(
课件网) 第三章 热力学定律 章末整合提升 素养1 热力学第一定律和图像的结合 【例1】 一定质量的理想气体，经历从a→b→c→a的状态变化过程，其p－V图像如图所示，Ta＝250 K，从a→b过程气体对外界做功为100 J。 (1)气体在状态b、c时的温度分别为多少？ (2)气体从b状态到c状态外界对气体做功多少， 气体内能改变了多少？ 素养2 热力学第一定律和气体实验定律的结合 【例2】 某课外兴趣小组用试管制作温度计，把上端A封闭，下端B开口的玻璃管插入水中，放掉适当的空气后放手，让玻璃管竖直地浮在水中，A端露出水面，如图所示，室温为T0时，水面上方的空气柱长度为x0，水面下方空气柱长度为h，室温升高至Tx时，水面以上空气柱长度变为x。已知空气柱横截面积为S，大气压强为p0，水的密度为ρ，重力加速度为g，试管足够长且保持竖直。 (1)求Tx。 (2)已知升温过程中气体内能增加了ΔU，求气体吸收的热量Q。 素养3 热力学第二定律 热力学第二定律的表述 (1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。 (2)开尔文表述：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。 (3)用熵表述：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小。 【例3】 (多选)根据热力学第二定律可知，下列说法正确的是 ( ) A．不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化 B．没有冷凝器，只有单一的热库，能将从单一热库吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机是可以实现的 C．制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气中，而不引起其他变化 D．不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化 √ √ [解析] 热力学第二定律揭示了与热现象有关的物理过程的方向性，机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能可以全部转化为内能，而内能要全部转化为机械能必须借助外界的帮助，即会引起其他变化，A正确，B错误； 热传递过程也具有方向性，热量能自发地从高温物体传给低温物体，但是热量要从低温物体传到高温物体，必然要引起其他变化(外界对系统做功)，故C错误，D正确。章末过关检测(三) (时间：75分钟 分值：100分) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求) 1．有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10～20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是( ) A．化学能转化为电能 B．内能转化为电能 C．化学能转化为光能 D．机械能转化为电能 解析：选D。根据题意用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生 10～20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。转化前要消耗机械能，转化后得到了电能，所以为机械能转化为电能。 2．将一定质量的理想气体缓慢压缩，压缩过程中温度保持不变。下列说法正确的是( ) A．气体分子的平均动能减小 B．气体与外界无热交换 C．气体的压强不变 D．气体的内能不变 解析：选D。因为气体的温度保持不变，所以气体分子的平均动能不变，理想气体分子间距离非常大，分子势能忽略不计，所以气体的内能不变，故A错误，D正确；气体被压缩，外界对气体做功，但内能不变，根据热力学第一定律，气体对外放热，故B错误；根据理想气体状态方程可得，体积减小、温度不变，所以压强增大，故C错误。 3．如图所示，现用活塞压缩封闭在汽缸里的空气，对空气做了90 J的功，同时空气向 ... ...
