第三章　热力学定律本章小结

本章小结 答案:做功　内能　等价　W　Q　能量守恒定律　热量不能自发地从低温物体传到高温物体　不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响　热力学第二定律 排查易错易混 易错点1　内能和相关概念的辨析 1.关于温度、热量、功和内能,以下说法正确的是(　D　) A.同一物体温度高时,含有的热量多 B.物体的内能越大,含有的热量就越多,温度也越高 C.外界对系统做功W,内能必定增加 D.两物体之间发生传热的条件是存在温差 解析:热量是一个过程量,是物体间进行热传递时内能的转移量,不能说物体含有多少热量,故选项A、B错误;由于做功和传热都可引起系统内能的变化,只根据做功无法准确判断系统内能的变化,故选项C错误;物体间发生传热的条件是两者之间没有处于热平衡,即温度不同,故选项D正确。 2.下列说法正确的是(　A　) A.热量和功是由过程决定的,而内能是由物体状态决定的 B.温度相同的等质量物体,其内能一定相同 C.物体吸收热量,温度一定升高 D.热量总是由内能大的物体流向内能小的物体 解析:热量和功是过程量,内能是状态量,故选项A正确;等质量的物体的内能应为分子的总动能和分子的总势能之和,温度相同时内能不一定相同,故选项B错误;在晶体熔化和液体沸腾过程中,物体要不断地吸收热量,但物体的温度不变,这时内能的增加主要表现在内部分子势能的增加,故选项C错误;两物体之间热量的流向只与它们的温度有关,与它们内能的大小无关,故选项D错误。 【易错点拨】 　(1)热量和内能。 ①内能是由系统的状态决定的。状态确定,系统的内能也随之确定。要使系统的内能发生变化,可以通过传热和做功两种方式来完成。 ②热量是传热过程中的特征物理量,热量只是反映物体在状态变化过程中所转移的能量,是用来衡量物体内能变化的,有过程内能才有变化,离开过程则热量毫无意义。 ③对某一状态而言,只有“内能”,不存在“热量”和“功”。不能说一个系统中含有多少热量。 (2)热量与温度:热量是系统的内能变化的量度,而温度是两个系统是否具有“共同的热学性质”,反映了系统内大量分子做无规则运动的剧烈程度。传热的前提条件是两个系统之间要有温度差,传递的是热量而不是温度。 易错点2　热力学第一定律符号法则 3.如图所示,内壁光滑的绝热汽缸固定在水平面上,其右端由于有挡板,厚度不计的绝热活塞不能离开汽缸,汽缸内封闭着一定质量的理想气体,活塞与汽缸右端的距离为0.2 m。现对封闭气体加热,活塞缓慢移动,一段时间后停止加热,此时封闭气体的压强变为2×105 Pa。已知活塞的横截面积为0.04 m2,外部大气压强为1×105 Pa,加热过程中封闭气体吸收的热量为2 000 J,则封闭气体的内能变化量为(　B　) A.400 J B.1 200 J C.2 000 J D.2 800 J 解析:气体先发生等压变化,到活塞运动至挡板处再发生等容变化,等压变化过程气体对外做功,则W=-p0Sx=-1×105×0.04×0.2 J=-800 J,而吸收热量Q=2 000 J,根据热力学第一定律,封闭气体的内能变化量ΔU=W+Q=(-800+2 000) J=1 200 J,故B正确。 4.如图所示,密闭的汽缸内封闭一定质量的理想气体,外力推动活塞P压缩气体做功800 J,同时气体向外界放热200 J,缸内气体的(　A　) A.温度升高,内能增加600 J B.温度升高,内能减少200 J C.温度降低,内能增加600 J D.温度降低,内能减少200 J 解析:由于外界对气体做功W=800 J,气体放热Q=-200 J,由热力学第一定律ΔU=W+Q可知,ΔU=800 J+(-200 J)=600 J,即内能增加了600 J,可知气体分子的平均动能增加,温度升高,选项A正确。 【易错点拨】 　热力学第一定律的表达式反映了系统与外界做功、传热和内能变化的各种情况,在应用ΔU=Q+W进行计算时,需要注意以下两点: (1)各个量的正、负号规定。 ①外界对系统做功,则W>0; 系统对外界做功,则W<0。 ②外界对系统传热,则Q>0; 外界从系统 ... ...