2013物理版选修3-3 课件：第十章 章末整合提升
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高中物理第十章热力学定律4热力学第二定律课件新人教版选修33
(2)第二类永动机：只有单一热源，从单一热源吸收 热量，可以全部用来做功的热机叫第二类永动机，它不 违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，所以不能 实现．
2．热力学第二定律的第二种表述，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．
判断正误
1．在有些情况下热机的效率可以达到 100%.(×) 2．第二类永动机不可能做成的原因，违反了能量守 恒定律．(×)
解析：能量转移和转化的过程都是具有方向性的，A 对．第二类永动机不违背能量守恒定律，但是不能实现， B 错．在热传递的过程中，能量可以自发地从高温物体传 到低温物体，但其逆过程不可能自发地进行，C 对、D 错．
答案：AC
知识点二 热力学第二定律的第二种表述
提炼知识 1．热机． (1)热机的效率 η：热机输出的机械功与燃料产生的热 量的比值，用公式表示为 η＝WQ 热机的效率不可能达到 100%．
(2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观 过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面 的影响．如吸热、放热、做功等．
(3)“ 单 一 热 库 ” ： 指 温 度 均 匀 并 且 恒 定 不 变 的 系 统．若一系统各部分温度不相同或者温度不稳定，则构 成机器的工作物质可以在不同温度的两部分之间工作， 从而可以对外做功．据报道，有些国家已在研究利用海 水上下温度不同来发电．
(4)“不可能”：实际上热机或制冷机系统循环终了 时，除了从单一热库吸收热量对外做功，以及热量从低 温热库传到高温热库以外，过程所产生的其他一切影响， 不论用任何的办法都不可能加以消除．
2．热力学第二定律的实质： 热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子 参与宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中进行的 涉及热现象的宏观过程都具有方向性． 3．热力学第二定律的其他描述： (1)一切宏观自然过程的进行都具有方向性． (2)气体向真空的自由膨胀是不可逆的． (3)第二类永动机是不可能制成的．
14物理(人教版选修3-3)课件：第10章 章末整合
为V2.则在此过程中，气体
分子平均动能______(选填 “增大”、“不变”或 “减小”)，气体内能变化了________． 图5
网 络 构 建 解 密 高 考
解析
(1)轻推转轮后，叶片开始转动，由能量守恒定律可知，叶
片在热水中吸收的热量在空气中释放和使叶片在热水中的膨胀做
功，所以叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量， D正确． (2)由于对气缸缓慢加热，温度升高，气体分子平均动能增大；根
网 络 构 建 解 密 高 考
图3
网 络 构 建
解 密 高 考
解析 (1)设 U 型管横截面积为 S，右端与大气相通时左管中封闭 气体压强为 p1， 右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为 p2， 气柱长度为 l2，稳定后低压舱内的压强为 p. 左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得 p1V1＝p2V2 p1＝p0 p2＝p＋ph V1＝l1S V2＝l2S ① ② ③ ④ ⑤
网 络 构 建
解 密 高 卷) (1)如图4所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴 构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片．轻推转轮
后，进入热水的叶片因伸展面
“划水”，推动转轮转动．离 开热水后，叶片形状迅速恢 复，转轮因此能较长时间转动． 下列说法正确的是 ( )． 图4
内能不变，则温度不变．稀薄气体扩散体积增大，压强必然减
小．B、D正确． 答案 BD
网 络 构 建
解 密 高 考
【例4】 (2011·重庆理综)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装
置，它主要由汽缸和活塞组成，开箱时，密闭于汽缸内的压
缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图3所示．在此过程中，若缸内 气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气 体 A．对外做正功，分子的平均动能减小 ( )．
人教版高中物理选修3-3课件第10章第3节热力学第一定律能量守恒定律
A．尾气的温度越低，柴油机越节能
B．尾气的温度越高，柴油机越节能
C．尾气的温度高低与柴油机是否节能无关
D．以上说法均不正确
A
解析：高温高压的燃气推动活塞向下运动，对活塞做功，燃气的内能大部分转化为活塞的机械能， 在做功的过程中，内能转化为活塞的机械能越多，尾气的温度越低，柴油机越节能，故A正确，BCD错误。
『想一想』 有一种所谓“全自动”机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去。这是不 是一种永动机？如果不是，你知道维持表针走动的能量是从哪儿来的吗？
答案：不是永动机，手表戴在手上，手运动的能量一部分转化为手表的能量(动能)。
课内互动探究
探究 一
对热力学第一定律的理解
思考讨论 1
C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高 D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
解析：形状记忆合金进入水后受热形状发生改变而搅动热水，由能量守恒知能量来源于热水，故A、 B、C错；由能量守恒知，叶片吸收的能量一部分转化成叶片的动能，一部分释放于空气中，故D对。
归纳总结
1．能量的存在形式及相互转化
各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁能、化学能、 原子能等。
各种形式的能，通过做功可以相互转化，例如：利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧， 化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能
Hale Waihona Puke 2．守恒条件与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的，例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力做功； 而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然界现象都遵守的基本规律。
(3)具有重大实践意义，即彻底粉碎了永动机的幻想。
人教版物理选修3-3课件：第10章+热力学定律+第4、5节
• C．制冷系统能将冰箱内的热量传给外界较高温度的空气 ，而不引起其他变化
• D．满足能量守恒定律的客观过程都可以自发地进行
• 解题指导：利用热力学第二定律解决问题时：
• (1)明确热力学第二定律的两种表述是等效的。其实质是自 然界中进行的所有涉及热现象的宏观物理过程都具有方向 性。
• (2)特别注意“不产生其他影响”和“产生其他影响”。热 量可以从低温物体传到高温物体，但要“产生其他影响” 。
有序和无序 宏观态和微观态
• 1．有序 • 只要确定了某种规则符，合________这个规则的就叫做有序。 • 2．无序 • 不符合某种确_定_规__则____的称为无序。
• 3．符宏合观态
• ________某种规定、规则的状态，叫做热力学系统的宏观
态。
另外
• ___的规定、规则的状态叫做这
气体向真空的扩散
• 热力学第二定律的微观意义：一切自然过程总是沿着分子 热无序运性动增的大 ________________的方向进行。
熵及熵增加原理
• 1．熵
• (1)微观状态的数目用Ω表示，用S表示熵，kln则ΩS＝________ ，k称为玻耳兹曼常数。
• (2)熵和系统内能一样都是一个状态函数，仅由状态系统的 ________决定。从分子动理论无的序(观混乱点) 来看，熵是分子热运 动____________程度的定量量度。
• 5．两种表述是等价的
• 两种表述都揭示了热现象宏观过程的方向性。两种表述可
•
根据热力学定律，下列判断正B确的是( )
• A．我们可以把火炉散失到周围环境中的能量全部收集到 火炉中再次用来取暖
• B．利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机 ，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行 的
第十章 3 热力学第一定律 能量守恒定律
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应用热力学第一定律解题的一般步骤 (1)根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的正、负． (2)根据方程ΔU＝W＋Q求出未知量． (3)再根据未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做功情况．
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1.一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少 了1.2×105 J，则下列各式正确的是( ) A．W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 J B．W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J C．W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×105 J D．W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J
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2．与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的．例如，物体的机械能守恒，必须 是只有重力或系统内的弹力做功；而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然现 象都遵守的基本规律． 3．第一类永动机失败的原因分析 如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即 U2<U1，则W<0，系统对外做功是要以内能减少为代价的．若想源源不断地做功， 就必须使系统不断回到初始状态，在无外界能量供给的情况下是不可能的．
2．气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收了120 J的热量，它的内能的变化是
()
A．减少20 J
B．增大20 J
C．减少220 J
D．增大220 J
解析：研究对象为气体，依符号规则，对外做功W＝－100 J，吸收热量Q＝＋120 J. 由热力学第一定律有 ΔU＝W＋Q＝－100 J＋120 J＝20 J， ΔU＞0，说明气体的内能增加，故选项B正确．
人教版高中物理选修3-3课件第10章-5-6
1． 熵较大的宏观状态就是无序性较大的宏观状态， 也就是出现概率较大的宏观状态． 在自然过程中熵总是 增加的， 其原因并非因为有序是不可能的， 而是因为通 向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多． 2．一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态 发展， 而熵值较大代表着较为无序， 所以自发的宏观过 程总是向无序度更大的方向发展．如果变化过程可逆， 则熵不变；如果变化过程不可逆，则熵增加．
5
热力学第二定律的微观解释 6 能源和可持续发展
教师用书独具演示
●课标要求 1．初步了解熵是反映系统无序程度的物理量． 2．认识能源和环境与人类生存的关系，知道可持 续发展的重大意义．
●课标解读 1．了解有序和无序、宏观态和微观态的概念． 2．知道宏观态与微观态，知道宏观态对应的微观 态的数目与无序程度的关系． 3．知道熵的概念，了解熵增加原理，知道它是热 力学第二定律的另一种表述. 4．了解什么是能量耗散和品质降低．了解能源与 人类社会、环境的关系．
3．探究交流 既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？
【提示】 能量是守恒的， 但能量耗散却导致能量 品质的降低， 高品质的能量释放出来并最终转化为低品 质的能量.
热力学第二定律的微观意义
【问题导思】 1．有序、无序与熵存在什么关系？ 2．怎样从微观方面解释热力学第二定律？ 3．怎样用熵的概念表述热力学第二定律？
(3)开发新能源 ①化石能源的短缺和利用常规能源带来的环境污
新能源 染，使得___________ 的开发成为当务之急． 太阳能 ________ 生物质能 ②新能考判断 (1)根据能量守恒定律，能源危机是不存在的．(×) (2) 能量的耗散是指散失在环境中的内能品质降 低，再也无法被人类利用．(√) (3)能源的开发和利用必须同时考虑其对环境的影 响．(√)
物理选修3-3教材梳理第十章2.热和内能含解析
庖丁巧解牛知识·巧学一、热传递1.定义：热量从物体的一部分传递到另一部分，或从一个物体传递给另一个物体的物理过程。
2。
热传递的方式:传导、对流、辐射。
辨析比较热传导过程发生在相互接触的两固体之间，或同一物体的不同部分间,如用酒精灯灼烧铁棒的一端，另一端会发烫，这主要是通过热传导来传递热量，而热对流发生在气体、液体的传热过程中，如加热水壶的底部，表层的水温也上升；冬天暖气片能使整间房屋里的气温上升，这都是靠对流来完成的,晒衣服时，衣服温度升高,主要是太阳依靠热辐射来传递热量的.3.热传递的条件：两物体间存在温度差。
误区警示只要存在温度差，热传递过程就会进行,与原来物体内能的多少无关。
热传递过程能量可以由内能大的物体传到内能小的物体上，也可以由内能小的物体传到内能大的物体上.4.热传递的实质是内能的转移。
二、热和内能1。
热量:在单纯的传热递过程中系统内能改变的量度.或者这样表述:系统在单纯的传热过程中，内能的增量ΔU等于外界向系统传递的热量Q,即ΔU=Q.误区警示热量是用来衡量热传递过程中内能变化的一个物理量，是一个过程量.因此只有在热传递过程中才谈热量。
热量和内能是两个截然不同的概念，内能是状态量，我们说物体在一定状态下有内能，而不能说有热量.2。
热传递和内能变化的关系热传递改变物体内能的过程是物体间内能转移的过程，热传递使物体的内能发生变化时，内能改变的多少可用热量来量度。
物体吸收了多少热量，物体的内能就增加多少;物体放出了多少热量,物体的内能就减少多少。
3.做功和热传递在改变物体内能上的关系(1）两种方式的区别做功：其他形式的能和内能之间的转化，当机械能转化为内能时，必须通过物体的宏观运动才能实现。
热传递：物体间内能的转移，即内能从物体的一部分传到另一部分,或从一个物体传递给另一物体，它是在分子相互作用下，通过分子的微观运动来达到内能的改变的,物体间发生热传递的必要条件是存在温度差。
高中物理选修3-31第十章章高效整合课件PPT
构建化与热力学第一定律的综合 如图所示，水平放置的密封汽缸内 的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔 板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝．气缸壁和隔 板均绝热．初始时隔板静止，左右两边气体温度相等．现给电热 丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源．当缸内气体再次 达到平衡时，与初始状态相比( )
物理 选修3-3
第十章 热力学定律
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解析： 由热力学第一定律 ΔU＝W＋Q 知气体放热 Q1＝24 kJ 但内能不变，第二过程放热 Q2＝5 kJ，两过程内能减少 5 kJ， 两过程共放出热量 Q＝Q1＋Q2＝29 kJ
答案： 5 放出 29
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解析： 气泡上升时，因压强减小，温度不变，故气体体积 增大，分子间平均距离增大，分子间作用力减小，平均动能和平 均速率不变，A、B、C 均错误；分子间平均距离增大，分子做 无规则热运动的空间增大，分子运动的混乱度增大，系统的熵增 加，D 正确．
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人教版高中物理选修(3-3)第十章第四节《热力学第二定律》ppt课件
我们能不能看到这样的现象：一 个放在水平地面上的物体，靠降低 温度，可以把内能自发地转化为动 能，使这个物体运动起来．
有人提出这样一种设想，发明一 种热机，用它把物体与地面摩擦所 生的热量都吸收过来并对物体做功， 将内能全部转化为动能，使因摩擦 停止运动的物体在地面上重新运动 起来，而不引起其它变化．
如果开尔文表述不成立，可制成一个单热源热机，将它同 另一个制冷机组成复合机，如图所示，其总效果相当于一个无 功致冷机，于是克劳修斯表述也就不成立。
开尔文表述实质说明功变热过程的不可逆性，克 劳修斯表述则说明热传导过程的不可逆性，两种表述 是等价的。可用反证法证明。
T2──低温热源 Q2──热量通过假想装置自 动地从T2传向T1 Q1──卡诺热机从T1吸热 A ──卡诺热机对外作功
③ 根据老师的提示抓住老师的思路。老师在教学中经常有一些提示用语，如“请注意”、“我再重复一遍”、“这个问题的关键是····”等等，这些 用语往往体现了老师的思路。来自：学习方法网
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语 文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
•不可能从单一热库吸收，使 之完全变成功，而不产生其 他影响。（开
（1）开尔文表述否定了第二类永动机的可能性。历史上曾 有人企图制造“一种循环动作的热机，只从单一热源吸收热量， 使之全部变为功，而不向低温热源放出热量，或者说不引起其 它变化。”这种热机称为第二类永动机或单热源热机，其效率 η=100%。虽然它不违背热力学第一定律，但它违背了热力学 第二定律的开尔文表述。
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第七章 分子动理论
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1 物体是由大量分子组成的
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2 分子的热运动
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0002页 0138页 0259页 0321页 0424页 0492页 0507页 0576页 0588页 0619页 0709页 0734页
第七章 分子动理论 2 分子的热运动 4 温度和温标 第八章 气体 2 气体的等容变化和等压变化 4 气体热现象的微观意义 1 固体 3 饱和汽与饱和汽压 第十章 热力学定律 2 热和内能 4 热力学第二定律 6 能源和可持续发展
最新 气体的等温变化
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2 气体的等容变化和等压变化
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3 分子间的作用力
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3 理想气体的状态方程
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4 气体热现象的微观意义
4 温度和温标
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5 内能
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第八章 气体
2020-2021学年物理人教版选修3-3课件：第十章 热力学定律 本章整合提高
【例 2】 一定质量的气体从外界吸收了 1×105 cal 的热量， 同时气体对外做了 6×105 J 的功，问：(1)物体的内能变化多少？ (2)分子势能是增加还是减少？(3)分子动能如何变化？
【解析】 可根据热力学第一定律 ΔU＝W＋Q 定量分析． (1) 因 气 体 从 外 界 吸 收 热 量 ， 所 以 Q ＝ 1×105×4.2 J ＝ 4.2×105 J，气体对外做功 W＝－6×105 J，据热力学第一定律 ΔU ＝W＋Q 得 ΔU＝－6×105 J＋4.2×105 J＝－1.8×105 J，所以物 体内能减少了 1.8×105 J. (2)因为气体对外做功，体积膨胀，分子间距离增大了，分子 力做负功，气体的分子势能增加了． (3)因为气体内能减少了，而分子势能增加了，所以分子动能 必然减少了，且分子动能的减少量一定大于分子势能 1．热力学第一定律 (1)包含物体内在的能量转化和守恒定律，ΔU＝W＋Q. 使用上式时，必须正确根据符号规则决定各物理量的正、 负号．①ΔU 为内能变化量，ΔU＝U 末－U 初．ΔU>0 内能增加，ΔU<0 内能减小．②外界对物体做正功 W 为正值，外界对物体做负功 W 为负值．③物体吸收热量，Q 为正值，物体放出热量，Q 为 负值． (2)理想气体不计分子势能，气体的内能仅取决于温度．
ΔU＝Q1＋W1＝420 J＋(－300) J＝120 J， 气体由状态 B 经过程Ⅱ回到状态 A 时，气体内能将减少 120 J，而此过程中外界压缩气体做功 W2＝200 J，因而气体必向外界 放热，放出的热量 Q2＝ΔU－W2＝－120 J－200 J＝－320 J， 即放出 320 J 的热量．
【解析】 由平抛运动规律可得子弹打入木块后的速度
v1＝st＝
s ＝4 m/s， 2h
物理人教版选修33课件第十章章末整合提升
解析： 从外界吸热，Q＝2.5×104 J，对外界做功 W＝－ 1.0×104 J，由ΔU＝Q＋W 可得ΔU＝1.5×104 J，内能增大，这
说明温度升高；又气体对外界做功，体积增大，由ρ＝mV 可知， 密度减小．
4．(双选，2011 年全国卷)关于一定量的气体，下列叙述正 确的是( AD )
A．气体吸收的热量可以完全转化为功 B．气体体积增大时，其内能一定减少 C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加 D．外界对气体做功，气体内能可能减少 解析：当气体体积增大而内能不变时，气体吸收的热量全
解析：理想气体内能只与温度有关，当气体温度升高时， 气体的内能一定增大，E 正确；若气体的压强和体积都不变， 其温度一定不变，内能不变，A 正确；若气体的内能不变，则 温度一定不变，但压强和体积都有可能变化，B 错误；当气体 的温度升高时，其体积变化情况未知，压强可能增大，可能不
变，也可能减小，C 错误；气体温度每升高 1 K 所吸收的热量 除跟气体内能的变化有关外还与气体在该过程中做功的情况有
C．气体对外界做功，气体内能增大
D．气体对外界做功，气体内能减小
图 10－2
2．(2011 年江苏卷)如图 10－3 所示，一演示用的“永动 机”转轮由 5 根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆 合金制成的叶片．轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划
水”，推动转轮转动．离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮 因此能较长时间转动．下列说法正确的是( )
关，D 正确． 答案：ADE
7．(2011 年江苏卷)如图 10－5 所示，内壁光滑的气缸水平 放置，一定质量的理想气体被活塞密封在气缸内，外界大气压 强为 p0.现对气缸缓慢加热，气体吸收热量 Q 后，体积由 V1 增 大为 V2.则在此过程中，气体分子平均动能________(选填“增 大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了______________．
最新人教版高中物理选修3-3课件 人教物理选修3-3第10章第二节
图10－1－2
A．温度升高，压强增大，内能减少 B．温度降低，压强增大，内能减少 C．温度升高，压强增大，内能增加 D．温度降低，压强减，内能增加 【思路点拨】 明确研究对象是密闭嘚气体，由功和内能嘚关系得出温度嘚变化，再利用理想气体 状态方程求解．
【自主解答】 由F对密闭嘚气体做功，容器及活塞绝热，则Q＝0，由功和内能嘚关系知理想气体 内能增大，T升高，再根据pV/T＝C，V减小，p增大，故选C. 【答案】 C 【方法总结】 对于一定质量嘚气体，分析对气体做功情况时，可根据气体嘚体积变化做出判断： 气体膨胀，气体对外界做功；气体压缩，外界对气体做功，但气体向真空自由膨胀时不做功．
【精讲精析】 同一物体温度高时，内能大，只有传热过程转移嘚内能才能称为热量，A、B错；在 传热过程中，热量从温度高嘚物体传给温度低嘚物体，温度高嘚物体内能不一定大，故D对． 【答案】 D 【方法总结】 温度、内能是状态量、热量、功是过程量．
变式训练3 关于物体嘚内能和热量，下列说法中正确嘚有( ) A．热水嘚内能比冷水嘚内能多 B．温度高嘚物体其热量必定多，内能必定大 C．在传热过程中，内能大嘚物体其内能将减小，内能小嘚物体其内能将增大，直到两物体嘚内能 相等 D．热量是传热过程中内能转移嘚量度
分子间距离变化，分子势能发生变化，因此物体嘚内能变化只由初、末状态决定，与中间过程及方 式无关． 2．做功与内能嘚变化嘚关系 (1)做功改变物体内能嘚过程是其他形式嘚能(如机械能)与内能相互转化嘚过程． (2)在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式嘚能转化为内能，物体嘚内能就增加多 少；物体对外界做多少功，就有多少内能转化为其他形式嘚能，物体嘚内能就减少多少．
解析：选D.物体嘚内能由温度、体积及物体嘚质量决定，不是只由温度决定，故A、B错；在传热过 程中，热量由高温物体传给低温物体，而与物体嘚内能大小无关，所以完全有可能是内能大嘚物体 内能继续增大，内能小嘚物体内能继续减小，故C项错；关于热量嘚论述，D项是正确嘚．
最新人教版高中物理选修3-3课件 人教物理选修3-3第10章第四节
2．热力学第二定律嘚实质
热力学第二定律嘚每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程嘚方向性，使人们认识到自然界中 进行嘚涉及热现象嘚宏观然过程嘚方向性举例 (1)传热过程嘚方向性． (2)扩散现象嘚方向性． (3)机械能和内能转化嘚方向性． (4)气体向真空中膨胀嘚方向性． (5)电能和内能转化嘚方向性． 总之，在整个自然界中，无论是有生命嘚还是无生命嘚，所有嘚宏观自发过程都具有单向性，都有 一定嘚方向性，都是一种不可逆过程．如河水向下流，重物向下落，山岳被侵蚀，房屋
1．低克温劳修斯表述
高温
方向性．
不可逆
热量不能自发地从_______物体传到_____低_物温体．揭示_______嘚方向性． 高温 2．开尔文表述 不可能从__传__热______吸收热量，使之完全变成____，而不产生其他________揭示了机械能与___能转化 嘚方向性． 3．热力学第二定律嘚其他描述
课前自主学案
一、传热嘚方向性
1．温度不同嘚两个物体接触时，热量会自发地从_______物体传给_______物体，但不会自发地从 _______物体传给_______物体，这说明：传热过程具有__________
2．一切与热现象有关嘚宏观自然过程都是_________嘚． 二、高热温力学第二定律嘚两种表述 低温
传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界嘚帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定 律第一种(克氏)表述嘚主要思想，故D正确．由电流热效应中嘚焦耳定律可知，电能可以全部转化为 内能，故B错误．
用热力学第二定律对实际应用中嘚分析
例2如图10－4－1所示为电冰箱嘚工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外嘚管道 中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内嘚热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体 外．下列说法正确嘚是( )
热力学第二定律嘚每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程嘚方向性，使人们认识到自然界中 进行嘚涉及热现象嘚宏观然过程嘚方向性举例 (1)传热过程嘚方向性． (2)扩散现象嘚方向性． (3)机械能和内能转化嘚方向性． (4)气体向真空中膨胀嘚方向性． (5)电能和内能转化嘚方向性． 总之，在整个自然界中，无论是有生命嘚还是无生命嘚，所有嘚宏观自发过程都具有单向性，都有 一定嘚方向性，都是一种不可逆过程．如河水向下流，重物向下落，山岳被侵蚀，房屋
1．低克温劳修斯表述
高温
方向性．
不可逆
热量不能自发地从_______物体传到_____低_物温体．揭示_______嘚方向性． 高温 2．开尔文表述 不可能从__传__热______吸收热量，使之完全变成____，而不产生其他________揭示了机械能与___能转化 嘚方向性． 3．热力学第二定律嘚其他描述
课前自主学案
一、传热嘚方向性
1．温度不同嘚两个物体接触时，热量会自发地从_______物体传给_______物体，但不会自发地从 _______物体传给_______物体，这说明：传热过程具有__________
2．一切与热现象有关嘚宏观自然过程都是_________嘚． 二、高热温力学第二定律嘚两种表述 低温
传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界嘚帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定 律第一种(克氏)表述嘚主要思想，故D正确．由电流热效应中嘚焦耳定律可知，电能可以全部转化为 内能，故B错误．
用热力学第二定律对实际应用中嘚分析
例2如图10－4－1所示为电冰箱嘚工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外嘚管道 中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内嘚热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体 外．下列说法正确嘚是( )
人教版高中物理选修3-3课件第10章-3
●教学流程设计
演示结束
课
标
解
读
重
点
难
点
1.理解热力学第一定律， 并 掌握其表达式． 2.能运用热力学第一定律 解释自然界能量的转化、 转 移问题． 3.理解能量守恒定律， 知道 能量守恒定律是自然界普 遍遵从的基本规律． 4.知道第一类永动机是不 可能制成的.
1.热力学第一定律的定性 分析和定量计算．(重点) 2.能量守恒定律的理解和 综合应用．(重点) 3.热力学第一定律的应 用．(难点) 4.第一类永动机的理 解．(难点)
b．原因：违背能量守恒定律． c．结果：无一例外地归于失败．
2．思考判断 (1)某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量 增加．(√) (2)石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机 械能消失了．(×) (3)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，减少的机 械能转化为内能，但总能量守恒．(√)
3．探究交流
【问题导思】 1．气体吸收热量，内能一定增加吗？ 2．对气体做功，同时气体放出热量，内能一定减 少吗？ 3． 公式 ΔU＝W＋Q 中各物理量的符号是怎样规定 的？
1．对 ΔU＝W＋Q 的理解 热力学第一定律将单纯的绝热过程和单纯的热传 递过程推广到一般情况，既有做功又有热传递的过程， 其中 ΔU 表示内能改变的数量，W 表示做功的数量，Q 表示外界与物体间传递的热量． 2．对公式 ΔU、Q、W 符号的规定 W Q ΔU 符号
势力学第一定律
1.基本知识
内能 功 、 ______ 热量 和 _____ (1)热力学第一定律是研究 _____
之间关系的规律． (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
所做的功 的和． 热量 与外界对它____________ 传递的______ ΔU＝Q＋W ②表达式：___________________.
人教物理选修3-3第10章第六节
B．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行 C．有的自然过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行，有的 自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行
D．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小
解析：选AD.从热力学第二定律的微观本质看，一切不可逆过程总
是沿着大量分子热运动无序程度增大的方向进行，我们知道热力 学第二定律是一个统计规律，A对．任何自然过程总是朝着无序程 度增大的方向进行，也就是熵增加的方向进行，则D对．所以选A 、D.
3．热力学第二定律的微观解释
高温物体和低温物体中的分子都在做无规则的热运动，但是高 温物体中分子热运动的平均速率要大于低温物体．所以在高温 物体分子与低温物体分子的碰撞过程中，低温物体分子运动的 剧烈程度会逐渐加剧，即低温物体的温度升高了．而高温物体 分子运动的剧烈程度会减缓，即高温物体的温度降低了．所以 从宏观热现象角度来看，传热具有方向性，总是从高温物体
能量耗散．
高度有用 2．品质降低：能量从__________ 的形式降级为___________的 形式叫品质降低． 不大可用 3．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程 具有_________能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却会导 致能量品质的_______ 方向性． 降低． 五、能源与人类社会发展
3．热力学第二定律的微观涵义：热力学第二定律是一个
_______规律，一个孤立系统总是从熵 ____的状态向熵_____ 的 统计 小 状态发展，而熵值较大代表着较为_______，所以自发的宏观过 大 程总是向_____________的方向发展． 无序 四、能量耗散和品质降低 无序度更大 1．能量耗散：系统的 ________流散到周围环境中，没有办法把 这些内能收集起来加以利用，这种现象叫做_____________ 内能
人教物理选修3-3第10章 第1节
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第十章 热力学定律
〔对点训练〕 如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一个灵敏温度计和一 根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动的胶塞。用 打气筒慢慢向筒内打气，使容器内的压强增加到一定 程度，这时读出温度计示数。打开卡子，胶塞冲出容
器口后( C )
A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少 B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加 C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少 D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加
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第十章 热力学定律
本章重点：改变物体内能的两种方式——做功和热传递，热力学第一定律。 本章难点：能量守恒定律，热力学第二定律及微观解释。 〔学 法 指 导〕 本章内容规律较多，且较抽象，初学者理解起来不太容易，给学习带来一 定难度，如何突破本章知识要点，把握重点，掌握方法是关键。要注意从实验 和模型来建立物理图景，把抽象的事物形象化，更要注意利用科学的假说和模 型来研究问题，把不能直接观测的对象转化为能够直接观测的对象。
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第十章 热力学定律
功和内能 1．内能 任何一个热力学系统都存在一个__只__依__赖__于__系__统__自__身__状__态___的物理量，叫系 统的内能。 2．做功与内能的关系 做功可以改变系统的内能，功是系统内能转化的__量__度____，在国际单位制 中，内能和功的单位都是焦耳(J)。 3．内能变化与做功的关系 (1)在绝热过程中，外界对系统做功，系统的_内__能__增__加_。内能的增量就等于 外界__对__系__统__做__的__功___，即ΔU＝U2－U1＝___W___。 (2)在绝热过程中，系统对外界做功，系统的_内__能__减__少_。内能的减少量就等 于系统__对__外__界__做__的__功___，即ΔU＝U2－U1＝___－__W___。
第十章 热力学定律
〔对点训练〕 如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一个灵敏温度计和一 根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动的胶塞。用 打气筒慢慢向筒内打气，使容器内的压强增加到一定 程度，这时读出温度计示数。打开卡子，胶塞冲出容
器口后( C )
A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少 B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加 C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少 D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加
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第十章 热力学定律
本章重点：改变物体内能的两种方式——做功和热传递，热力学第一定律。 本章难点：能量守恒定律，热力学第二定律及微观解释。 〔学 法 指 导〕 本章内容规律较多，且较抽象，初学者理解起来不太容易，给学习带来一 定难度，如何突破本章知识要点，把握重点，掌握方法是关键。要注意从实验 和模型来建立物理图景，把抽象的事物形象化，更要注意利用科学的假说和模 型来研究问题，把不能直接观测的对象转化为能够直接观测的对象。
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第十章 热力学定律
功和内能 1．内能 任何一个热力学系统都存在一个__只__依__赖__于__系__统__自__身__状__态___的物理量，叫系 统的内能。 2．做功与内能的关系 做功可以改变系统的内能，功是系统内能转化的__量__度____，在国际单位制 中，内能和功的单位都是焦耳(J)。 3．内能变化与做功的关系 (1)在绝热过程中，外界对系统做功，系统的_内__能__增__加_。内能的增量就等于 外界__对__系__统__做__的__功___，即ΔU＝U2－U1＝___W___。 (2)在绝热过程中，系统对外界做功，系统的_内__能__减__少_。内能的减少量就等 于系统__对__外__界__做__的__功___，即ΔU＝U2－U1＝___－__W___。
最新人教版高中物理选修3-3课件 人教物理选修3-3第10章第六节
特点
举例
常规能 已大规模正常 煤、石油、天然气
源
使用
、水能
按利用
技术分
正在开发，或 太阳能、核能、地热
新能源 有新的利用方 能、海洋能、沼气、
式
风能
可再生 可循环使用、 水能、风能、生物质
按可否 能源 不断补充
能、地热能
再生分 不可再 短期内无法转 煤、石油、天然气
生能源 换获得
、核燃料
能源分 能源分 类方法 类名称
第五节 热力学第二定律嘚微观解释 第六节 能源和可持续发展
第六 节
课标定位 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练
课标定位
学习目标：1.知道什么是有序和无序、宏观态和微观态． 2．理解热力学第二定律嘚微观意义，了解熵嘚概念及用熵嘚概念表示嘚热力学第二定律． 3．认识能源和环境与人类生存嘚关系，知道可持续发展嘚重大意义，增强保护环境嘚意识． 重点难点：通过对实例分析，理解有序和无序、宏观态和微观态嘚概念，归纳总结出热力学第二 定律嘚微观意义，引出熵嘚概念．
核心要点突破
一、热力学第二定律嘚微观意义嘚理解 1．有序、无序嘚含义 “无序”意味着各处一样、平均、没有差别，而有序则正好相反． 2．熵嘚含义 “有序”和“无序”是相对而言嘚，是从有序程度上讲嘚，熵是宏观态无序程度嘚量度，熵越高， 意味着宏观态所对应嘚微观态数目越多，即越无序，熵越低即越有序．
3．热力学第二定律嘚微观解释
klnΩ
无序程度
不会减小．
3．热力学第二定律嘚微观涵义：热力学第二定律是一个_______规律，一个孤立系统总是从熵____嘚
状态向熵_____嘚状态发展，而熵值较大代表着较为_______，所以自发嘚宏观过程总是向
最新人教版高中物理选修3-3课件 人教物理选修3-3第10章本章优化总结
例1 如图10－1所示，一定质量嘚理想气体了状态A，则( ) A．A→B过程气体降温 B．B→C过程气体吸热 C．C→A过程气体放热 D．全部过程气体做功为零
图10－1
【精讲精析】 A→B过程气体绝热膨胀，气体对外界做功，其对应嘚内能必定减小，即气体温度降 低，选项A正确．B→C过程气体等容升压，由p/T＝恒量可知，气体温度升高，其对应内能增加， 因做功W＝0，故该过程必定从外界吸热，即选项B正确．C→A过程气体等温压缩，故内能变化为 零，但外界对气体做功，因此该过程中气体放热，选项C正确．A→B
过程气体对外做功，其数值等于AB线与横轴包围嘚面积．B→C过程气体不做功．C→A过程外界对 气体做功，其数值等于CA线与横轴包围嘚面积，显然全过程对气体做嘚净功为ABC封闭曲线包围嘚 面积，选项D不正确．由以上分析易知A、B、C选项正确． 【答案】 ABC
热力学第二定律
1．热力学第二定律嘚两种表述 (1)按照传热嘚方向性表述为：热量不能自发地从低温物体传到高温物体，这是热力学第二定律嘚克 劳修斯表述．
本章优化总结
本章 优化 总结
知识网络构建 专题归纳整合 章末综合检测
知识网络构建
专题归纳整合
热力学第一定律嘚理解与应用
1．表达式：ΔU＝Q＋W 2．ΔU、Q、W嘚正负问题 凡有利于物体内能增大嘚，取正号，如内能增加ΔU为正，外界对物体做功W取正号，外界给 物体传递热量Q取正号，反之取负号．
3．综合问题：在解决气体问题时，要抓住体积变化与做功嘚关系(V变大，对外做功，反之对内做 功)，对于理想气体要抓住温度变化与内能变化嘚关系(T升高，内能变大，反之，内能减小)，然后由 热力学第一定律确定吸放热，或根据气态方程确定压强变化．
(2)按照机械能与内能转化嘚方向性表述为：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．这是热力学第二定律嘚开尔文表述． 2．热力学第二定律嘚微观意义 (1)一切自然过程总是沿着分子热运动嘚无序性增大嘚方向进行． (2)用熵来表示热力学第二定律：在任何自然过程中，一个孤立系统嘚总熵不会减小．
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不变或减小，C 错；D 错，压缩气体，气体温度可能不变或降 低． 答案：B
1．(2011 年广东卷)图 10－2 为某种椅子与其升降部分的结
构示意图，M、N 两筒间密闭了一定质量的气体，M 可沿 N 的 内壁上下滑动．设筒内气体不与外界发生热交换，在 M 向下滑 动的过程中( A )
A．外界对气体做功，气体内能增大
解析：通过分析题意可知，转轮之所以能够发生转动，是
因为叶片能吸收热量，其内能转化为机械能，不是依靠惯性运 动的，其转动的能量来自于热水中的内能，A、B 错误；转动的 叶片需要从热水中吸收热量，水温应不断降低，C 错误；根据 能量守恒定律，叶片在热水中吸收的能量应等于叶片的机械能 与叶片向空气中释放的能量之和，故 D 正确． 答案：D
[例 3](双选)下列说法中正确的是(
)
A．一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性 B．一切不违背能量守恒与转化定律的物理过程都是可以实 现的 C．由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行
D．一切物理过程都不可能自发地进行
思路点拨：根据热力学第二定律，一切自发的热现象都向 着无序性增大的方向进行，A、C 正确；一切满足能量守恒定律 的物理过程设想，并非全部能实现，如第二类永动机，B 错； 热量会自发地由高温物体向低温物体传递，D 错．
答案：AC
[例 4]关于热力学定律，下列说法正确的是( A．在一定条件下物体的温度可以降到 0 K B．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功 C．吸收了热量的物体，其内能一定增加
)
D．压缩气体总能使气体的温度升高
思路点拨：由热力学第三定律，A 错；B 正确，但会引起
其他变化；吸收了热量的物体如果同时对外做功，内能也可能
7．(2011 年江苏卷)如图 10－5 所示，内壁光滑的气缸水平
放置，一定质量的理想气体被活塞密封在气缸内，外界大气压 强为 p0.现对气缸缓慢加热，气体吸收热量 Q 后，体积由 V1 增 大为 V2.则在此过程中，气体分子平均动能________(选填“增 大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了______________．
3．(2011 年福建卷)一定量的理想气体在某一过程中，从外 界吸收热量 2.5×104 J，气体对外界做功 1.0×104 J，则该理想 气体的( D ) A．温度降低，密度增大 C．温度升高，密度增大 B．温度降低，密度减小 D．温度升高，密度减小
解析： 从外界吸热，Q＝2.5×104 J，对外界做功 W＝－
思路点拨：一定量的理想气体的内能只与温度有关，由于 温度恒定，因此气缸内气体内能不变；气体体积变大，压强变 小，对外做功．由W＋Q＝ΔU＝0 得，气体吸热且吸收的热量 等于气体对外做的功． 答案：AC
专题二 热力学第二定律的理解应用 1．能的转化有方向性． 2．热传递改变内能角度表述：热量只能自发地从高温物体 传递给低温物体． 3．做功改变内能角度表述：热机效率永远小于 1. 4．第二类永动机违反了热力学第二定律，不能制成． 5．一切自发的热现象都向着无序性增大的方向进行．
缓慢向右移动(活塞始终未被拉出气缸)，则在活塞移动过程中正
确的说法是( )
A．气缸内气体的压强变小 B．气缸内气体的分子平均动能变小 C．气缸内气体的内能不变
D．气缸内气体的内能变大
图 10－1
科目一考试 / 2016年科目一 模拟考试题
科目二考试 2016年科目二考试技巧、 考试内容、考试视频
1.0×104 J，由ΔU＝Q＋W 可得ΔU＝1.5×104 J，内能增大，这 说明温度升高；又气体对外界做功，体积增大，由ρ＝mV 可知， 密度减小．
4．(双选，2011 年全国卷)关于一定量的气体，下列叙述正 确的是( AD ) A．气体吸收的热量可以完全转化为功 B．气体体积增大时，其内能一定减少 C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加 D．外界对气体做功，气体内能可能减少 解析：当气体体积增大而内能不变时，气体吸收的热量全 部用来对外做功，A 对；当气体体积增大时，对外做功，若同 时吸收热量，且吸收的热量多于对外做的功，内能会增加，所 以 B 错误；若气体吸收热量的同时对外做功，且吸收的热量少 于对外做的功，则其内能会减少，C 错误；若外界对气体做功 的同时气体向外放出热量， 且放出的热量多于外界对气体所做 的功，则气体内能减小 C．气体对外界做功，气体内能增大 D．气体对外界做功，气体内能减小 图 10－2
2．(2011 年江苏卷)如图 10－3 所示，一演示用的“永动 机”转轮由 5 根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆
合金制成的叶片．轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划
水”，推动转轮转动．离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮 因此能较长时间转动．下列说法正确的是( A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消 耗外界能量 B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身 C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高 D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量 图 10－3 )
章末整合提升
专题一
热力学第一定律的应用
1．公式：ΔU＝W＋Q.
2．第一类永动机违反了能量守恒定律，不能制成．
3．改变系统内能有两种方式，解题时应该考虑周全． 4．理想气体状态方程：pV＝CT. [例 1]关于物体内能的变化，以下说法中正确的是(
)
A．物体吸收热量，内能一定增大
B．物体对外做功，内能一定减少 C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
吸收的热量与对外做功相等，则内能不变，C 正确；而放热与
对外做功都是使物体内能减小，所以 D 错．
答案：C
[例 2](双选)如图 10－1 所示，导热性能良好的气缸内用活 塞封闭一定质量的理想气体，气缸固定不动，外界温度恒定，
一条细线左端连接在活塞上，另一端跨过定滑轮后连接在一个
小桶上，开始时活塞静止，现不断向小桶中添加细砂，使活塞
D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变
思路点拨：根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，物体内能的
变化与外界对气体做功(或气体对外界做功)，气体从外界吸热 (或向外界放热)两种因素有关，物体吸收热量，但有可能同时对 外做功，故内能有可能不变甚至减小，故 A 错；同理，物体对 外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减小，B 错；若物体
1．(2011 年广东卷)图 10－2 为某种椅子与其升降部分的结
构示意图，M、N 两筒间密闭了一定质量的气体，M 可沿 N 的 内壁上下滑动．设筒内气体不与外界发生热交换，在 M 向下滑 动的过程中( A )
A．外界对气体做功，气体内能增大
解析：通过分析题意可知，转轮之所以能够发生转动，是
因为叶片能吸收热量，其内能转化为机械能，不是依靠惯性运 动的，其转动的能量来自于热水中的内能，A、B 错误；转动的 叶片需要从热水中吸收热量，水温应不断降低，C 错误；根据 能量守恒定律，叶片在热水中吸收的能量应等于叶片的机械能 与叶片向空气中释放的能量之和，故 D 正确． 答案：D
[例 3](双选)下列说法中正确的是(
)
A．一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性 B．一切不违背能量守恒与转化定律的物理过程都是可以实 现的 C．由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行
D．一切物理过程都不可能自发地进行
思路点拨：根据热力学第二定律，一切自发的热现象都向 着无序性增大的方向进行，A、C 正确；一切满足能量守恒定律 的物理过程设想，并非全部能实现，如第二类永动机，B 错； 热量会自发地由高温物体向低温物体传递，D 错．
答案：AC
[例 4]关于热力学定律，下列说法正确的是( A．在一定条件下物体的温度可以降到 0 K B．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功 C．吸收了热量的物体，其内能一定增加
)
D．压缩气体总能使气体的温度升高
思路点拨：由热力学第三定律，A 错；B 正确，但会引起
其他变化；吸收了热量的物体如果同时对外做功，内能也可能
7．(2011 年江苏卷)如图 10－5 所示，内壁光滑的气缸水平
放置，一定质量的理想气体被活塞密封在气缸内，外界大气压 强为 p0.现对气缸缓慢加热，气体吸收热量 Q 后，体积由 V1 增 大为 V2.则在此过程中，气体分子平均动能________(选填“增 大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了______________．
3．(2011 年福建卷)一定量的理想气体在某一过程中，从外 界吸收热量 2.5×104 J，气体对外界做功 1.0×104 J，则该理想 气体的( D ) A．温度降低，密度增大 C．温度升高，密度增大 B．温度降低，密度减小 D．温度升高，密度减小
解析： 从外界吸热，Q＝2.5×104 J，对外界做功 W＝－
思路点拨：一定量的理想气体的内能只与温度有关，由于 温度恒定，因此气缸内气体内能不变；气体体积变大，压强变 小，对外做功．由W＋Q＝ΔU＝0 得，气体吸热且吸收的热量 等于气体对外做的功． 答案：AC
专题二 热力学第二定律的理解应用 1．能的转化有方向性． 2．热传递改变内能角度表述：热量只能自发地从高温物体 传递给低温物体． 3．做功改变内能角度表述：热机效率永远小于 1. 4．第二类永动机违反了热力学第二定律，不能制成． 5．一切自发的热现象都向着无序性增大的方向进行．
缓慢向右移动(活塞始终未被拉出气缸)，则在活塞移动过程中正
确的说法是( )
A．气缸内气体的压强变小 B．气缸内气体的分子平均动能变小 C．气缸内气体的内能不变
D．气缸内气体的内能变大
图 10－1
科目一考试 / 2016年科目一 模拟考试题
科目二考试 2016年科目二考试技巧、 考试内容、考试视频
1.0×104 J，由ΔU＝Q＋W 可得ΔU＝1.5×104 J，内能增大，这 说明温度升高；又气体对外界做功，体积增大，由ρ＝mV 可知， 密度减小．
4．(双选，2011 年全国卷)关于一定量的气体，下列叙述正 确的是( AD ) A．气体吸收的热量可以完全转化为功 B．气体体积增大时，其内能一定减少 C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加 D．外界对气体做功，气体内能可能减少 解析：当气体体积增大而内能不变时，气体吸收的热量全 部用来对外做功，A 对；当气体体积增大时，对外做功，若同 时吸收热量，且吸收的热量多于对外做的功，内能会增加，所 以 B 错误；若气体吸收热量的同时对外做功，且吸收的热量少 于对外做的功，则其内能会减少，C 错误；若外界对气体做功 的同时气体向外放出热量， 且放出的热量多于外界对气体所做 的功，则气体内能减小 C．气体对外界做功，气体内能增大 D．气体对外界做功，气体内能减小 图 10－2
2．(2011 年江苏卷)如图 10－3 所示，一演示用的“永动 机”转轮由 5 根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆
合金制成的叶片．轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划
水”，推动转轮转动．离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮 因此能较长时间转动．下列说法正确的是( A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消 耗外界能量 B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身 C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高 D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量 图 10－3 )
章末整合提升
专题一
热力学第一定律的应用
1．公式：ΔU＝W＋Q.
2．第一类永动机违反了能量守恒定律，不能制成．
3．改变系统内能有两种方式，解题时应该考虑周全． 4．理想气体状态方程：pV＝CT. [例 1]关于物体内能的变化，以下说法中正确的是(
)
A．物体吸收热量，内能一定增大
B．物体对外做功，内能一定减少 C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
吸收的热量与对外做功相等，则内能不变，C 正确；而放热与
对外做功都是使物体内能减小，所以 D 错．
答案：C
[例 2](双选)如图 10－1 所示，导热性能良好的气缸内用活 塞封闭一定质量的理想气体，气缸固定不动，外界温度恒定，
一条细线左端连接在活塞上，另一端跨过定滑轮后连接在一个
小桶上，开始时活塞静止，现不断向小桶中添加细砂，使活塞
D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变
思路点拨：根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，物体内能的
变化与外界对气体做功(或气体对外界做功)，气体从外界吸热 (或向外界放热)两种因素有关，物体吸收热量，但有可能同时对 外做功，故内能有可能不变甚至减小，故 A 错；同理，物体对 外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减小，B 错；若物体