高中物理第三章热力学基础36研究性学习能源的开发利用素材3粤教版3-3.
高中物理 第三章 热力学基础 第一节 内能功热量检测 粤教版选修3-3-粤教版高二选修3-3物理试题
第三章热力学根底第一节内能功热量A级抓根底1．如下哪个实例说明做功改变了系统的内能( )A．热水袋取暖B．用双手摩擦给手取暖C．把手放在火炉旁取暖D．用嘴对手呵气给手取暖解析：双手摩擦做功，使手的内能增加，感到暖和；A、C、D都是通过热传递来改变系统的内能，选项B正确．答案：B2．关于温度、热量、功、内能，以下说法正确的答案是( )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WD．热量总是从温度高的物体传给温度低的物体解析：不能说物体含有多少热量，A、B错；在热传递过程中，热量从温度高的物体传给温度低的物体，D对；只有在绝热过程中ΔU＝W，C错．答案：D3．日常生活中谈到“热〞，具有不同的含义，它可以表示物理学中的热量、温度、内能等，以下表示中哪个“热〞是用来表示物理学上的内能( )A．今天的天气很热B．摩擦生热C．物体放热温度降低D．今年出现足球热解析：选项A中的“热〞表示温度，B中的“热〞表示内能，C中的表示热量，D中的没有物理含义．答案：B4．关于系统内能的如下说法正确的答案是( )A．物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能B．一个物体当它的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化C．外界对系统做了多少功W，系统的内能就增加多少，即ΔU＝WD．系统从外界吸收了多少热量Q，系统的内能就增加了多少，即ΔU＝Q解析：在分子动理论中，我们把物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和定义为物体的内能，应当选项A 正确．物体的内能与机械能是两个不同的物理概念，两者没有任何关系．如物体的速度增加了，机械能可能增加；但如果物体的温度不变，物体的内能可能不变，应当选项B 错误．只有当系统与外界绝热时，外界对系统做的功才等于系统内能的增量，同理，只有在单纯的热传递过程中，系统吸收(或放出)的热量才等于系统内能的增量，故C 、D 两项错误．答案：A5．关于物体的内能和热量，如下说法中正确的有( )A ．热水的内能比冷水的内能多B ．温度高的物体其热量必定多，内能必定大C ．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等D ．热量是热传递过程中内能转移量的量度解析：物体的内能由温度、体积与物体的质量决定，不只由温度决定，应当选项A 、B 错误．在自发的热传递过程中，热量是由高温物体传给低温物体，而内能大的物体不一定温度高，在热传递过程中完全有可能内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，应当选项C 错误．关于热量的论述，选项D 正确．答案：D6．一个飞行速度是500 m/s 的子弹，当它射入物体时，产生热量的一半被子弹吸收，如此子弹升高的温度是________[子弹是铜质的，铜的比热是390 J/(kg·℃)]．解析：设子弹升高的温度为Δt ，如此cm Δt ＝12mv 2×12，Δt ＝mv 24cm ＝50024×390℃＝160 ℃.此过程中子弹动能的减少的一半被子弹吸收，转化为子弹的内能．答案：160 ℃B 级 提能力7.如下列图，瓶内装有少量的水，瓶口已塞紧，水上方空气中有水蒸气，用打气筒向瓶内打气，当塞子从瓶口跳出时，瓶内出现“白雾〞，这一现象产生的原因可以用下面三句话解释：甲，水蒸气凝结成小水珠；乙，瓶内气体推动瓶塞做功，内能减小；丙，温度降低．三句话正确的顺序是( )A．甲乙丙B．乙丙甲C．丙甲乙D．乙甲丙解析：根据题意因果顺序的进程为：空气推动瓶塞做功——空气内能减小——瓶内空气温度降低——瓶内水蒸气液化成小水珠即“白雾〞，而瓶塞跳起的原因是用打气筒往瓶内打气使气体压强增大所致．答案：B8．金属筒内装有与外界温度一样的压缩空气，打开筒的开关，筒内高压空气迅速向外溢出，待筒内外压强相等时，立即关闭开关．在外界保持恒温的条件下，经过一段较长的时间后，再次打开开关，这时出现的现象是( )A．筒外空气流向筒内B．筒内空气流向筒外C．筒内外有空气交换，处于动平衡态，筒内空气质量不变D．筒内外无空气交换解析：因高压空气急剧外溢时，气体来不与充分与外界发生热交换，可近似看成绝热膨胀过程，气体对外做功，内能减少，所以关闭开关时，筒内气体温度较外界偏低，再经过较长时间后，筒内外气体温度一样．对筒内剩余气体分析，属等容升温过程，压强要升高，大于外界气压，所以再打开开关时，筒内气体要流向筒外．答案：B9．(多项选择)对于热量、功和内能三者的说法正确的答案是( )A．三者单位一样，物理意义一样B．热量和功是内能的量度C．热量和功由过程决定，而内能由物体状态决定D．系统内能增加了200 J，可能是外界采用绝热方式对系统做功 200 J，也可能是外界单纯地对系统传热200 J解析：热量、功和内能三者尽管单位一样，但物理意义有本质区别，A错；热量和功由过程决定，内能由物体状态决定，热量和功是内能变化的量度，C对，B错；对一个绝热过程ΔU＝W＝200 J，对一个单纯热传递过程ΔU＝Q＝200 J，D对．答案：CD10．(多项选择)如下列图为焦耳实验装置简图，用绝热良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高，关于这个实验，如下说法正确的答案是( )A．这个装置可测定热功当量B．做功增加了水的热量C．做功增加了水的内能D．功和热量是完全等价的，无区别解析：可通过重力做功与水温升高吸收的热量，测定热功当量，做功增加了水的内能，而热量只是热传递过程中内能改变的量度，所以功与热量是不同的．应当选A、C.答案：AC11.如下列图，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．假设忽略活塞与容器壁间的摩擦力，如此被密封的气体( )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，压强减小，内能增加解析：向下压活塞，对气体做功，气体的内能增加，温度升高，对活塞受力分析可得出气体的压强增大，故C选项正确．答案：C12.某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球严密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如下列图．这是因为烧瓶里的气体吸收了水的______，温度______，体积________．(2)假设只对一定质量的理想气体做1 500 J的功，可使其温度升高5 K．假设改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5 K，那么气体吸收________ J的热量．如果对该气体做了2 000 J的功，使其温度升高了5 K，明确在该过程中，气体还____________(填“吸收〞或“放出〞)热量____________J.解析：(1)烧瓶和烧瓶内的气体要从热水杯中吸收水的热量，温度升高，体积增大．(2)做功和热传递都可以改变物体的内能，且是等效的．答案：(1)热量升高增大(2)1 500 放出500。
高中物理 第三章 热力学基础 第六节 研究性学习 能源的开发利用与环境保护自我小测 粤教版选修3-3
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研究性学习能源的开发利用与环境保护1CO2气体有个“怪脾气"，它几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中CO2浓度增加能使地表温度因受太阳辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放,使整个地球就像一个大温室一样．因此，大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖．这种大气中以CO2为主的气体产生的效应称为( ）A．光热效应B．光电效应C．光气效应D．温室效应2二氧化碳对长波辐射有强烈的吸收作用，行星表面发出的长波辐射到大气以后被二氧化碳截获，最后使大气升温,大气中的二氧化碳像暖房的玻璃一样，只准太阳的辐射热进来,却不让室内的长波热辐射出去，大气中的二氧化碳的这种效应叫温室效应．这是目前科学界对地球气候变暖进行分析的一种观点，根据这种观点，以下说法成立的是（）A．在地球形成的早期，火山活动频繁，排出大量的二氧化碳，当时地球的气温很高B．经过漫长的年代，地壳的岩石和气体二氧化碳发生化学反应，导致二氧化碳减少，地球上出现了生命C．由于工业的发展和人类的活动，导致二氧化碳在空气中的含量增大，地球上的气温正在升高D．现在地球正在变暖的原因是工业用电和生活用电的急剧增加,是电能和其他形式的能转化为内能3为了保护环境，控制和消除大气污染，在普及煤气和天然气使用的同时，更要注意安全．门窗紧闭的厨房一旦发生煤气大量泄漏极易引发爆炸，当你从室外进入厨房嗅到煤气味时,下列操作中你认为最安全的是( )A．立即开启抽油烟机排出煤气，关闭煤气源B．立即打开门和窗,关闭煤气源C．立即打开电灯，寻找泄漏处D．打电话报警4四口之家分别单独使用不同种类的燃料时，平均月消耗量为:木柴约200 kg，烟煤约80 kg，液化石油气约30 kg，煤气约60 kg，这四种燃料中热值最高的是…（) A．液化石油气 B．煤气C．烟煤 D．木柴5据《中国环境报》报道:一份科技攻关课题研究结果显示,我国酸雨区已占国土面积的40％以上,研究结果还表明，我国农业每年因遭受酸雨而造成的经济损失高达15亿元，为了有效控制酸雨，目前国务院已批准《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规．(1)在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可有效地降低地面SO2浓度，在20世纪的60～70年代的10年间,由发电厂排放的SO2增加了35％,但由于建造高烟囱,地面SO2浓度降低了30％之多，请你从全球环境保护的角度,分析这种做法是否可取？说明其理由：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)用传统煤、石油做燃料，其主要缺点是什么？与传统的煤、石油做燃料相比,哪种物质可以作为新能源？主要优点是什么？缺点又是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.6有人说，煤和石油的能量也来自太阳，那么太阳能通过什么途径变成煤和石油中的化学能？7现代典型的燃煤发电厂，总效率一般为40％.有一座大型燃煤发电厂，如果发出1.0×109 J的电力，可供一个大城市使用．下图表示这座发电厂的能量流向．请回答:（1）燃煤提供的能量应等于哪几项能量之和？（2)图中烟囱废气所带走的能量没有标出，请你算出来,在图中补上．(3)算出这座发电厂的总效率．（4)根据上图所示的电厂能量流向，你认为在哪些地方进行改进，可以提高发电厂的总效率？8能源问题是当前的热门话题,传统的能源—-煤和石油，一方面储量有限,有朝一日将要被开采完毕，另一方面，使用过程中也带来了污染，寻找新的、无污染的能源是人们努力的方向，利用潮汐发电即是一例．关于潮汐，古人说:“潮者，据朝来也；汐者，言夕至也．”下图是利用潮汐发电的示意图，左方为陆地和海湾，中间为大坝；其下有通道，水经通道可带动发电机．涨潮时，水进入海湾,待内外水面高度相同，堵住通道〔图甲〕，潮退至最低点时放水发电〔图乙〕；待内外水面高度相同，再堵住通道，直到下次涨潮至最高点，又放水发电〔图丙〕．设海湾面积为5。
高中创设计物理粤教版选修33课件：35+6 能源与可持续发展 研究性学习——能源的开发利用与环境保护
预习导学
温馨提示 能量耗散虽然不会使能的总量减少，却会导致能量品质的降 低，它实际上将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形 式．煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能量，在利用它 们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能.
课堂讲义
一、能源的特点及分类
能源分 类方法
按形成 或转换 特点分
课堂讲义
针对训练 (双选)下列对能量降退的理解正确的是( ) A．能量降退说明能量在不断减少 B．能量降退遵守能量守恒定律 C．能量降退说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失 D．能量降退从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性 答案 BD 解析 能量降退是在能量转化的过程中可利用程度逐渐降低， 散失的部分无法再回收利用，但不违反能量守恒定律，能量既 没有减少，也没有消失，它只是从能量角度反映出自然界的宏 观过程具有方向性，故B、D选项正确.
课堂讲义
2．节约能源的原因 (1)煤炭、石油、天然气等常规能源都是不可再生能源，都存 在能量降退的现象． (2)随着生产力的飞速发展，能源的消耗急剧增长． (3)地球上的石油、煤炭等能源储藏量有限，能源需求的成倍 增长与常规能源的有限性的矛盾将不断引起能源危机．
课堂讲义
例2 下列供热方式最有利于环境保护的是 A．用煤做燃料供热 B．用石油做燃料供热 C．用天然气或煤气做燃料供热 D．用太阳能灶供热 答案 D
预习导学 课．化石能源的短缺和利用常规能源带来的环境污染，使得
新能源 的开发成为当务之急． 2．新能源主要有下列几种
(1) 太阳能 . (2)生物质能 (3) 风能 . (4)水(河流、潮汐)能 太阳能 、 风能 、 水能是清洁能源． 风能和水能 是可再 生能源．
例1 水力发电站的电能最终来自于
物理粤教版选修3-3学案：第三章第六节研究性学习—能源的开发利用含解析
第六节研究性学习——能源的开发利用与环境保护1．了解常规能源与新能源．2．了解能源与人类生存和社会发展的关系，以及节约能源的重大意义．3．知道能源开发和利用带来的问题及应该采取的对策，培养环保意识．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，但能量降退却导致能量可利用程度降低．可见，虽然能量不会减少，但方便使用的能源会越来越少，所以要节约能源．一、能源与环境1．能源:能够提供可利用能量的物质．人们把煤、石油、天然气叫做常规能源，也叫化石能源．核能、太阳能、潮汐能、地热能等属新能源．能源的分类：不可再生能源,如煤、石油、天然气等；可再生能源,如风能、水能等．2．能源带来的环境问题：大量消耗常规能源产生的大气污染对全球气候和生态环境系统产生的影响，最为突出的是温室效应和酸雨．二、温室效应1．成因：温室效应是人类过多排放二氧化碳，干扰了地球的热量平衡造成的．2．危害:导致全球变暖，会引起海平面上升、气候变化和疾病增多等．3．改善措施:(1)提高能源利用率．(2)开发新能源．三、酸雨1．成因：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、氮氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨．煤炭中含有较多的硫,燃烧时产生二氧化硫等物质．2．危害：酸雨影响人的健康，危害生态系统，使土壤酸化和贫瘠,腐蚀建筑物和艺术品等．3．防止：(1）健全法规，强化管理，控制排放．(2)发展清洁煤技术，减少燃烧过程中SO2的排放．（3）通过改造发动机，安装汽车尾气净化器，用无铅汽油代替含铅汽油等手段，控制汽车尾气排放．四、能量降退与节约能源1．能量降退当机械能、电能、化学能等转变为周围环境的内能后,我们无法把这些分散的内能重新收集起来加以利用，这些弥散在空间的能量可利用程度很低，通俗地说,这些能量“变质"或贬值了．这种能量可利用程度降低的现象称为能量降退．（1）能量降退从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性．（2)能量降退虽然不会使能的总量减少,却会导致能量可利用程度降低，它实际上将能量从高度有用的形式降级为不大有用的形式．煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能量，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能．2．能量虽然不会减少但能源会越来越少，所以要节约能源．1．能源的重要性：能源是社会存在与发展永远不可或缺的必需品，是国民经济的物质基础，它与材料、信息构成现代社会的三大支柱．2．化石能源:人们把煤、石油、天然气等化石能源叫做常规能源．目前，人类消耗的能量主要来自常规能源．(1）化石能源的储藏是有限的．（2)化石能源的大量消耗带来了环境问题：①温室效应：大量燃烧石油、煤炭、天然气等产生的二氧化碳气体，增加了大气中二氧化碳的含量，由于二氧化碳对长波的辐射有强烈的吸收作用，像暖房的玻璃一样,只准太阳光的热辐射进来,不让室内长波热辐射出去，使地球气温上升，这种效应叫温室效应．温室效应导致的全球变暖会引起海平面上升、气候变化和疾病增多．②酸雨： 酸雨是指pH 小于5。
2024-2025学年高中物理第三章热力学基础第1节内能功热量教案粤教版选修3-3
然而，我也发现了一些需要改进的地方。例如，有些学生在内能、功和热量之间的关系上还有一定的困惑，特别是在理解抽象概念和公式推导方面。这可能是因为这些概念比较抽象，需要更多的实例和解释来帮助学生理解。因此，我需要在这方面下更多的功夫，提供更多的实例和解释，帮助学生更好地理解这些概念。
2024-2025学年高中物理 第三章 热力学基础 第1节 内能 功 热量教案 粤教版选修3-3
课题：
科目：
班级：
课时：计划1课时
教师：
单位：
一、课程基本信息
1. 课程名称：高中物理第三章热力学基础第1节 内能 功 热量
2. 教学年级和班级：高中二年级，选修3-3班
3. 授课时间：2024年10月15日 星期二 第1节
3. 学生可能遇到的困难和挑战：在本节课的学习过程中，学生可能会在内能、功和热量之间的关系上产生困惑，特别是在理解抽象概念和公式推导方面。此外，实验操作过程中，学生可能对热量测量和数据分析的方法不够熟悉，导致实验结果不准确。部分学生可能在团队协作中存在沟通不畅、分工不合理等问题。
针对以上学习者分析，教师应结合学生的实际情况，采用适当的教学策略和方法，引导学生克服困难，提高学习效果。
3. 热量的传递方式及其与内能的关系。
【教学过程】
1. 导入：通过生活实例引入内能、功和热量的概念，激发学生兴趣。
预设时间：5分钟
2. 知识讲解：
（1）内能的概念及其与温度、体积的关系。
预设时间：10分钟
高中物理 第三章 热力学基础 3.6 研究性学习 能源的开发利用素材1 粤教版选修3-3
3.6 研究性学习能源的开发利用能源资源开发利用必须与环境保护并重。
生态环境一旦遭到破坏，需要几倍的时间乃至几代人的努力才能恢复，甚至永远不能复原。
环境已经向人类亮出了“黄牌”，如再不清醒，就将会被罚出场外。
到那时，尽管人类为子孙后代留下一笔物质财富，但如果我们毁掉了赖以生存的条件，再多的财富又有什么意义!日前，著名能源专家周大地接受本报记者采访时作上述表述。
周大地说，能源资源对人类发展的巨大贡献是显而易见的，但也已经和正在给人类带来许多“麻烦”。
这主要是由于能源资源开发利用所造成的日益严重的环境污染。
在人类利用能源资源的初期，能源的使用量及范围有限，加上当时科学技术和经济不发达，对环境的损害较小。
在这个过程中环境的改变并没有引起人类的特别注意，因此环境保护意识不强。
然而随着工业的迅猛发展和人民生活水平的提高，能源的消耗量越来越大。
由于能源的不合理开发和利用，环境污染日趋严重。
周大地指出，我国一次能源生产和消费结构中，煤炭比重高达76％和68.9％，是世界上煤炭比重最高的国家，和世界平均水平（煤炭消费占26.5％）以及工业化国家（煤炭消费占21.4％）的能源结构大为不同。
煤炭比重过高，使我国能源系统效率明显降低，环境压力巨大。
“十五”期间，由于煤炭消费量成倍增加，除了发电用煤以外，还有10多亿吨煤炭直接用于工业和民用。
煤炭的大量使用，是造成我国二氧化硫等污染物实际排放量明显上升、大气环境指标没有完成规划目标的主要原因。
据了解，世界各主要煤炭生产国基本上只利用地质条件好的优质煤炭资源，露天矿比重多在60％以上，有的国家露天矿占近80％。
而我国露天矿只占不到4％，井工开采煤炭占95％以上，井工矿最深的已经深达1100米。
在目前的煤炭产量中，国有重点煤矿只占48％，全国符合高产高效矿井条件的产量目前只有不到7亿吨；大量煤矿仍然依靠人工或半机械化生产，矿工的劳动强度大，健康保障条件差。
据专家初步测算，由于资源条件所限，能够使用综合机械化采煤设备，年产量300万吨以上的大型、特大型矿井产量仅能达到10亿吨以内。
高中物理第三章热力学基础3.6研究性学习能源的开发利用素材2粤教版选修3-3(new)
3.6 研究性学习能源的开发利用新疆油田巧配“伴热餐" 锁紧节能阀截至1月26日，新疆油田采油一厂红浅采油作业区累计关控单井伴热300多口,对905口井进行井口伴热流程改造，合理调控伴热，有效减少单井伴热量,锁紧节能阀，为提质增效交上漂亮的成绩单。
当前国际油价低位震荡,油田开发情况日益复杂，如何实现开发效益最大化成为企业追求的目标.面对新挑战,这个作业区积极打响降本增效攻坚战,降低井口伴热损耗入手,合理调配“伴热餐”，改变掺热管理方式，节约蒸汽用量,减少蒸汽费用。
2015年9月起，这个作业区陆续在900余口单井上安装了员工周荣兵发明的井口伴热流程改造装置，其中作业区自行安装井口伴热改造400口，站区改造79个；外协施工改造505口井。
此装置是在单井伴热总线上加装控制阀，通过单流阀让套气不再从副套管闸门排出造成污染，使管线在套气的热循环下保持畅通，从而节约伴热使用量。
改变了以往的套气外放和伴热外排方式，不仅解决了冬季伴热考克经常发生冻堵的现象,还提高了蒸汽利用率。
今年年初,作业区出现产油量下降，单井含水上升现象，为合理使用好伴热、尽快降低单井含水率。
作业区将油井分类进行管理，对300多口含水高于70%的单井进行控关，不掺伴热生产；对井口油温小于50摄氏度,自喷压力较低的井、低产井、问题井及光杆不同步油稠井采用套伴生产；对2014年、2015年加密井及近2年的上返井、油稠井共计265口井进行调控管理,合理调配和节约使用蒸汽资源。
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高中物理 第三章 热力学基础章末复习课学案 粤教版选修3-3
第三章 热力学基础章末复习课[知识体系]热力学基础⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎧内能⎩⎪⎨⎪⎧功和内能：在绝热情况下，功是① 变化的量度热和内能：只有热传递时，② 是内能变化的量度做功和热传递在改变物体的内能上是③ 的热力学第一定律⎩⎪⎨⎪⎧表达式：ΔU ＝④ 能量守恒定律：不会凭空⑤ ，也不会凭空消失，只能⑥ 和⑦ ，总量⑧ 第一类永动机不能制成，违背了⑨ 定律热力学第二定律⎩⎪⎨⎪⎧克劳修斯表述：热量不能自动地从⑩ 物体传到⑪ 物体开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，并把它全部用来做⑫ ， 而不引起其他变化微观解释：与热现象有关的自发的宏观过程总是朝着分子热运动无序性⑬ 的方向进行熵：描述物体的⑭ 第二类永动机不能制成，违背了热力学⑮ 定律能源与可持续发展⎩⎪⎨⎪⎧能源与环境能量降退与节约能源主题1 热力学第一定律1．做功和热传递的区别与联系．做功和热传递是改变物体内能的两种方式，它们在改变物体的内能上是等效的，但它们的本质不同．做功是其他形式的能和内能之间的转化，热传递则是物体间内能的转移．特别提醒 (1)存在温度差是发生热传递的必要条件，热量是物体热传递过程中物体内能的改变量，热量与物体内能的多少、温度的高低无关．(2)机械能是描述物体机械运动状态的量，而内能是描述物体内部状态的量．两者没有直接关系，但可以相互转化．2．热力学第一定律．热力学第一定律揭示了内能的增量(ΔU )与外界对物体做功(W )和物体从外界吸热(Q )之间的关系，即ΔU ＝W ＋Q ，正确理解公式的意义及符号含义是解决本类问题的保证．(1)外界对物体做功，W >0；物体对外做功，W <0；(2)物体从外界吸热，Q >O ；物体放出热量，Q <0；(3)ΔU >O ，物体的内能增加；ΔU <0，物体的内能减少．特别提醒 分析题干，确定内能改变的手段(W 、Q )→判断W 、Q 的符号→代入公式ΔU＝W ＋Q →得出结论⎩⎪⎨⎪⎧ΔU ＞0，则内能增加|ΔU |；ΔU ＜0，则内能减少|ΔU |. 【典例1】 (2016·全国Ⅱ卷)(多选)一定量的理想气体从状态a 开始，经历等温或等压过程ab 、bc 、cd 、da 回到原状态，其pT 图象如图所示，其中对角线ac 的延长线过原点O .下列判断正确的是________．A ．气体在a 、c 两状态的体积相等B ．气体在状态a 时的内能大于它在状态c 时的内能C ．在过程cd 中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D ．在过程da 中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E ．在过程bc 中外界对气体做的功等于在过程da 中气体对外界做的功解析：由理想状态方程知ca 为等容线，体积相等则A 正确；a 、c 两状态a 的温度大于b 的温度，则a 的内能大于b 的内能，故B 正确；由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 知，cd 过程温度不变(内能不变)则Q ＝－W ，故C 错误；da 过程温度升高内能增大，则吸收的热量大于对外做的功，故D 错误；bc 过程温度降低量和da 过程温度的升高量相同则内能的变化量相同，由热力学第一定律知E 正确．答案：ABE针对训练1．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，那么下列说法正确的是( )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：对车胎内的理想气体分析知，因为是理想气体，分子势能认为是0，内能只看分子动能；中午温度升高，分子平均动能增大，故内能增大，体积增大，胎内气体对外做功，故选D.答案：D主题2 热力学第二定律1．热力学第二定律的两种表述．(1)热传导具有方向性：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体．(2)机械能与内能转化的方向性：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不产生其他影响．2．热力学第二定律的微观解释．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，即在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少．应用时应注意把握“方向性”和“熵增加原理”来正确分析和判定．第一类“永动机”：是指设想中的既不消耗能量又能源源不断地对外做功的机器．它违背了能量转化和守恒定律，因此，不可能实现．第二类“永动机”：是指设想中的效率达到100%的热机．第二类永动机虽没有违背能量转化和守恒定律，但违背了热力学第二定律，因此也是不可能实现的．3．分析问题的方法．(1)掌握热力学第二定律时，要注意理解其本质，即热力学第二定律是对宏观自然过程进行方向的说明．凡是对这种宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述．本章对热力学第二定律的表述很多，但这些不同形式的表述都是等价的．(2)自然过程：自然过程是指没有外来干扰自然进行的过程．(3)热传导具有方向性：两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体．要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化．(4)气体的扩散现象具有方向性：两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体绝不会自发地分开，成为两种不同的气体．(5)机械能和内能的转化过程具有方向性：物体在水平面上运动，因摩擦而逐渐停止下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，自发地在地面上重新运动起来．(6)气体向真空膨胀具有方向性：气体可自发地向真空容器膨胀，但绝不可能出现气体自发地从容器中流出，容器内变为真空．【典例2】(多选)下列说法中正确的是( )A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体B．热量能够从高温物体传到低温物体，也能从低温物体传到高温物体C．机械功可以全部转化为热量，但热量不可能全部转化为机械功D．机械功可以全部转化为热量，热量也可以全部转化为机械功解析：由热传递产生的条件可知热量能够自发地从高温物体传到低温物体，当外界对系统做功时，可以使系统从低温物体吸收热量传到高温物体，但不是自发的，所以A错误，B 正确；运动物体克服摩擦力做功，最终停止，这个过程机械功全转化为热量．在温度不变的膨胀过程中，系统吸热全用于对外做功，所以C错误，D正确．答案：BD针对训练2．(多选)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能实现的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解析：能量转移和转化的过程都是具有方向性的，A对。
高中物理第3章热力学基础章末整合课件粤教选修33粤教高二选修33物理课件
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例2 关于热力学第二定律，下列表述正确的是( )
A．不可能使热量从低温物体传递到高温物体 B．不可能从单一热源吸收(xīshōu)热量并把它全部用来做功
C．第二类永动机是不可能制成的
D．热力学第二定律是热力学第一定律的推论
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能量守恒定律是自然界普遍适用的规律，不同形式的能可以 (kěyǐ)相互转化，但总能量守恒．
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(2)应用能量守恒定律解题的方法步骤
①认清有多少种形式的能(例如动能、势能、内能、电能、化
学能、光能等)在相互转化．
②分别写出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式． ③根据下列两种思路列出能量守恒方程：ΔE减＝ΔE增． A．某种形式的能量减少，一定(yīdìng)存在其他形式的能量增 加，且减少量与增加量一定(yīdìng)相等．
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例1 一定质量的气体，在从一个状态变化到另一个状态的
过程中，吸收热量280 J，并对外做功120 J．试问：
(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？
(2)如果(rúguǒ)这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J热量，
那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多 少？
(2)机械能与内能转化的方向性：不可能从单一热源吸收热量，使之
完全变成功，而不产生其他影响．
2．热力学第二定律的微观解释
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，即在 任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．
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3．热力学第一定律与热力学第二定律的对比 热力学第一定律和热力学第二定律是热力学知识的基础理 论．热力学第一定律指出任何热力学过程中能量守恒，而对过程没有 其他限制(xiànzhì)．热力学第二定律指明哪些过程可以发生，哪些不可能
高中物理 第三章 热力学基础 第一节 内能 功 热量课件 粤教版选修3-3.pptx
解析 15 答案
课堂要点小结 内能 功 热量内能决 内定 能因 的素 变： 化温度、体积、物质的量 改变物体内能的两种方式做 热功 传递二者等效
17
达标检测
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1.(做功和内能的变化)在给自行车轮胎打气时，会发现胎内气体温度升高， 这是因为 A.胎内气体压强不断增大，而容积不变 B.轮胎从外界吸热 C.外界空气温度本来就高于胎内气体温度
解析 10 答案
针对训练 如图3所示，一定质量的理想气体密封在绝热
(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动
的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞
缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞
与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体
图3
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
√B.一定是物体吸收了50 J的热量
C.一定是物体分子动能增加了50 J
√D.物体的分子平均动能可能不变
解析 13 答案
三、内能与相关概念的辨析
例3 关于温度、热量、功和内能，以下说法正确的是 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
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题型探究
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一、做功和内能的变化
例1 如图2所示，活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞(连同拉 杆)是绝热的，且不漏气．以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内 能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中
A.E甲不变，E乙减小 C.E甲增大，E乙不变
图2 B.E甲不变，E乙增大
√D.E甲增大，E乙减小
D.高温物体内能大，低温物体内能小
高中物理第三章热力学基础章末小结粤教版选修3-3
【金版学案】2015-2016高中物理第三章热力学基础章末小结粤教版选修3-31．对于必然质量的物体(或系统)，有(C)A．吸热物体的温度必然会升高B．只要气体的体积、温度转变，则气体的内能必然改变C．外界对系统做功，系统内能可能不变D．物体温度不变，则其内能必然也不变解析：物体的内能是不是改变在于系统吸热和做功的总和，所以A、D均错；物体的体积和温度改变，不能肯定其内能是不是改变，故B错．2．必然质量的理想气体，从某一状态开始，通过一系列转变后又回到开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个进程中必然有(A)A．Q1－Q2＝W2－W1 B．Q1＝Q2C．W1＝W2 D．Q1>Q2解析：因为该气体从某一状态开始，通过一系列转变后又回到开始的状态，所之内能没有转变．ΔU＝0，按照热力学第必然律可知W1－W2＋Q1－Q2＝ΔU＝0，即Q1－Q2＝W2－W1，故A正确．3．某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由气缸和活塞组成．开箱时，密闭于气缸内的紧缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示．在此进程中，若缸内气体与外界无热互换，忽略气体分子间彼此作用，则缸内气体(A)A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减少解析：气体膨胀，体积增大对外做功；由热力学第必然律ΔU＝W＋Q，由于是绝热进程，故气体内能减少，气体温度降低，分子的平均动能减小．4．必然质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀进程．设气体分子间的势能可忽略，则在此进程中(D)A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少解析：绝热膨胀进程是指气体膨胀进程未发生热传递，膨胀进程气体体积增大，气体对外界做功W＜0.由ΔU＝U2－U1＝W可知，气体内能减小．由于气体分子间的势能忽略，故气体分子的平均动能减小．5．用隔板将一绝热容器隔成A和B两部份，A中盛有必然质量的理想气体，B为真空(如图甲)，现把隔板抽去，A中的气体自动充满整个容器(如图乙)，这个进程称为气体的自由膨胀，下列说法正确的是(C)A．自由膨胀进程中，气体分子只做定向运动B．自由膨胀前后，气体的压强不变C．自由膨胀前后，气体的温度不变D．容器中的气体在足够长的时间内，能全数自动回到A部份解析：理想气体在绝热的条件下，向真空做自由膨胀的进程是一个既与外界没有热互换，又没有对外做功的进程，按照热力学第必然律可以肯定气体的内能不变，而理想气体的分子势能为零，即分子动能不变，温度不变．6．在滑腻水平面上停放一木块，一子弹水平射穿木块．对此进程，下列说法中正确的是(A)A．摩擦力(子弹与木块间)对木块做的功等于木块动能的增加量B．摩擦力对木块做的功完全转化为木块的内能C．子弹减少的机械能等于子弹与木块增加的内能D．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与内能之和解析：对木块由动能定理可判断出选项A正确，子弹克服摩擦力做功而减少的机械能，转化为木块、子弹的内能和木块的动能，故B、C、D均错，故选A.7．关于热力学定律，下列说法正确的是(B)A．在必然条件下物体的温度可以降到0 KB．物体从单一热源吸收的热量可全数用于做功C．吸收了热量的物体，其内能必然增加D．紧缩气体总能使气体的温度升高解析：绝对零度0 K只能无穷接近，不可能达到，A错误；按照热力学第二定律，物体从单一热源吸收的热量可全数用于做功，但要引发其他转变，B正确；由热力学第必然律：ΔU＝Q＋W知做功和热传递都可以改变内能，单凭一方面无法判断物体内能的改变．C、D 错误．8．(多选)按照热力学第必然律，下列说法正确的是(AB)A．电冰箱的工作进程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B．空调机在制冷进程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C．科技的进步可使内燃机成为单一热源的热机D．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机解析：电冰箱的工作进程表明，紧缩机工作，热量可以从低温物体向高温物体传递，选项A正确．空调机在制冷进程中，紧缩机工作，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，选项B正确．按照热力学第必然律，科技的进步不可使内燃机成为单一热源的热机，选项C 错误．对能源的过度消耗将使自然界的可以被利用的能量不断减少，形成能源危机，而自然界的能量是守恒的，选项D错误．9．下列关于热现象的描述正确的是(C)A．按照热力学定律，热机的效率可以达到100%B．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的解析：按照热力学定律，热机的效率不可以达到100%，选项A错误．做功是通过能量转化的方式改变系统内能，热传递是通过内能在不同物体之间的转移的方式改变系统内能，选项B错误．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同，选项C正确．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动是有规律的，选项D错误．10．(多选)图为某同窗设计的喷水装置，内部装有2 L水，上部密封1 atm的空气0.5 L维持阀门关闭，再充入1 atm的空气0.1 L．设在所有进程中空气可看做理想气体，且温度不变，下列说法正确的有(AC)A．充气后，密封气体压强增加B．充气后，密封气体的分子平均动能增加C．打开阀门后，密封气体对外界做正功D．打开阀门后，再也不充气也能把水喷光解析：由pV＝nRT知充气后，当V、T不变时，n增加，密封气体压强增加，选项A正确．充气后，由于温度不变，密封气体的分子平均动能不变，选项B错误．打开阀门后，密封气体对外界做正功，选项C正确．由于桶内只有1 atm的空气 L＋ L＝ L．小于容积2 L，所以需要再充气才能把水喷光，选项D错误．。
高中物理 第三章 热力学基础 3.6 研究性学习 能源的开发利用素材4 粤教版选修3-3
3.6 研究性学习能源的开发利用自然资源的开发利用与环境保护一、环境问题及产生的原因环境问题产生于人类的生产活动和生活活动，并随着其发展而发展。
随着社会生产力的发展，人类利用和改造自然的范围和程度逐步扩大，环境问题的内容和表现也在不断变化。
解决人类与环境的矛盾，主要靠发展生产力。
人类对人地关系的认识是随着生产力的发展而不断深化的。
例如：十八世纪以来先后出现的环境决定论，人定胜天论和人地协调论等，就反映了近代人类对人地关系由浅入深，由片面到全面的认识过程。
现在，人们逐渐认识到环境问题的产生并不是不可避免的。
随着人类的认识和技术水平的提高，通过发展生产力，最终可以实现人类和环境的协调。
当人类向环境索取资源的速度超过了资源本身及其替代品的再生速度时，便会出现资源短缺、生态破坏等问题。
人类向环境排放废弃物的数量如果超过了环境的自净能力，就会导致环境质量下降，形成环境污染。
环境污染的发生与片面追求经济增长的发展模式密切相关。
为了追求最大的经济效益，人们以牺牲环境为代价换取经济增长，最终导致了严重的环境污染。
环境问题的产生，既有自然原因，也有人为原因。
在采猎文明时期，环境问题主要由洪涝、干旱等自然原因引起。
而当今世界环境问题主要是由人类不合理的活动造成的。
当前人类所面临的主要环境问题是人口问题、资源问题、生态破坏问题和环境污染问题。
人口急剧增长是当前首要的环境问题。
人口急剧增加，超过了地球环境的合理承载能力，势必造成生态破坏和环境污染，这些现象在地球上某些地区已出现了。
资源问题是当今人类发展所面临的另一个主要问题。
全球资源匮乏和危机主要表现在：土地资源在不断减少和退休，森林资源面积不断缩小，淡水资源出现了严重不足，生物物种在减少，某些矿产资源濒临枯竭等等。
这都是人口急增和对资源过度消费而造成的。
全球性生态环境被破坏主要包括：森林减少、土地退化及被占用、水土流失、沙漠化、物种消失速度加快等等。
这也是由于人口增长过快而造成的。
高中物理 第三章 热力学基础 3.6 研究性学习 能源的开发利用素材3 粤教版选修3-3
3.6 研究性学习能源的开发利用如何防灾减灾，节约能源、合理开发利用资源和保护生态环境意识我国幅员辽阔，地理气候条件复杂，是世界上受自然灾害影响最为严重的国家之一，灾害种类多、发生频率高、损失严重。
我国最常发生的灾害有洪涝、干旱、地震、台风和滑坡泥石流等５种，所造成的损失占损失总量的80%至90%。
1949年以来，我国平均每年因自然灾害造成的直接经济损失在1000亿元人民币以上，农作物受害面积年均超过4000万公顷，受灾人口年均超过2亿。
近年来，党中央、国务院高度重视突发公共事件应对工作，不断加强应急体制、机制建设。
经过查阅书籍和网页，我对防灾减灾已经有一定的了解了，以下是我在书上和网页上搜集来的资料：自然灾害主要包括水旱灾害、气象灾害、地震灾害、地质灾害、海洋灾害、生物灾害和森林草原火灾等。
严重自然灾害并不可怕，关键是要科学应对、积极防御，必须坚持走人与自然和谐相处的可持续发展道路。
事实证明，人类不合理的开发、建设活动加重了自然灾害。
特别是上世纪中叶以来，由于化石能源燃烧造成温室气体的大量排放，在以全球变暖为主要特征的气候变化背景下，极端天气气候灾害逐渐增多，生态环境急剧恶化，水土流失和土地荒漠化面积不断扩大，淡水资源日益匮乏，大气和水污染日益严重，生物多样性锐减，海平面上升，人类的生存和发展环境遭到了严重破坏。
为此，我们必须从可持续发展的战略高度上，保护自然环境，加强生态建设，节约资源能源。
要尊重自然规律，调整工业特别是对自然环境具有较大影响的工程建设布局。
要未雨绸缪，加强规划，科学设计，使人居环境和重要的战略基础设施远离灾害多发、易发区和自然环境脆弱区。
增强防御和减轻自然灾害能力，还必须坚持依靠科技进步提升研究、监测、预报、预警水平。
当前，科学水平对重大自然灾害的监测、预警、预报能力距离人类社会发展的需求仍有差距，极端天气气候事件和未来气候变化趋势的预测预报的能力还有待提高。
并且由于技术水平的制约，预警信息传递仍然是广大农村、山区、海岛防灾减灾的薄弱环节。
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3.6 研究性学习能源的开发利用
如何防灾减灾，节约能源、合理开发利用资源和保护生态环境意识我国幅员辽阔，地理气候条件复杂，是世界上受自然灾害影响最为严重的国家之一，灾害种类多、发生频率高、损失严重。
我国最常发生的灾害有洪涝、干旱、地震、台风和滑坡泥石流等５种，所造成的损失占损失总量的80%至90%。
1949年以来，我国平均每年因自然灾害造成的直接经济损失在1000亿元人民币以上，农作物受害面积年均超过4000万公顷，受灾人口年均超过2亿。
近年来，党中央、国务院高度重视突发公共事件应对工作，不断加强应急体制、机制建设。
经过查阅书籍和网页，我对防灾减灾已经有一定的了解了，以下是我在书上和网页上搜集来的资料：自然灾害主要包括水旱灾害、气象灾害、地震灾害、地质灾害、海洋灾害、生物灾害和森林草原火灾等。
严重自然灾害并不可怕，关键是要科学应对、积极防御，必须坚持走人与自然和谐相处的可持续发展道路。
事实证明，人类不合理的开发、建设活动加重了自然灾害。
特别是上世纪中叶以来，由于化石能源燃烧造成温室气体的大量排放，在以全球变暖为主要特征的气候变化背景下，极端天气气候灾害逐渐增多，生态环境急剧恶化，水土流失和土地荒漠化面积不断扩大，淡水资源日益匮乏，大气和水污染日益严重，生物多样性锐减，海平面上升，人类的生存和发展环境遭到了严重破坏。
为此，我们必须从可持续发展的战略高度上，保护自然环境，加强生态建设，节约资源能源。
要尊重自然规律，调整工业特别是对自然环境具有较大影响的工程建设布局。
要未雨绸缪，加强规划，科学设计，使人居环境和重要的战略基础设施远离灾害多发、易发区和自然环境脆弱区。
增强防御和减轻自然灾害能力，还必须坚持依靠科技进步提升研究、监测、预报、预警水平。
当前，科学水平对重大自然灾害的监测、预警、预报能力距离人类社会发展的需求仍有差距，极端天气气候事件和未来气候变化趋势的预测预报的能力还有待提高。
并且由于技术水平的制约，预警信息传递仍然是广大农村、山区、海岛防灾减灾的薄弱环节。
必须进一步加强地球系统科学、全球变化科学和可持续发展科学的研究，发展先进的天基、空基、海基和地基探测技术和地球系统预测预报模式系统，通过对地球系统各个圈层的实时监测，收集大气、海洋、陆面、冰雪、植被等演变的信息，提高和改进对极端天气气候事件及其灾害的监测、预测、预报能力。
在2008年5月12日，在我国汶川发生了8级大地震，昔日的锦绣河山，今日已经成为废墟，这就给我们敲响了警钟。
1。