2021高三物理人教版一轮学案 第十三单元 第3讲　热力学定律与能量守恒定律Word版含解析

第3讲　热力学定律与能量守恒定律 考纲考情 核心素养 ?热力学第一定律Ⅰ ?能量守恒定律Ⅰ ?热力学第二定律Ⅰ ?理解热力学第一定律及各物理量的意义． ?知道热力学第二定律及两种表述方式. 物理观念 全国卷5年4考 高考指数★★★★★ ?能根据热力学第一定律和能量守恒定律解释现象，会判断内能的变化． ?会根据热力学第二定律判断各种表述的正确性. 科学思维 　　　　　　　　　　　　　　　　 知识点一　　热力学第一定律 1．改变物体内能的两种方式 (1)做功；(2)热传递． 2．热力学第一定律 (1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和． (2)表达式：ΔU＝Q＋W. (3)ΔU＝Q＋W中正、负号法则： 知识点二　　能量守恒定律 1．内容 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者是从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变． 2．条件性：能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的．例如：机械能守恒定律具有适用条件，而能量守恒定律是无条件的，是一切自然现象都遵守的基本规律． 知识点三　　热力学第二定律 1．热力学第二定律的三种表述 (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．或表述为“第二类永动机是不可能制成的．” (3)用熵的概念表示热力学第二定律． 在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小． 2．热力学第二定律的微观意义 一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行． 3．两类永动机 (1)第一类永动机：不消耗任何能量，却源源不断地对外做功的机器． 违背能量守恒定律，因此不可能制成． (2)第二类永动机：从单一热库吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他变化的机器． 违背热力学第二定律，不可能制成． 　　　　　　　　　　　　　　 1．思考判断 (1)外界压缩气体做功20 J，气体的内能可能不变．(　√　) (2)给自行车打气时，发现打气筒的温度升高，这是因为打气筒从外界吸热．(　×　) (3)做功和热传递的实质是相同的．(　×　) (4)绝热过程中，外界压缩气体做功20 J，气体的内能一定减少．(　×　) (5)物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变．(　√　) (6)热机中，燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变化．(　×　) 2．某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大．若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么(　D　) A．外界对胎内气体做功，气体内能减小 B．外界对胎内气体做功，气体内能增大 C．胎内气体对外界做功，内能减小 D．胎内气体对外界做功，内能增大 解析：以胎内气体为研究对象，由于气体温度升高，内能增大；体积增大，胎内气体对外做功，故D正确． 3．(多选)下列对热学相关知识的判断中正确的是(　CDE　) A．对一定质量的气体加热，其内能一定增大 B．物体温度升高时，物体内的每个分子的速率都将增大 C．对一定质量的理想气体，当它的压强、体积都增大时，其内能一定增大 D．功转化为热的实际宏观过程是不可逆过程 E．自然界中的能量虽然是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源 解析：气体内能变化由做功和热传递共同决定，A错误；温度升高，分子的平均动能增大，部分分子速率也会减小，B错误；理想气体压强和体积增大，温度一定增大，内能一定增大，C正确；一切涉及热现象的宏观过程都是不可逆的，D正确；自然界中的能量在数量上是守恒的，但能量在转化过程中，品质逐渐降低，可利用的能源在逐渐减少，故要节约能源，E正确． 4．(多选)关于热力学第一定律和热力学第二定律， ... ...