)外設(shè)外界環(huán)境溫度一定，空氣可看做理想氣體界環(huán)境溫度一定，空氣可看做理想氣體).).則針對噴霧器則針對噴霧器, ,下列說下列說法正確的是法

40、正確的是( )( )A.A.打氣過程中發(fā)生的是等壓過程打氣過程中發(fā)生的是等壓過程B.B.打氣過程中發(fā)生的是等容過程打氣過程中發(fā)生的是等容過程C.C.打氣過程中發(fā)生的是等溫過程打氣過程中發(fā)生的是等溫過程D.D.當(dāng)打入空氣后水面上方空氣與外界溫度相等時當(dāng)打入空氣后水面上方空氣與外界溫度相等時, ,氣體壓強(qiáng)為氣體壓強(qiáng)為2.5 atm2.5 atm【解析】【解析】選選D.D.打氣過程中打氣過程中, ,空氣壓強(qiáng)增大空氣壓強(qiáng)增大, ,體積減小體積減小, ,溫度升高溫度升高, ,則則A A、B B、C C都錯誤都錯誤. .等水面上方空氣與外界溫度相等時等水面上方空氣與外界溫度相等時, ,根據(jù)玻意根據(jù)玻意耳定

41、律耳定律p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2解得解得p p2 2=2.5 atm,=2.5 atm,故故D D正確正確. .10.10.如圖所示，導(dǎo)熱的汽缸開口向下，缸內(nèi)活塞封閉了一定質(zhì)量如圖所示，導(dǎo)熱的汽缸開口向下，缸內(nèi)活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞可自由滑動且不漏氣，活塞下掛一個沙桶，的理想氣體，活塞可自由滑動且不漏氣，活塞下掛一個沙桶，沙桶裝滿沙子時，活塞恰好靜止，現(xiàn)將沙桶底部鉆一個小洞，沙桶裝滿沙子時，活塞恰好靜止，現(xiàn)將沙桶底部鉆一個小洞，讓細(xì)沙慢慢漏出讓細(xì)沙慢慢漏出. .汽缸外部溫度恒定不變，則下列說法中正確的汽缸外部溫度恒定不變，則下列說法中正確的有有( )( )

42、A.A.缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加B.B.缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增大，內(nèi)能不變缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增大，內(nèi)能不變C.C.缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)不變，內(nèi)能減少缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)不變，內(nèi)能減少D.D.外界對缸內(nèi)氣體做功，缸內(nèi)氣體內(nèi)能增加外界對缸內(nèi)氣體做功，缸內(nèi)氣體內(nèi)能增加【解析】【解析】選選B.B.設(shè)小桶質(zhì)量為設(shè)小桶質(zhì)量為M,M,沙質(zhì)量為沙質(zhì)量為m,m,對活塞受力分析得對活塞受力分析得p p0 0S=pS+(m+M)g, S=pS+(m+M)g, 細(xì)沙慢慢漏出細(xì)沙慢慢漏出,m,m減小，減小，p p增大，增大，A A、C C錯，導(dǎo)熱錯，導(dǎo)熱的汽缸外部溫度恒定不變，內(nèi)能不變，的汽缸外部溫度恒定不變

43、，內(nèi)能不變，D D錯錯. .11.(201211.(2012泉州模擬泉州模擬) )在絕熱的汽缸內(nèi)在絕熱的汽缸內(nèi)封閉著質(zhì)量、體積和種類都相同的兩封閉著質(zhì)量、體積和種類都相同的兩部分氣體部分氣體A A和和B(B(不計氣體分子之間的作不計氣體分子之間的作用力用力) )，中間用導(dǎo)熱的固定隔板，中間用導(dǎo)熱的固定隔板P P隔開隔開. .若不導(dǎo)熱的活塞若不導(dǎo)熱的活塞Q Q在外力作用下向外移動時，下列論述正確的在外力作用下向外移動時，下列論述正確的是是( )( )A.A.氣體氣體A A壓強(qiáng)減小，內(nèi)能不變壓強(qiáng)減小，內(nèi)能不變B.B.氣體氣體B B壓強(qiáng)減小，內(nèi)能不變壓強(qiáng)減小，內(nèi)能不變C.C.氣體氣體B B壓強(qiáng)減小，

44、內(nèi)能減小壓強(qiáng)減小，內(nèi)能減小D.D.氣體氣體A A壓強(qiáng)不變，內(nèi)能不變壓強(qiáng)不變，內(nèi)能不變【解題指南】【解題指南】解答本題應(yīng)注意理解以下兩個方面：解答本題應(yīng)注意理解以下兩個方面：(1)(1)絕熱的汽缸和不導(dǎo)熱的活塞說明密閉氣體與外界沒有進(jìn)行熱絕熱的汽缸和不導(dǎo)熱的活塞說明密閉氣體與外界沒有進(jìn)行熱傳遞傳遞, ,即即Q=0.Q=0.(2)(2)導(dǎo)熱的隔板說明導(dǎo)熱的隔板說明A A和和B B兩部分氣體穩(wěn)定時溫度相等兩部分氣體穩(wěn)定時溫度相等. .【解析】【解析】選選C.C.設(shè)活塞面積為設(shè)活塞面積為S,S,則活塞則活塞Q Q在外力作用下，氣體在外力作用下，氣體B B的的壓強(qiáng)壓強(qiáng)p=pp=p0 0- ,- ,即壓強(qiáng)

45、減小，由于體積增大，氣體對外做功即壓強(qiáng)減小，由于體積增大，氣體對外做功W0,W0,據(jù)據(jù)U=W+Q,Q=0U=W+Q,Q=0因此因此U0,U0,即氣體即氣體B B內(nèi)能減小內(nèi)能減小,B,B錯錯C C對對. .由于導(dǎo)熱由于導(dǎo)熱隔板隔板P P固定，故固定，故A A體積不變，但體積不變，但A A、B B內(nèi)溫度相同，由于內(nèi)溫度相同，由于B B內(nèi)氣體對內(nèi)氣體對外界做功，溫度降低，故外界做功，溫度降低，故A A內(nèi)氣體溫度降低，內(nèi)能減小，由內(nèi)氣體溫度降低，內(nèi)能減小，由 知知A A內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，故內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，故A A、D D錯錯. .FS1212ppTT12.12.一定質(zhì)量的理想氣體一定質(zhì)量的理想氣體, ,

46、當(dāng)它發(fā)生如圖當(dāng)它發(fā)生如圖所示的狀態(tài)變化時所示的狀態(tài)變化時, ,哪一個狀態(tài)變化過程哪一個狀態(tài)變化過程中中, ,氣體吸收熱量全部用來對外界做功氣體吸收熱量全部用來對外界做功( )( )A.A.由由A A至至B B狀態(tài)變化過程狀態(tài)變化過程B.B.由由B B至至C C狀態(tài)變化過程狀態(tài)變化過程C.C.由由C C至至D D狀態(tài)變化過程狀態(tài)變化過程D.D.由由D D至至A A狀態(tài)變化過程狀態(tài)變化過程【解析】【解析】選選D.AD.A至至B B、C C至至D D狀態(tài)狀態(tài), ,體積不變體積不變, ,沒有對外做功沒有對外做功,A,A、C C錯錯;B;B至至C C狀態(tài)狀態(tài), ,體積減小體積減小, ,外界對氣體做功外界對氣體做功,B,B錯錯;D;D至至A A狀態(tài)狀態(tài), ,溫度不溫度不變變, ,內(nèi)能不變內(nèi)能不變, ,體積變大體積變大, ,因此吸收熱量全部用來對外做功因此吸收熱量全部用來對外做功,D,D對對. .