2017年高中物理第三章热力学基础章末整合提升教案粤教版选修33

合集下载

高中物理第三章热力学基础章末小结粤教版选修33

【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．对于一定质量的物体(或系统)，有(C)A．吸热物体的温度一定会升高B．只要气体的体积、温度变化，则气体的内能一定改变C．外界对系统做功，系统内能可能不变D．物体温度不变，则其内能一定也不变解析：物体的内能是否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，不能确定其内能是否改变，故B错．2．一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化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，则在整个过程中一定有(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，经过一系列变化后又回到开始的状态，所以内能没有变化．ΔU＝0，根据热力学第一定律可知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，密闭于气缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示．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)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；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，由于是绝热过程，故气体内能减少，气体温度降低，分子的平均动能减小．4．一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程．设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中(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：绝热膨胀过程是指气体膨胀过程未发生热传递，膨胀过程气体体积增大，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两部分，A中盛有一定质量的理想气体，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)，这个过程称为气体的自由膨胀，下列说法正确的是(C)A．自由膨胀过程中，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，能全部自动回到A部分解析：理想气体在绝热的条件下，向真空做自由膨胀的过程是一个既与外界没有热交换，又没有对外做功的过程，根据热力学第一定律可以确定气体的内能不变，而理想气体的分子势能为零，即分子动能不变，温度不变．6．在光滑水平面上停放一木块，一子弹水平射穿木块．对此过程，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．在一定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解析：绝对零度0 K只能无限接近，不可能达到，A错误；根据热力学第二定律，物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功，但要引起其他变化，B正确；由热力学第一定律：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)根据热力学第一定律，下列说法正确的是(AB)A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C．科技的进步可以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：电冰箱的工作过程表明，压缩机工作，热量可以从低温物体向高温物体传递，选项A正确．空调机在制冷过程中，压缩机工作，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，选项B正确．根据热力学第一定律，科技的进步不可以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．根据热力学定律，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：根据热力学定律，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)图为某同学设计的喷水装置，内部装有2 L水，上部密封1 atm的空气0.5 L保持阀门关闭，再充入1 atm的空气0.1 L．设在所有过程中空气可看作理想气体，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，不再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0.1 L＋0.5 L＝0.6 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3章第1节内能功热量学案粤教版选修3_3

第三章热力学基础第一节内能功热量1．明白热传递的实质．2．明白做功和热传递是改变内能的两种方式，明确两种方式的区别．3．明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系．1．从宏观上看，物体的内能与物体的温度和体积都有关系．从微观上看，温度升高，分子平均动能增加，因此物体的内能增加，体积转变时，分子势能转变，因此物体的内能发生转变．2．做功能够改变物体的内能，若物体与外界无热量互换，外界对物体做功，物体内能增加，物体对外界做功，物体内能减少，且做功的多少等于物体内能的转变．3．热传递也能够改变物体的内能．高温物体老是自发地把它的内能传递给低温物体，若热传递进程中没有做功进程，低温物体吸收的热量等于它内能的增加，高温物体放出的热量等于它内能的减少．4．做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但它们的实质不同，做功对应的是其他形式的能与内能的彼此转化，热传递是物体间内能的转移．5．焦耳通过实验测定了机械功与所产生的热量之间的关系，称为热功当量，它等于J·cal－1.1．如图所示，把浸有乙醚的一小团棉花放在厚玻璃筒的底部，当专门快地向下压活塞时，由于被紧缩的气体骤然变热，温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验目的是要说明(C)A．做功能够增加物体的热量B．做功必然升高物体的温度C．做功能够改变物体的内能D．做功必然能够增加物体的内能解析：迅速向下压活塞，实际上是在对玻璃气筒内的气体做功，由于是迅速向下压筒内的气体，做功时刻极短，因此实验进程能够为是绝热进程(即Q＝0)．乙醚达到燃点而燃烧表明气体温度升高，内能增大，这说明做功能够改变物体的内能．2．用下列方式改变物体的内能，不属于做功的方式是(D)A．搓搓手会感得手暖和些B．汽油机汽缸内被紧缩的气体C．车刀切下的灼热铁屑D．物体在阳光下被晒热解析：搓手时克服摩擦力做功，机械能转化为内能；汽缸紧缩气体，对气体做功；车刀切削钢件，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使切下的铁屑温度升高，都是通过做功使内能发生改变；物体在阳光下被晒热，不属于做功的方式．3．关于热传递，下列说法中正确的是(B)A．热传递的实质是温度的传递B．物体间存在着温度差，才能发生热传递C．热传递能够在任何情形下进行D．物体内能发生改变，必然是吸收或放出了热量解析：热传递的实质是物体间内能的转移，故A错．热传递的条件是物体间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便再也不发生热传递，即达到了热平衡，故B对、C错．物体吸收或放出热量，内能会发生转变，但内能转变不必然是热传递引发的，还能够通过做功的方式实现，故D错．4．(多选)在外界不做功的情形下，物体的内能增加了50 J，下列说法中正确的是(BD) A．必然是物体放出了50 J的热量B．必然是物体吸收了50 J的热量C．必然是物体分子动能增加了50 JD．物体的分子平均动能可能不变解析：在外界不做功的情形下，系统内能的改变等于传递的热量，内能增加，必然是吸收了相等能量的热量，故A错、B对．物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能一路决定，所之内能增加了50 J并非必然是分子动能增加了50 J．物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50 J热量全数用来增加分子势能．5．关于内能、温度和热量，下列说法中正确的是(C)A．物体的温度升高时，必然吸收热量B．物体沿滑腻斜面下滑时，内能将增大C．物体沿斜面匀速下滑时，内能可能增大D．内能老是从高温物体传递给低温物体，当内能相等时热传递停止解析：改变物体内能的两种方式：做功和热传递．温度升高，内能增加，但不必然是吸收热量，A错误；物体克服摩擦力做功，摩擦生热，内能可能增大，B错误、C正确；热传递的条件是存在温度差，热量从温度高的物体传递给温度低的物体，温度相同后热传递停止，D错误．6．(多选)如图所示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，引发水温升高，关于那个实验，下列说法正确的是(AC)A．那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，而热量只是热传递进程中内能改变的量度，所以功与热量是不同的．故选A、C.7．在给自行车轮胎打气时，会发觉胎内空气温度升高，这是因为(D)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D．打气时，外界不断地对胎内气体做功解析：给自行车轮胎打气，人对胎内气体做功，气体内能增加，所以温度升高．8．(多选)在一个绝热气缸里，若因气体膨胀，向上推动活塞，则在那个进程中，气缸里的气体(BD)A．温度升高 B．温度降低C．内能增大 D．内能减小解析：因绝热气缸里的气体与外界无热互换，气体向上推动活塞进程中，对外做功，内能减小，温度降低，B、D正确．9．必然质量的气体封锁在绝热的汽缸内，当用活塞紧缩气体时，必然减小的物理量有(不计气体分子势能)(A)A．气体体积B．气体分子密度C．气体内能D．气体分子的平均动能解析：绝热进程外力对系统做功，内能增加，温度升高，分子平均动能增加．10．给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水进程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体(A)A．从外界吸热B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加解析：胎内气体经历了一个温度不变、压强减小、体积增大的进程．温度不变，分子平均动能和内能不变．体积增大，气体对外界做正功，从而要从外界吸热，A正确，B、C、D 错误．。

物理粤教选修3-33.第3章热力学基础本章整合(课件)

答案:B
规律与技巧:热力学第一定律与热力学第二定律分别从不同角度描述了内能的转化规律及转化方向,并不矛盾.
例6:下列说法正确的是( ) A.第一类永动机不可制成,因为它违反了能量守恒定律 B.第二类永动机不可制成,因为它违反了能量守恒定律 C.热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的 D.热力学第二定律的两种表述是等效的
温度一定升高,由此可知,A错,B､C都对;又右边气体吸收电
热对丝放内出的做热量功后,,由没于对有外热做了交功,故换气体,故内能内的增能加量一小
于电热丝放出的热量,故D错.
答案:BC 定增加,温度升高,
命题意图:本题考查热力学第一定律和气体的压强､温度和体积的关系,意在考查考生综合运用热学知识解决实际问题的能力.
答案:B
命题意图:本题考查热力学温标､热力学第一定律､热力学第二定律,意在考查考生对热学基础知识的理解.
例3:(2009·全国理综Ⅱ)如图,水平放置的密封气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( )
与守恒来进行.
例1:如图所示,p-V图中一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ 变至状态B时,从外界吸收热量420 J,同时膨胀对外做功300 J. 当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时外界压缩气体做功 200 J,求此过程气体吸收或放出的热量是多少J?
解析:一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时,从外界吸收热量Q1,大于气体膨胀对外做的功W1,气体内能增加,由热力学第一定律,气体内能增加量为
三､热力学第一定律和热力学第二定律的区别

高中物理第三章热力学基础章末总结教学案粤教版选修3.doc

第三章热力学基础章末总结一、热力学第一定律及其应用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 )以及物体从外界吸收热量(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关键．(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 >0；物体放出热量，Q <0；(3)ΔU >0，物体的内能增加；ΔU <0，物体的内能减少．分析题干，确定内能改变的方式(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 |.例1 如图1所示，p －V 图中，一定质量的理想气体由状态A 经过程Ⅰ变至状态B 时，从外界吸收热量420 J，同时膨胀对外做功300 J．当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时，外界压缩气体做功200 J，判断此过程中气体是吸热还是放热，并求出热量变化的多少．图1答案放热320 J解析一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收的热量Q1大于气体膨胀对外做的功W1，气体内能增加，由热力学第一定律可知，气体内能的增加量为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，而此过程中外界又压缩气体做了W2＝200 J的功，因而气体必向外界放热，放出的热量为Q2＝ΔU′－W2＝(－120) J－200 J＝－320 J即此过程中气体放出的热量是320 J.二、热力学第二定律及其应用1．热力学第二定律的两种表述(1)按照热传递的方向性表述为：热量不能自动地从低温物体传递到高温物体，这是热力学第二定律的克劳修斯表述．(2)按照机械能和内能转化过程的方向性表述为：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．这是热力学第二定律的开尔文表述．2．热力学第二定律的微观实质(1)一切与热现象有关的自发的宏观过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．(2)用熵来表示热力学第二定律：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．3．分析此类问题的方法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性的说明．凡是对这种宏观自然过程进行方向性的说明，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，这些不同形式的表述都是等价的．例2下列有关热力学第二定律的说法正确的是( )A．气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行，是可逆过程B．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的C．空调既能制冷又能制热，说明热传递不具有方向性D．一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，气体对外做功答案 B解析与温度有关的一切热现象的宏观过程都是不可逆的，A项错误；热量不能自发地由低温物体传到高温物体，空调机里的压缩机工作，消耗了电能，产生了其他影响，C项错误；一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，气体没有做功，D项错误．只有B项正确．针对训练热力学第二定律指出：内能与机械能的转化具有方向性．请结合熵的变化加以解释．答案见解析解析机械运动是宏观情况下物体在空间位置上的变化，物体运动状态的变化完全遵循牛顿运动定律．这是一种有序的运动．热运动是大量分子的无序运动．机械运动向热运动的转化，属于从有序向无序的转化，熵增加，符合热力学规律，因此机械能可以全部转化为内能．反过程是熵值减小，不符合熵增加原理，因此内能不能全部转化为机械能，而不引起其他变化.1．(热力学第一定律)如图2所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度内，A、B两球用同一种材料制成，当温度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高同一值，两球膨胀后，体积相等，则( )图2A．A球吸收的热量较多B．B球吸收的热量较多C．两球吸收的热量一样多D．无法确定答案 B解析两球初、末态温度分别相同，初、末态体积也相同，所以内能增量相同，但水银中的B球膨胀时对外做功多，所以吸热较多，故选B.2．(热力学第一定律的综合应用)(多选)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p－T图象如图3所示，下列判断正确的是 ( )图3A．过程ab中气体一定吸热B．过程bc中气体既不吸热也不放热C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同答案BC解析由p－T图像可知过程ab是等容变化，温度升高，内能增加，体积不变，由热力学第一定律可知过程ab一定吸热，选项A正确；过程bc温度不变，即内能不变，由于过程bc 体积增大，所以气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项B错误；过程ca压强不变，温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项C错误；温度是分子平均动能的标志，由p－T图像可知，a状态气体温度最低，则平均动能最小，选项D正确；b、c两状态温度相等，分子平均动能相等，由于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，选项E正确．3．(热力学第二定律)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热量并把它全部用来做功C．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行D．在任何的自然过程中，一个孤立系统的总熵一定增加答案 C解析如果有外界的帮助，可以使热量从低温物体传递到高温物体，也可以把热量全部用来做功，A、B错误；任何自然的过程都沿无序性增大的方向进行，C正确；在任何自然过程中一个孤立系统的总熵不会减小，总熵不会减小即总熵不变或增加，D错误．4．(热力学定律的应用)(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是( )A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必定会使物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D．不可能使热量从低温物体传向高温物体答案AC解析做功和热传递都可以改变物体的内能，A正确；由热力学第一定律可知对某物体做功，物体的内能可能增加、不变或减小，故B错误；由热力学第二定律可知，通过外界作用可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，也可以使热量从低温物体传向高温物体，D错误．。

高中物理第三章热力学基础第四节热力学第二定律教学案粤教版选修33

第四节热力学第二定律[目标定位] 1.通过自然界中传热的方向性等实例，初步了解热力学第二定律，并能用热力学第二定律解释第二类永动机不能制成的原因.2.能运用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移以及宏观自然过程的方向性问题.3.了解熵的概念及熵增加原理，并能解释生活中的有关现象．一、热力学第二定律[导学探究] 两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从低温物体传给高温物体，结果使高温物体的温度升高，低温物体的温度降低吗？答案不会．热传导具有方向性．[知识梳理]1．两种常见表述(1)克劳修斯表述：热量不能自动地从低温物体传递到高温物体．(阐述的是热传导的方向性)(2)开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，并把它全部用来做功，而不引起其他变化．(阐述的是机械能与内能转化的方向性)2．热力学第二定律的理解(1)克劳修斯表述指明热传导等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助，其物理本质是揭示了热传导过程是不可逆(填“可逆”或“不可逆”)的．(2)开尔文表述中的“单一热源”指温度恒定且均匀的热库．“不引起其他变化”是指惟一效果是热量全部转变为功而外界及系统都不发生任何变化．其物理实质揭示了机械能转化为内能的过程是不可逆的．(3)热力学第二定律的每一种表述都揭示了大量分子参与的过程的方向性．进而使人们认识到自然界中一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，都是不可逆的．二、两个热力学定律的比较与应用[导学探究] 地球上有大量的海水，它的总质量约为1.4×1018t，如果这些海水的温度降低0.1 ℃，将要放出5.8×1023 J的热量，这相当于1 800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量，这么巨大的能量，人们为什么不去开发研究呢？答案这种利用海水的内能发电的过程，违背了热力学第二定律，所以不会研究成功．[知识梳理]1．两个定律比较：热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的具体表现形式，在转化的过程中，总的能量保持不变．热力学第二定律是指在有限的时间和空间内，一切和热现象有关的物理过程、化学过程具有不可逆性(填“可逆性”或“不可逆性”)．2．两类永动机的比较：第一类永动机：不消耗任何能量，可以不断做功(或只给予很小的能量启动后，可以永远运动下去)．第二类永动机：将内能全部转化为机械能，而不引起其他变化(或只有一个热源，实现内能全部转化为机械能)．3．第一类永动机和第二类永动机都不可能制成第一类永动机的设想违反了能量守恒定律；第二类永动机的设想不违反能量守恒定律，但违背了热力学第二定律．三、热力学第二定律的微观实质1．对机械能和内能的转化过程的微观解释在通过做功使系统内能增加的过程中，自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程，但其逆过程却不能自发地进行，即不可能由大量分子无序运动自发地转变为有序的运动．2．对热传导过程的微观解释从微观上看，热传导的过程是使物体内部分子的热运动由比较有序的状态向无序的状态转化的过程，其逆过程不能自发地进行．3．热力学第二定律的微观实质与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行的．四、熵增加原理1．熵：描述物体无序程度的物理量．2．熵增加原理：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少(填“增加”或“减少”)．这就是熵增加原理，也是热力学第二定律的另一种表述.一、热力学第二定律的基本考查例1(多选)根据热力学第二定律可知，下列说法中正确的是( )A．不可能从单一热源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，只有单一的热源，能将从单一热源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，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，而不引起其他变化答案AD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，而内能要转化为机械能必须借助外部的帮助，即会引起其他变化，A选项正确，B选项错误；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选项错误，D选项正确．二、两个热力学定律的比较、应用例2关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是( )A．热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的B．内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾C．两条定律都是有关能量转化的规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别D．其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律答案 B解析热力学第一定律是能量守恒在热现象中的体现，而热力学第二定律则指出内能和其他形式能发生转化的方向性，两者并不矛盾，选项A、C、D错误，B正确．例3(多选)第二类永动机不可能制成是因为( )A．违背了能量守恒定律B．违背了热力学第二定律C．机械能不能全部转变为内能D．内能不可能全部转化为机械能，而不产生其他影响答案BD三、热力学第二定律的微观意义和熵增加原理例4下列关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是( )A．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律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会减小答案 A解析热力学第二定律是一个统计规律，A对；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，B、C错；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，故D错．所以选A.1．(热力学第二定律)(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．一切不违反能量守恒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答案AC解析热力学第二定律指出了热现象的方向性，而同时也指出了发生这些单一方向的过程的条件——自发．2．(热力学定律的应用)下列说法中错误．．的是( )A．第一类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律B．第二类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律C．热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的D．热力学第二定律的两种表述是等效的答案 B解析第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，故选项A 正确，选项B错误；热力学第一定律与热力学第二定律相辅相成，互相独立，选项C正确；热力学第二定律的两种表述是等效的，选项D正确．故选B项．3．(热力学第二定律的微观意义)(多选)关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是( )A．大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动B．热传递的自然过程是大量分子从无序运动状态向有序运动状态转化的过程C．热传递的自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程D．一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行答案CD解析分子热运动是大量分子的无规则运动，系统的一个宏观状态包含着大量的微观状态，这是一个无序的运动，根据熵增加原理，热运动的结果只能使分子热运动更加无序，而不是变得有序．热传递的自然过程从微观上讲就是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程．4．(熵)下列关于熵的说法中错误的是( )A．熵是系统内分子运动无序性的量度B．在自然过程中一个孤立系统的熵总是增加或不变的C．热力学第二定律也叫做熵减小原理D．熵值越大代表着越无序答案 C解析一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，这就是热力学第二定律的微观意义．系统的热力学过程就是大量分子向无序程度大的状态变化的过程．自然过程的方向性可以表述为：在任何自然过程中，一个孤立系统的熵值不会减小，因此热力学第二定律又称为熵增加原理．因此A、B、D说法正确，C说法错误．题组一热力学第二定律的基本考查1．(多选)下列哪个过程具有方向性( )A．热传导过程B．机械能向内能的转化过程C．气体的扩散过程D．气体向真空中的膨胀答案ABCD解析这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，根据热力学第二定律可知，它们都是不可逆的，具有方向性．2．(多选)关于热机的效率，下列说法正确的是( )A．有可能达到80% B．有可能达到100%C．有可能超过80% D．有可能超过100%答案 AC解析由热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸热并把它全部用来做功，而不产生其他影响，所以热机的效率永远也达不到100%.3．下列过程中可能发生的是( )A ．某种物质从高温热源吸收20 kJ 的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响B ．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发跑进去，恢复原状C ．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高D ．将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开答案 C解析根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体，而不引起其他的影响，但通过一些物理手段是可以实现的，故C 项正确；要使内能全部转化为机械能必定要引起其他变化，故A 项错；气体膨胀具有方向性，故B 项错；扩散现象也有方向性，故D 项错．4．下列说法中正确的是( )A ．功可以完全转化为热量，而热量不可以完全转化为功B ．热机必须具有两个热库，才能实现热功转化C ．热机的效率不可能大于1，但可能等于1D ．热机的效率必定小于1答案 D解析本题要求全面领会开尔文表述的含义，同时注意语言逻辑性．开尔文表述没有排除热量可以完全转化为功，但必然要产生其他影响，比如气体等温膨胀过程，气体内能完全转化为功，但气体体积增大了，A 错误；开尔文表述指出，热机不可能只有单一热源，但未必就是两个热库，可以具有两个以上热库，B 错误；由η＝Q 1－Q 2Q 1可知，热机效率必定小于1，故C 错误，D 正确．5．(多选)用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图1所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象．关于这一现象，正确的说法是( )图1A ．这一实验过程不违反热力学第二定律B．在实验过程中，热水一定降温、冷水一定升温C．在实验过程中，热水内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能D．在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全部转化成冷水的内能答案AB解析温差发电现象中产生了电能是因为热水中的内能减少，一部分转化为电能，一部分传递给冷水，转化效率低于100%，不违反热力学第二定律，热水温度降低，冷水温度升高，故选项A、B正确，C、D错误．题组二两个热力学定律的比较、应用6．(多选)根据热力学定律，下列说法中正确的是 ( )A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机D．压缩气体总能使气体的温度升高答案AB解析热力学第二定律的表述之一是热量不能自发地从低温物体传到高温物体，即自发热传递具有方向性，选项A中热量并非自发地从低温物体传到高温物体，选项A正确；空调机制冷过程中一方面从室内吸收热量，另一方面所消耗电能中的一部分又变为热量散失在室外，使排放到室外的热量多于从室内吸收的热量，选项B正确；由热力学第二定律的表述“不可能从单一热源吸收热量，并把它全部用来做功，而不引起其它变化”可知选项C错误；内能的变化决定于做功和热传递两个方面，压缩气体的同时向外界放热，气体的温度可能不变，也可能降低，选项D错误．7．下列有关能量转化的说法中正确的是( )A．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B．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能C．满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行D．外界对物体做功，物体的内能必然增加答案 A解析由热力学第二定律的开尔文表述可知A对；热机效率总低于100%，B错；满足能量守恒定律的过程未必能自发进行，任何过程一定遵循热力学第二定律，C错；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，W>0，ΔU不一定大于0，即内能不一定增加，D错．8．下列说法正确的是( )图2A．对物体做功不可能使物体的温度升高B．一个由不导热的材料做成的容器，被不导热的隔板分成甲、乙两室．甲室中装有一定质量的温度为T的气体，乙室为真空，如图2所示．提起隔板，让甲室中的气体进入乙室．若甲室中气体的内能只与温度有关，则提起隔板后当气体重新达到平衡时，其温度仍为TC．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的D．从单一热源吸收热量使之全部变成有用的机械能是不可能的答案 B解析对物体做功可使物体的内能增加，温度升高，如用打气筒打气时筒壁变热，A错误；提起隔板后，气体向真空自由膨胀，不对外做功，W＝0，且Q＝0，则内能不变，温度不变，仍为T，B正确；在一定条件下，热量可以由低温物体传到高温物体，但引起了其他变化，所以制冷机的工作遵守热力学第二定律，C错；从单一热源吸热，并使之全部变成有用功是可能的，只是会引起其他变化，D错误．9．(多选)图3为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化，吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．下列说法正确的是( )图3A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C．电冰箱的工作原理不违背热力学第一定律D．电冰箱的工作原理违背热力学第一定律答案BC解析热力学第一定律适用于所有的热学过程，选项C正确，选项D错误；热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，要想使热量从低温物体传递到高温物体必须借助于其他系统做功，选项A错误，选项B正确．题组三热力学第二定律的微观实质和熵增加原理10．(多选)关于熵，下列说法中正确的是( )A．熵值越大，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高B．熵值越小，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高C．熵值越大，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序D．熵值越小，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序答案AD11．(多选)对于孤立体系中发生的实际过程，下列说法中正确的是( )A．系统的总熵只能增大，不可能减小B．系统的总熵可能增大，可能不变，还可能减小C．系统逐渐从比较有序的状态向更无序的状态发展D．系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展答案AC解析在孤立体系中发生的实际过程，其系统的总熵是增加的，它不可能减小，故选项A正确，B错误．根据熵增加原理，该系统只能是从比较有序的状态向更无序的状态发展，故选项C正确，D错误．12．下列关于熵的观点中错误．．的是( )A．熵越大，系统的无序度越大B．对于一个不可逆的绝热过程，其熵增大C．气体向真空扩散时，熵值减小D．自然过程中熵总是增加的答案 C解析熵是系统内分子热运动无序性的量度，熵越大，其无序度越大，A正确．不可逆的绝热过程，其宏观态对应的微观态数目增大，其熵会增加，不会减小，B正确．气体向真空中扩散时，无序度增大，熵值增大，C错误．。

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

12/13/2021
第十三页，共十七页。
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
12/13/2021
第十四页，共十七页。
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．
12/13/2021
第七页，共十七页。
(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．
第九页，共十七页。
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．
12/13/2021
第十二页，共十七页。
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

2017年高中物理第三章热力学基础第一讲内能功热量教案粤教版选修3-3

第一讲内能功热量[目标定位] 1.知道热传递的实质.2.知道做功和热传递是改变内能的两种方式，明确两种方式的区别.3.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系 .一、内能1.定义：物体内部所有分子做热运动的动能和分子势能的总和.2.影响因素：物体的内能由物体的温度、体积、物质的量共同决定.二、改变物体内能的两种方式1.做功在绝热过程中内能的改变用功来量度.外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少.2.热传递(1)热传递：高温物体总是自发地把它的内能传递给低温物体，这种没有做功而使物体内能改变的现象称为热传递.(2)热量：热传递过程中物体内能变化的量度.(3)在系统与外界互不做功的条件下系统吸收了多少热量，系统的内能就增加多少；系统放出了多少热量，系统的内能就减少多少.解决学生疑难点_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ___一、功和内能关系的理解1.内能(1)微观：所有分子的动能和势能之和.(2)宏观：只依赖于热力学系统自身状态的物理量.(3)状态量.2.功和内能变化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，在绝热过程中：(1)外界对系统做功，系统内能增加，即ΔU＝U2－U1＝W；(2)系统对外界做功，系统内能减少，即ΔU＝W.3.内能与机械能的区别和联系(1)区别：内能与机械能是两个不同的概念.(2)联系：在一定条件下可以相互转化，且总量保持不变.例1如图1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( )图1A.E甲不变，E乙减小B.E甲不变，E乙增大C.E甲增大，E乙不变D.E甲增大，E乙减小答案 D解析本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决于做功的情况，对甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其内能应增大，对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能就减少，故D选项正确.借题发挥(1)压缩气体，外界对气体做功，内能增大，温度升高，柴油机就是利用这个原理点火的.(2)在绝热过程中，末态内能大于初态内能时，ΔU为正，W为正，外界对系统做功，末态内能小于初态内能时，ΔU为负，W为负，系统对外界做功.例2下列关于系统的内能的说法正确的是( )A.系统的内能是由系统的状态决定的B.分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能是一致的C.做功可以改变系统的内能，但单纯地对系统传热不能改变系统的内能D.气体在大气中绝热膨胀时对外做了功，但气体的内能不变答案AB解析系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A 对；正因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B对；做功和热传递都可以改变系统的内能，C错；气体绝热膨胀时对外界做了功，又因为与外界没有热交换，所以系统的内能要减小，故D错.二、热和内能1.传热和内能变化的关系系统在单纯传热过程中，内能的增量ΔU 等于外界向系统传递的热量Q ，即ΔU ＝Q .2.区分三组概念(1)内能与热量：内能是状态量，可以说系统具有多少内能而不能说传递多少内能；热量是过程量，不能说系统具有多少热量，只能说传递了多少热量.(2)热量与温度热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做无规则运动的激烈程度的标志.虽然热传递的前提是两个系统之间要有温度差，但是传递的是能量，不是温度.(3)热量与功热量和功，都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量与一定量的功相当，功是能量变化的量度，但它们之间有着本质的区别.例3 一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T 1，比铁块的温度T 2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则( )A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能减少量不等于铁块内能的增加量C.达到热平衡时，铜块的温度T ＝T 1＋T 22D.达到热平衡时，两者的温度相等答案 AD解析一个系统在热交换的过程中，如果不与外界发生热交换，温度高的物体放出的热量等于温度低的物体吸收的热量，直到温度相等，不再发生热交换为止，而热量是热传递过程中内能的变化量，所以选项A 和D 都正确，选项B 错误；根据热平衡方程c 铜m (T 1－T )＝c 铁m (T －T 2)，解得T ＝c 铜T 1＋c 铁T 2c 铜＋c 铁，由此可知选项C 是错误的. 例4 若对物体做1200J 的功，可使物体温度升高3℃，改用传热的方式，使物体温度同样升高3℃，那么物体应吸收________J 的热量，如果对该物体做3000J 的功，物体的温度升高5℃，表明该过程中，物体应________(填“吸收”或“放出”)热量________J. 答案 1200 放出 1000解析做功和传热在改变物体内能上是等效的，因此物体用做功方式使温度升高3℃，如用吸热方式，也使温度升高3℃应吸收1200J 的热量.如对物体做功3000J ，温度升高5℃，而物体温度升高5℃，需要的功或热量应为ΔE . 1200J ＝cm ×3℃，ΔE ＝cm ×5℃，所以ΔE ＝2000J.Q ＝ΔE －W ＝－1000J ，因此物体应放出1000J的热量.做功与内能的关系1.在下述各种现象中，不是由做功引起系统温度变化的是( )A.在阳光照射下，水的温度升高B.用铁锤不断锤打铅块，铅块温度会升高C.在炉火上烧水，水的温度升高D.电视机工作一段时间，其内部元件温度升高答案AC解析阳光照射下水温升高是热辐射使水的温度升高，在炉火上烧水是热传导和对流使水的温度升高，用铁锤锤打铅块的过程，是做功的过程，铅块温度升高，是由于外界做功引起的.电视机工作时，电流通过各元件，电流做功使其温度升高.可见A、C不是由做功引起温度变化的，故选A、C.2.一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程.设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中( )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答案 D解析绝热膨胀过程是指气体膨胀过程未发生热传递，膨胀过程气体体积增大，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.传热与内能的关系3.关于热传递，下列说法中正确的是( )A.热传递的实质是温度的传递B.物体间存在着温度差，才能发生热传递C.热传递可以在任何情况下进行D.物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量答案 B解析热传递的实质是物体间内能的转移，故A错；热传递的条件是物体间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便不再发生热传递，即达到了热平衡，故B对、C错；物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，还可以通过做功的方式实现，故D错.4.对于热量、功和内能，三者的说法正确的是( )A.热量、功、内能三者的物理意义等同B.热量、功都可以作为物体内能的量度C.热量、功、内能的单位不相同D.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的答案 D解析物体的内能是指物体内所有分子动能和分子势能的总和，而要改变物体的内能可以通过做功或热传递两种途径，这三者的物理意义不同，A错；热量是表示在热传递过程中物体内能变化多少的，而功也是量度用做功的方式来改变物体内能多少的，B错；三者单位都是焦耳，C错；热量和功是过程量，内能是状态量，D正确.(时间：60分钟)题组一做功与内能的变化1.用下述方法改变物体的内能，不属于做功的方式是( )A.用锤子打铁时，铁块发热B.用磨刀石磨刀时，刀发热C.双手互搓，手发热D.用天然气烧水答案 D解析A、B、C中的过程都是力对系统(铁块、刀、手)做功，内能增加和温度升高的过程.而D中的用天然气烧水则是通过热传导和热对流来实现水温升高的.2.在给自行车轮胎打气时，会发现胎内空气温度升高，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D.打气时，外界不断地对胎内气体做功答案 D解析给自行车轮胎打气，人对胎内气体做功，气体内能增加，所以温度升高.3.一定质量的气体封闭在绝热的气缸内，当用活塞压缩气体时，一定增大的物理量有(不计气体分子势能)( )A.气体体积B.气体分子数C.气体内能D.气体分子的平均动能答案CD解析绝热过程外力对系统做功，气体内能增加，温度升高，分子平均动能增加.4.如图1所示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( )图1A.外界对气体做功，气体内能增大B.外界对气体做功，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，气体内能减小答案 A解析因为M、N内被封气体体积减小，所以外界对气体做功，又因气体与外界没有热交换即绝热过程，所以ΔU＝W，且ΔU>0，气体内能增加，A正确.5.如图2所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞，用打气筒通过气针慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数.打开卡子，胶塞冲出容器口后( )图2A.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，内能增大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，内能增大答案 C解析打开卡子，胶塞冲出容器口后，密封气体体积增大，气体膨胀对外做功，气体内能减少，同时温度降低，温度计示数变小.题组二热传递与内能6.热传递的规律是( )A.热量从内能大的物体传给内能小的物体B.热量从内能较小的物体传给内能较大的物体C.热量从温度高的物体传给温度低的物体D.热量从高温内能大的物体传给低温内能小的物体答案 C解析自发的热传递的方向是从温度高的物体传给温度低的物体，与物体的内能大小无关.7.下列关于内能与热量的说法中，正确的是( )A.马铃薯所含热量高B.内能越大的物体热量也越多C.热量自发地从内能大的物体流向内能小的物体D.热量自发地从温度高的物体流向温度低的物体答案 D解析选项A是一种很常见的说法，在日常生活中似无须计较，但从物理学的角度来看，却有不妥，热量是过程量，不是状态量，不能像内能那样蕴含在物体中，选项A错；说法B 与说法A存在相同的错误，此外，物体的内能与热量之间，在数量上没有必然联系，选项B 错；两物体之间热量的流向只与它们的温度有关，与它们的内能无关，选项C错.8.在一个完全真空的绝热容器中放入两个物体，它们之间没有发生热传递，这是因为( )A.两物体没有接触B.两物体的温度相同C.真空容器不能发生热对流D.两物体具有相同的内能答案 B解析发生热传递的条件是有温度差，而与物体内能的多少、是否接触周围的环境(是否真空)无关，故选项B正确，A、C、D错误.题组三综合题组9.物体由大量分子组成，下列说法正确的是( )A.分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大B.分子间引力总是随着分子间距离的减小而减小C.物体的内能跟物体的温度和体积有关D.只有外界对物体做功才能增加物体的内能答案 C解析分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大，但不一定是每个分子的动能都大，故A 错；分子间的引力和斥力都是随着分子间距离的减小而增大，故B错；物体的内能由物质的量、物态、体积及温度决定，即所有分子动能和分子势能之和，故C正确；物体内能的变化由做功和热传递共同决定，故D错.10.如图3所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度处，A、B两球用同一种材料制成，当温度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高到同一值，两球膨胀后，体积相等，则( )图3A.A球吸收的热量较多B.B球吸收的热量较多C.两球吸收的热量一样多D.无法确定答案 B解析A、B两球升高同样的温度，体积变化又相同，则二者内能的变化相同，而B球是处在水银中的，B球膨胀时受到的压力大，对外做功多，因此B球吸收热量较多一些.11.在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50J，下列说法中正确的是( )A.一定是物体放出了50J的热量B.一定是物体吸收了50J的热量C.一定是物体分子动能增加了50JD.物体的分子平均动能可能不变答案BD解析在外界不做功的情况下，内能的改变量等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相等能量的热量，故A错、B对；物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50J并不一定是分子动能增加了50J.物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50J热量全部用来增加分子势能.12.如图4所示的容器中，A、B中各有一个可自由移动的活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定，A、B的底部由带阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热.打开阀门前，A中水面比B中水面高，打开阀门后，A中的水逐渐向B中流，最后达到同一高度，在这个过程中( )图4A.大气压力对水做功，水的内能增加B.水克服大气压力做功，水的内能减少C.大气压力对水不做功，水的内能不变D.大气压力对水不做功，水的内能增加答案 D解析打开阀门K稳定后，容器A、B中的水面相平，相当于图中画斜线部分的水从A移到B，这部分水的重力势能减少了，即重力对水做了功，同时大气压力对A容器中的水做正功为p0S A h A，对B容器中的水做负功为p0S B h B，因为两部分水的体积相等，所以大气压力对水做的总功为零.由于容器绝热，系统与外界之间没有热交换，而重力对系统做正功，故水的内能增加.13.(1)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，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图5所示.这是因为烧瓶里的气体吸收了水的____________，温度____________，体积____________.图5(2)若只对一定质量的理想气体做1500J的功，可使其温度升高5K.若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5K，那么气体吸收________J的热量.如果对该气体做了2000J的功，使其温度升高了5K，表明在该过程中，气体还________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.答案(1)热量升高增大(2)1500 放出500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)做功和热传递在改变物体内能上是等效的，因此对气体做功1500J使温度升高5K，如用吸热方式，也使温度升高5K应吸收1500J的热量.如果对气体做功2000J，温度升高5K，则气体内能增加ΔU＝1500J，由W＋Q＝ΔU，知Q＝ΔU－W＝－500J，因此，气体应放出热量500J.。

【配套K12】2017年高中物理第三章热力学基础第四讲热力学第二定律教案粤教版选修3_3

第四讲热力学第二定律[目标定位] 1.通过自然界中客观过程的方向性，了解热力学第二定律.2.了解热力学第二定律的两种不同表述，以及两种表述的物理实质.3.了解什么是第二类永动机，知道为什么它不能制成.4.了解热力学第二定律的微观实质.5.了解熵是反映系统无序程度的物理量.一、热传导的方向性1.两个温度不同的物体互相接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，但不会自发地从低温物体传给高温物体.这说明：热传导过程是有方向性的.2.热力学第二定律是一条反映自然界过程进行方向和条件的规律.二、机械能和内能转化过程的方向性1.机械能和内能转化过程具有方向性，即机械能全部转化为内能的过程是可以自发进行的，内能全部转化为机械能的过程，是不能自发进行的，要将内能全部转化为机械能，必然会引起其他影响.2.第二类永动机(1)定义从单一热源吸热全部用来做功，而不引起其他变化的热机.(2)第二类永动机不可能制成的原因是它违背了热力学第二定律.三、热力学第二定律的表述1.第一种表述(克劳修斯表述)：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体.(按照热传导的方向性来表述的).2.第二种表述(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功，而不引起其他变化.(按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的)热力学第二定律的这两种表述是等价的.热现象的宏观过程都具有方向性.3.自然界中一切与热现象有关的自然过程都具有方向性.想一想热传导的方向性能否简单理解为“热量不会从低温物体传给高温物体”？答案：不能.“自发地”是指没有第三者影响，例如空调、冰箱等制冷机就是把热量从低温物体传到了高温物体，但是也产生了其他影响，即外界做了功.四、热力学第二定律的微观实质1.做功是与分子群体的有序运动联系在一起的，内能是和分子的无序运动联系在一起的，机械能转化为内能的过程，从微观上来说，是大量分子的有序运动朝无序运动的方向转换的过程，其相反方向的过程是大量分子从无序运动朝有序运动方向转换的过程.2.热传导过程是使物体内部分子的热运动由比较有序的状态向无序的状态转化的过程.3.热力学第二定律的微观实质与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行的. 五、熵意义：描述物体的无序程度，物体内部分子热运动无序程度越高，物体的熵就越大.解决学生疑难点_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ __一、宏观过程的方向性1.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，结果使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高.2.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，决不会自发地分开，成为两种不同的气体.3.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，在地面上重新运动起来.4.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，容器变为真空.5.在整个自然界中，无论有生命的还是无生命的，所有的宏观自发过程都具有单向性，都有一定的方向性，都是一种不可逆过程.例1下列说法正确的是( )A.热量能自发地从高温物体传给低温物体B.热量不能从低温物体传到高温物体C.热传递是自发的双向的D.气体向真空中膨胀的过程是有方向性的答案AD解析如果是自发地进行，热量只能从高温物体传到低温物体，但这并不是说热量不能从低温物体传到高温物体，只是不能自发地进行，在外界条件的帮助下，热量也能从低温物体传到高温物体，A对，B、C错；气体向真空中膨胀的过程也是不可逆，具有方向性的，D对. 借题发挥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，使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高，这个过程是自发进行的，不需要任何外界的影响或者帮助，有时我们也能实现热量从低温物体传给高温物体，如电冰箱，但这不是自发地进行的，需要消耗电能，其实自然界中所有的热现象都是具有单向性的.二、热力学第二定律和熵1.克劳修斯表述是按热传导的方向性表述的.热量可以由低温物体传到高温物体但不能是自发的，如：冰箱、空调.2.开尔文表述是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的.不是不能从单一热库吸收热量而对外做功，而是这样做的结果，一定伴随着其他变化或影响.3.这两种表述看似毫无联系，其实是等价的，可以从一种表述导出另一种表述.4.热力学第二定律揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性.5.熵较大的宏观状态就是无序性较大的宏观状态，在自发过程中熵总是增加的，即向无序性增加的方向进行.6.从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律：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.例2根据热力学第二定律可知，下列说法中正确的是( )A.不可能从单一热源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，只有单一的热源，能将从单一热源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到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，而不引起其他变化答案AD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，而内能要转化为机械能必须借助外部的帮助，即会引起其他变化，A选项正确、B选项错误；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选项错误、D选项正确.借题发挥(1)一切物理过程均遵守能量转化与守恒定律，但遵守能量守恒的物理过程不一定均能实现.(2)热力学第二定律的关键在于“自发性”和“方向性”.例3下列关于熵的观点中正确的是( )A.熵越大，系统的无序度越大B.对于一个不可逆绝热过程，其熵总不会增加C.气体向真空扩散时，熵值减小D.自然过程中熵总是增加的，是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多解析熵是系统内分子运动无序性的量度，熵越大，其无序度越大，选项A正确；一个不可逆绝热过程，其宏观状态对应微观态数目增大，其熵会增加，不会减小，选项B错误；气体向真空中扩散，无序度增大，熵值增大，选项C错误；自然过程中，无序程度较大的宏观态出现的概率大，因而通向无序的渠道多，选项D正确.宏观过程的方向性1.下列哪个过程具有方向性( )①热传导过程②机械能向内能的转化过程③气体的扩散过程④气体向真空中的膨胀A.①②B.②③C.①②③D.①②③④答案 D解析这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，根据热力学第二定律可知，它们都是不可逆的，具有方向性.热力学第二定律2.根据热力学第二定律，下列判断正确的是( )A.电流的能不可能全部变为内能B.在火力发电机中，燃气的内能可能全部变为电能C.热机中，燃气内能不可能全部变为机械能D.在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体答案CD解析根据热力学第二定律可知，凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，电流的能可全部变为内能(由焦耳定律可知)，而内能不可能全部变成电流的能，而不产生其它影响.机械能可全部变为内能，而内能不可能全部变成机械能.在热传导中，热量只能自发地从高温物体传递给低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体.3.关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是( )A.随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并达到绝对零度，最终实现热机效率100%B.热量是不可能从低温物体传递给高温物体的C.第二类永动机遵从能量守恒故能做成D.用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功2.0×105J，同时空气向外界放出热量1.5×105J，则空气的内能增加了0.5×105J解析由热力学第二定律知，B、C错；绝对零度不可能达到，A错；由热力学第一定律知D 正确.(时间：60分钟)题组一宏观过程的方向性1.关于热传导的方向性，下列说法正确的是( )A.热量能自发地由高温物体传给低温物体B.热量能自发地由低温物体传给高温物体C.在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体D.热量不可能从低温物体传给高温物体答案AC解析在有外力做功的情况下，热量可以从低温物体传给高温物体，但热量只能自发地从高温物体传给低温物体.2.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.一切不违反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答案AC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.3.以下说法正确的是( )A.热量不仅可以从高温物体传到低温物体，也可自发地从低温物体传到高温物体B.空调等设备就是利用了热传导的方向性C.无论采用什么方法，都不可能把热量从低温物体传递给高温物体D.热量能自发地传递的条件是必须存在“温度差”答案 D解析热传导具有方向性，热量可以自发地由高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体，但不能自发地进行，故A错；空调等可以将热量由低温物体传到高温物体，但消耗了电能，故B、C错.题组二热力学第二定律的理解4.关于热力学定律和分子动理论，下列说法中正确的是( )A.我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化B.利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的C.在分子力作用范围内，分子力总是随分子间距离的增大而减小D.温度升高时，物体中每个分子的运动速率都将增大答案 B解析由热力学第二定律可知，A错误、B正确；由分子间作用力与分子间距的关系可知，C 项错误；温度升高时，物体中分子平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，即并不是每个分子的运动速率都增大，故D项错误.5.下列有关能量转化的说法中正确的是( )A.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他的变化B.只要对内燃机不断改进，就可以使内燃机的效率达到100%C.满足能量守恒定律的物理过程都能自发的进行D.外界对物体做功，物体的内能必然增加答案 A解析由热力学第二定律的开尔文表述可知，A对；热机效率总低于100%，B错；满足能量守恒的过程未必能自发进行，因为还要看是否满足热力学第二定律，C错；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，W>0，ΔU不一定大于0，即内能不一定增加，D错.6.用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图1所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象.关于这一现象的正确说法是( )图1A.这一实验不违背热力学第二定律B.在实验过程中，热水温度降低，冷水温度升高C.在实验过程中，热水的内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能D.在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全部转化成冷水的内能答案AB解析自然界中的任何自然现象或过程都不违反热力学定律，本实验现象也不违反热力学第二定律，A正确；整个过程中能量守恒且热传递有方向性，B正确；在实验过程中，热水中的内能除转化为电能外，还升高金属丝的温度，内能不能全部转化为电能；电能除转化为冷水的内能外，还升高金属丝的温度，电能不能全部转化为冷水的内能，C、D错误.注意与热现象有关的宏观现象的方向性，这是应用热力学第二定律的关键.7.图2为电冰箱的工作原理示意图.压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环.在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外.下列说法正确的是( )图2A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C.电冰箱的工作原理不违反热力学第二定律D.电冰箱的工作原理违反热力学第二定律答案BC解析热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能量守恒定律的具体表现，适用于所有的热现象，故C正确、D错误；根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于其他系统做功，A错误、B正确.故选B、C.8.下列关于气体在真空中的扩散规律的叙述中正确的是( )A.气体分子数越小，扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越小B.气体分子数越大，扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越大C.扩散到真空容器中的分子在整个容器中分布越均匀，其宏观态对应的微观态数目越大D.气体向真空中扩散时，总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行答案CD解析由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方向进行”和熵的概念可知，C、D正确.题组三综合应用9.下列说法中正确的是( )A.功可以完全转化为热量，而热量不可以完全转化为功B.热机必须是具有两个热库，才能实现热功转化C.热机的效率不可能大于1，但可能等于1D.热机的效率必定小于1答案 D解析开尔文表述没有排除热量可以完全转化为功，但必然要产生其他变化，比如气体等温膨胀，气体内能完全转化为功，但气体体积增大了，A 错误；开尔文表述指出，热机不可能只有单一热库，但未必就是两个热库，可以具有两个以上热库，B 错误；由η＝Q 1－Q 2Q 1可知，只要Q 2≠0，η≠1，如果Q 2＝0，则低温热库不存在，违背了开尔文表述，故C 错误、D 正确.10.用隔板将一绝热容器隔成A 和B 两部分，A 中盛有一定质量的理想气体，B 为真空(如图3甲所示)，现把隔板抽去，A 中的气体自动充满整个容器(如图乙所示)，这个过程称为气体的自由膨胀，下列说法正确的是( )图3A.自由膨胀过程中，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，能全部自动回到A 部分答案 C解析由分子动理论知，气体分子的热运动是永不停息地做无规则运动，故选项A 错误；由能量守恒定律知，气体膨胀前后内能不变，又因一定质量理想气体的内能只与温度有关，所以气体的温度不变，故选项C 正确；由pV T＝常量，所以气体压强变小，故选项B 错误；由热力学第二定律知，真空中气体膨胀具有方向性，在无外界影响的情况下，容器中的气体不能自发地全部回到容器的A 部分，故选项D 错误.11.关于热力学定律，下列说法正确的是( )A.为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B.对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C.不可能使热量从低温物体传向高温物体D.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程答案 AD解析由ΔU ＝W ＋Q 可知做功和热传递是改变内能的两种途径.它们具有等效性，故A 正确.热量只是不能自发的从低温物体传向高温物体，则C 项错；一切与热现象有关的宏观过程不可逆，则D 正确.12.热力学第二定律常见的表述有两种.第一种表述：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；第二种表述：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.图4甲是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图：外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体.请你根据第二种表述完成示意图乙.根据你的理解，热力学第二定律的实质是________.图4答案见解析解析示意图如下图所示.一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性.。

配套K122017年高中物理第三章热力学基础第二讲热力学第一定律第三讲能量守恒定律教案粤教版选修3_

第二讲热力学第一定律第三讲能量守恒定律[目标定位] 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.一、热力学第一定律1.定律内容：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.数学表达式：ΔU＝Q＋W.二、能量守恒定律1.大量事实表明，各种形式的能量可以相互转化，并且在转化过程中总量保持不变.2.能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化成另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化和转移的过程中其总量保持不变.3.能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的规律之一.三、永动机不可能制成1.第一类永动机：人们把设想的不需要任何动力或燃料却能不断对外做功的机器称为第一类永动机.2.第一类永动机由于违背了能量守恒定律，所以不可能制成.一、热力学第一定律1.对热力学第一定律的理解(1)对ΔU＝W＋Q的理解：做功和热传递都可以改变内能，如果系统跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么外界对系统所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于系统内能的增加ΔU，即ΔU＝Q＋W.(2)对ΔU、Q、W符号的规定①功W：外界对系统做功，W>0，即W为正值；系统对外界做功，W<0，即W为负值.②热量Q：系统吸热为正：Q>0；系统放热为负：Q<0.③内能变化：系统内能增加，ΔU>0，即ΔU为正值；系统内能减少，ΔU<0，即ΔU为负值.2.判断是否做功的方法一般情况下外界对系统做功与否，需看系统的体积是否变化.(1)若系统体积增大，表明系统对外界做功，W<0；(2)若系统体积变小，表明外界对系统做功，W>0.例1空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2×105J的功，同时空气的内能增加了1.5×105J，这一过程中空气向外界传递的热量是多少？答案5×104J解析选择被压缩的空气为研究对象，根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q.由题意可知W＝2×105J，ΔU＝1.5×105J，代入上式得Q＝ΔU－W＝1.5×105J－2×105J＝－5×104J.负号表示空气向外释放热量，即空气向外界传递的热量为5×104J.借题发挥应用热力学第一定律解题的一般步骤(1)明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统.(2)分别列出物体(或系统)吸收或放出的热量；外界对物体(或系统)所做的功或物体(或系统)对外所做的功.(3)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W列出方程进行求解.(4)特别应注意的就是物理量的正负号及其物理意义.针对训练一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是( )A.W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104JB.W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC.W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD.W＝－8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－4×104J答案 B解析因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104J；内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105J；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105J－8×104J＝－2×105J，B选项正确.二、能量守恒定律1.不同形式的能量之间可以相互转化(1)各种运动形式都有对应的能，如机械运动对应机械能，分子热运动对应内能等.(2)不同形式的能量之间可以相互转化，如“摩擦生热”机械能转化为内能，“电炉取热”电能转化为内能等.2.能量守恒定律及意义各种不同形式的能之间相互转化时保持总量不变.意义：一切物理过程都适用，比机械能守恒定律更普遍，是19世纪自然科学的三大发现之一.3.第一类永动机是不可能制成的(1)不消耗能量能源源不断地对外做功的机器，叫第一类永动机，其前景是诱人的.但因为第一类永动机违背了能量守恒定律，所以无一例外地归于失败.(2)永动机给我们的启示人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律.例2如图1所示，直立容器内部被隔板隔开的A、B两部分气体，A的密度小，B的密度大，加热气体，并使两部分气体混合均匀，设此过程中气体吸热为Q，气体内能的增量为ΔU，则( )图1A.ΔU＝QB.ΔU<QC.ΔU>QD.无法比较答案 B解析因A部分气体密度小，B部分气体密度大，以整体气体为研究对象，开始时，气体的重心在中线以下，混合均匀后，气体的重心应在中线上，所以有重力做负功，使气体的重力势能增大，由能量守恒定律可知，吸收的热量Q有一部分增加气体的重力势能，另一部分增加内能.故正确答案为B.例3第一类永动机是不可能制成的，这是因为第一类永动机( )A.不符合机械能守恒定律B.违背了能量守恒定律C.没有合理的设计方案D.找不到合适的材料答案 B三、气体实验定律和热力学第一定律的综合应用气体实验定律和热力学第一定律的结合点是温度和体积.注意三种特殊过程的特点：1.等温过程：内能不变，ΔU＝02.等容过程：体积不变，W＝03.绝热过程：Q ＝0例4 如图2所示，倒悬的导热气缸中封闭着一定质量的理想气体，轻质活塞可无摩擦地上下移动，活塞的横截面积为S ，活塞的下面吊着一个重为G 的物体，大气压强恒为p 0，起初环境的热力学温度为T 0时，活塞到气缸底面的距离为L .当环境温度逐渐升高，导致活塞缓慢下降，该过程中活塞下降了0.1L ，气缸中的气体吸收的热量为Q .求：图2(1)气缸内部气体内能的增量ΔU ； (2)最终的环境温度T .答案 (1)Q －0.1p 0SL ＋0.1LG (2)1.1T 0 解析 (1)密封气体的压强p ＝p 0－G S密封气体对外做功W ＝pS ×0.1L 由热力学第一定律ΔU ＝Q －W 得ΔU ＝Q －0.1p 0SL ＋0.1LG (2)该过程是等压变化，由盖·吕萨克定律有LS T 0＝L ＋0.1L ST解得T ＝1.1T 0热力学第一定律的理解和应用1.用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图3所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体( )图3A.体积减小，内能增大B.体积减小，压强减小C.对外界做负功，内能增大D.对外界做正功，压强减小答案AC解析充气袋被挤压时，体积减小，压强增大，同时外界对气体做功，又因为袋内气体与外界无热交换，故其内能增大，A、C选项正确.2.关于内能的变化，以下说法正确的是( )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D.物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变答案 C解析根据热力学第一定律，ΔU＝W＋Q，物体内能的变化与做功及热传递两个因素均有关，物体吸收热量，内能也不一定增大，因为物体可能同时对外做功，故内能有可能不变或减少，A错；物体对外做功，还有可能吸收热量、内能可能不变或增大，B错、C正确；放出热量，同时对外做功，内能一定减少，D错误.能量守恒定律的理解和应用3.自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是( )A.机械能守恒B.能量正在消失C.只有动能和重力势能的相互转化D.减少的机械能转化为内能，但总能量守恒答案 D解析自由摆动的秋千摆动幅度减小，说明机械能在减少，减少的机械能等于克服阻力、摩擦力做的功，增加了内能.气体实验定律和热力学第一定律的结合4.如图4所示，两个截面积都为S的圆柱形容器，右边容器高为H，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞.两容器由装有阀门的极细管道相连，容器、活塞和细管都是绝热的.开始时阀门关闭，左边容器中装有理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为H，右边容器内为真空.现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到新的平衡，此时理想气体的温度增加为原来的1.4倍，已知外界大气压强为p0，求此过程中气体内能的增加量.图4答案 35(Mg ＋p 0S )H解析理想气体发生等压变化.设封闭气体压强为p ，分析活塞受力有pS ＝Mg ＋p 0S 设气体初态温度为T ，活塞下降的高度为x ，系统达到新平衡，由盖·吕萨克定律HS T ＝H －x ＋H S1.4T解得x ＝35H ，又因系统绝热，即Q ＝0外界对气体做功为W ＝p 0Sx 根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 所以ΔU ＝35(Mg ＋p 0S )H(时间：60分钟)题组一热力学第一定律的应用1.关于物体内能的变化情况，下列说法中正确的是( ) A.吸热的物体，其内能一定增加 B.体积膨胀的物体，其内能一定减少 C.放热的物体，其内能也可能增加 D.绝热压缩的物体，其内能一定增加答案 CD解析做功和传热都可以改变物体的内能，不能依据一种方式的变化就判断内能的变化. 2.下列过程可能发生的是( )A.物体吸收热量，对外做功，同时内能增加B.物体吸收热量，对外做功，同时内能减少C.外界对物体做功，同时物体吸热，内能减少D.物体对外做功，同时物体放热，内能增加答案 AB解析当物体吸收的热量多于对外做的功时，物体的内能就增加，A 正确；当物体吸收的热量少于对外做的功时，物体的内能就减少，B 正确；外界对物体做功，同时物体吸热，则物体的内能必增加，C 错误；物体对外做功，同时物体放热，则物体的内能必减少，D 错误. 3.如图1所示是密闭的气缸，外力推动活塞P 压缩气体，对缸内气体做功800J ，同时气体向外界放热200J ，缸内气体的( )图1A.温度升高，内能增加600JB.温度升高，内能减少200JC.温度降低，内能增加600JD.温度降低，内能减少200J答案 A解析对一定质量的气体，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝800J＋(－200J)＝600J，ΔU为正表示内能增加了600J，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A正确. 4.小明同学将喝空的饮料瓶遗留在车内，当夜晚来临，车内温度降低时，密闭在瓶内的气体(可视为理想气体)将( )A.内能增大，放出热量B.内能增大，吸收热量C.内能减小，放出热量D.内能减小，吸收热量答案 C解析一定质量的理想气体的内能由温度决定，当温度降低时，内能减少，ΔU＜0，由于体积不变，W＝0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可得Q＜0，故气体放热，正确答案为C项.5.给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( )A.从外界吸热B.对外界做负功C.分子平均动能减小D.内能增加答案 A解析胎内气体经历了一个温度不变、压强减小、体积增大的过程.温度不变，分子平均动能和内能不变.体积增大气体对外界做正功.根据热力学第一定律气体一定从外界吸热. 6.夏季烈日下的高速路面温度很高，汽车行驶过程中轮胎与路面摩擦也产生大量的热.因此高速行驶的汽车容易爆胎而出现事故，酿成悲剧.对车胎爆裂这一现象下列说法正确的是(假设升温过程轮胎容积不变)( )A.车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果B.在爆裂前的过程中，气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大C.在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能增加D.在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能减少答案BD题组二能量转化与守恒定律7.一物体获得一定初速度后，沿着一粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统( )A.机械能守恒B.总能量守恒C.机械能和内能增加D.机械能减少，内能增加答案BD解析物体沿斜面上滑的过程中，有摩擦力对物体做负功，所以物体的机械能减少，由能量转化和守恒定律知，内能应增加，能的总量不变.8.如图2所示为冲击摆实验装置，一飞行子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定的高度，则下面有关能量的转化的说法中正确的是( )图2A.子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能B.子弹的动能转变成了沙箱和子弹的热能C.子弹的动能转变成了沙箱和子弹的动能D.子弹动能的一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分转变成沙箱和子弹的机械能答案 D解析子弹在射入沙箱瞬间，要克服摩擦阻力做功，一部分动能转变成沙箱和子弹的内能，另一部分动能转变成沙箱和子弹的机械能.题组三气体实验定律与热力学第一定律的结合9.如图3所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中.设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓缓下降过程中，筒内空气体积减小，空气一定( )图3A.从外界吸热B.内能增大C.向外界放热D.内能减小答案 C解析本题考查气体性质和热力学第一定律，由于不计气体分子之间的相互作用，且整个过程缓慢进行，所以可看成温度不变，即气体内能不变，选项B、D均错；热力学第一定律ΔU ＝W＋Q，因为在这个过程中气体体积减小，外界对气体做了功，式中W取正号，ΔU＝0，所以Q为负，即气体向外放热，故选项A错、C对.正确答案为C.10.如图4所示，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分.已知a内有一定量的稀薄气体，b 内为真空.抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态.在此过程中( )图4A.气体对外界做功，内能减少B.气体不做功，内能不变C.气体压强变小，温度降低D.气体压强变小，温度不变答案BD解析因b内为真空，所以抽开隔板后，a内气体可以“自发”进入b，气体不做功，又因容器绝热，不与外界发生热量传递，根据热力学第一定律可以判断其内能不变，温度不变，由玻意耳定律可知：气体体积增大，压强必然变小，综上可判断B、D项正确.11.如图5所示，a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad 平行于横坐标轴，dc平行于纵坐标轴，ab的延长线过原点，以下说法正确的是( )图5A.从状态d到c，气体不吸热也不放热B.从状态c到b，气体放热C.从状态a到d，气体对外做功D.从状态b到a，气体放热答案BC解析从状态d到c，温度不变，理想气体内能不变，但是由于压强减小，所以体积增大，对外做功，还要保持内能不变，一定要吸收热量，故A错；气体从状态c到状态b是一个降压、降温过程，同时体积减小，外界对气体做功，而气体的内能还要减小(降温)，就一定要伴随放热的过程，故B对；气体从状态a到状态d是一个等压、升温的过程，同时体积增大，所以气体要对外做功，C 正确；气体从状态b 到状态a 是个等容变化过程，随压强的增大，气体的温度升高，内能增大，而在这个过程中气体的体积没有变化，就没有做功，气体内能的增大是因为气体吸热的结果，故D 错误. 题组四综合应用12.如图6所示，一定质量的理想气体从状态A 先后经过等压、等容和等温过程完成一个循环，A 、B 、C 状态参量如图所示，气体在状态A 的温度为27℃，求：图6(1)气体在状态B 的温度T B ；(2)气体经A →B →C 状态变化过程中与外界交换的总热量Q . 答案 (1)600K (2)2p 0V 0解析 (1)A 到B 的过程是等压变化，有V A T A ＝V B T B代入数据得T B ＝600K(2)根据热力学第一定律有ΔU ＝Q ＋W 其中W ＝－2p 0V 0 解得Q ＝2p 0V 0(吸热)13.如图7所示，导热材料制成的横截面积相等、长度均为45cm 的气缸A 、B 通过带有阀门的管道连接.初始时阀门关闭，厚度不计的光滑活塞C 位于B 内左侧，在A 内充满压强p A ＝2.8×105Pa 的理想气体，B 内充满压强p B ＝1.4×105Pa 的理想气体，忽略连接气缸的管道体积，室温不变，现打开阀门，求：图7(1)平衡后活塞向右移动的距离和B 中气体的压强；(2)自打开阀门到平衡，B 内气体是吸热还是放热(简要说明理由). 答案 (1)15cm 2.1×105Pa (2)放热，理由见解析解析 (1)活塞向右运动后，对A 气体，有p A LS ＝p (L ＋x )S 对B 气体，小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学有p B LS ＝p (L －x )S得x ＝15cmp ＝2.1×105Pa(2)活塞C 向右移动，对B 中气体做功，而气体做等温变化，内能不变，由热力学第一定律可知B 内气体放热.14.如图8是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为22cm ，现用竖直向下的外力F 压缩气体，使封闭的空气柱长度为2cm ，人对活塞做功100J ，大气压强为p 0＝1×105Pa ，不计活塞的重力.问：图8(1)若用足够长的时间缓慢压缩，求压缩后气体的压强多大？(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20J ，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S ＝1cm 2)答案 (1)1.1×106Pa (2)82J解析 (1)设压缩后气体的压强为p ，活塞的横截面积为S ， l 0＝22cm ，l ＝2cm ，V 0＝l 0S ，V ＝lS ，缓慢压缩，气体温度不变由玻意耳定律得p 0V 0＝pV解出p ＝1.1×106Pa(2)大气压力对活塞做功 W 1＝p 0S (l 0－l )＝2J人做功W 2＝100J由热力学第一定律ΔU ＝W 1＋W 2＋QQ ＝－20J解出ΔU ＝82J。

高中物理第三章热力学基础章末整合课件粤教版选修33

第十五页，共19页。
分类(fēn lèi)突破
• 例5 (双选)下面关于热力学第二定律微观意义的说法中正确的是
()
• A．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律
• B．一切自然(zìrán)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(zìrán)过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行，有的自然(zìrán)过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行
第七页，共19页。
分类(fēn lèi)突破
• 例3 一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J 的热量，同时气体对外做了6×105J的功，问：
• (1)物体(wùtǐ)的内能是增加还是减少？变化量是多少？
• (2)分子势能是增加还是减少？ • (3)分子的平均动能是增加还是减少？ • 答案 (1)内能减少1.8×105J (2)分子势能
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．
第三页，共19页。
分类(fēn lèi)突破
• 2．热力学第一定律
• 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关键．
• (1)外界对物体(wùtǐ)做功，W>0；物体(wùtǐ) 对外做功，W<0；
• D．外界对车胎内气体做功，同时(tóngshí) 向车胎内气体传递热量
第五页，共19页。
分类(fēn lèi)突破
• 例2 (双选)一定质量的理想气体自状态 (zhuàngtài)A经状态(zhuàngtài)C变化到状态 (zhuàngtài)B.这一过程的VT图象表示如图1所示，则 ()
• (2)物体(wùtǐ)从外界吸热，Q>0；物体(wùtǐ) 放出热量，Q<0；

高中物理第3章第4节热力学第二定律学案粤教版选修3-3

- 让每一个人同等地提高自我第三章热力学基础第四节热力学第二定律1．经过自然界中客观过程的方向性，认识热力学第二定律．2．认识热力学第二定律的两种不一样表述，以及两种表述的物理本质．3．认识什么是第二类永动机，知道为何它不可以制成．4．认识热力学第二定律的微观本质．5．认识熵是反应系统无序程度的物理量．1．自然界发生的过程必定恪守热力学第必定律，但恪守热力学第必定律的过程不必定能发生，由于它不可以说明自然界过程进行的方向，热力学第二定律就是反应自然界过程进行方向和条件的定律．2．热传导过程中，热量会自觉地从高温物体传达给低温物体，但人们素来没有发现热量自觉地从低温物体传给高温物体，这说明热传导过程拥有方向性，要想使热量从低温物体传给高温物体，一定借助外界的作用．3．机械能和内能的转变过程拥有方向性，机械能转变为内能是能够自觉进行的，而相反过程不可以自觉进行，要将内能所有转变为机械能，必定会惹起其余影响．4．第二类永动机不行能制成，它是指从单调热源吸热所有用来对外做功又不惹起其余变化，把获得的内能所有转变为机械能，效率达到100%的热机．5．热力学第二定律常有的有两种表述，克劳修斯的表述是依据热传导的方向性表述的，开尔文的表述是依据机械能与内能转变过程的方向性表述的，两种表述是等价的．6．从微观看，热力学第二定律表示：与热现象相关的自觉的宏观过程，老是朝着分子热运动状态无序性增添的方向，即熵增大的方向进行的．- 让每一个人同等地提高自我1．( 多项选择 ) 对于热传导的方向性，以下说法正确的选项是(AC)A．热量能自觉地由高温物体传给低温物体B．热量能自觉地由低温物体传给高温物体C．在必定条件下，热量也能够从低温物体传给高温物体D．热量不行能从低温物体传给高温物体分析：在有外力做功的状况下，热量能够从低温物体传给高温物体，但热量只好自觉地从高温物体传给低温物体．2．( 多项选择 ) 以下说法中正确的选项是(AC)A．全部波及热现象的宏观过程都拥有方向性B．全部不违犯能量守恒与转变定律的物理过程都是可能实现的C．由热力学第二定律能够判断物理过程可否自觉进行D．全部物理过程都不行能自觉地进行分析：能量转移和转变的过程都是拥有方向性的，A对．第二类永动机不违反能量守恒定律，可是不可以实现，B错．在热传达的过程中，能量能够自觉地从高温物体传到低温物体，但其逆过程不行能自觉地进行，C对、 D错．3．以下说法正确的选项是( C)A．热力学第二定律否定了以特别方式利用能量的可能性B．电流流过导体转变为内能，反过来，可将内能采集起来，再转变为同样大小的电流C．能够做成一种热机，由热源汲取必定的热量而对外做功D．冰能够融化成水，水也能够结成冰，这个现象违反了热力学第二定律分析：热力学第二定律说了然全部与热现象相关的宏观过程都是有方向性的，但并没有否定以特别方式利用能量的可能性，故 A错；功和内能的转变拥有方向性，其逆过程是不行能自觉实现的，故 B错；冰融化成水，水结成冰，陪伴着能量的转移，不是自觉进行的，没有违反热力学第二定律．4．依据热力学第二定律，以下判断不正确的选项是(A)A．电流的能不行能所有变为内能B．在火力发电机中，燃气的内能不行能所有变为电能C．热机中，燃气内能不行能所有变为机械能D．在热传导中，热量不行能自觉地从低温物体传达给高温物体分析：依据热力学第二定律可知，凡与热现象相关的宏观过程都拥有方向性，电流的能可所有变为内能 ( 由焦耳定律可知 ) ，而内能不行能所有变为电流的能，而不产生其余影响．机械能可所有变为内能，而内能不行能所有变为机械能．在热传导中，热量只好自觉地从高温物体传达给低温物体，而不可以自觉地从低温物体传达给高温物体．5．( 多项选择 ) 对于制冷体制冷过程的说法中，正确的选项是(BD)A．此过程违犯了热力学第二定律B．此过程没有违犯热力学第二定律C．此过程违犯了能量守恒定律D．此过程没有违犯能量守恒定律分析：制冷机能够从低温物体汲取热量传给高温物体，但一定耗费电能．热力学第二定律其实不否定热量可从低温物体传给高温物体，重点是“不产生其余影响”，A错误、 B正确．任何物理过程都不违犯能量守恒定律，C错误、 D正确．6．( 多项选择 ) 以下说法正确的选项是(BD)A．第二类永动机和第一类永动机同样，都违反了能量守恒定律B．第二类永动机违反了能量转变的方向性C．自然界中的能量是守恒的，因此不用节俭能源D．自然界中的能量只管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节俭能源分析：第一类永动机违反了能量守恒定律；第二类永动机违反了能量转变的方向性，故B、D选项正确．7．( 多项选择 ) 以下对于熵的说法中正确的选项是(AC)A．熵是热力学中的一个状态量B．熵是热力学中的一个过程量C．熵值越大，无序程度越大D．熵值越小，无序程度越大分析：熵值越大，无序程度越大，而熵是状态量．8．对于热力学定律和分子动理论，以下说法中正确的选项是(B)A．我们能够利用高科技手段，将流散到四周环境中的内能从头采集起来加以利用而不惹起其余变化B．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转变为机械能，这在原理上是可行的C．在分子力作用范围内，分子力老是随分子间距离的增大而减小D．温度高升时，物体中每个分子的运动速率都将增大分析：由热力学第二定律可知， A错误、 B正确；由分子间作使劲与分子间距的关系可知， C项错误；温度高升时，物体中分子均匀动能增大，但其实不是每个分子的动能都增大，即其实不是每个分子的运动速率都增大，故D项错误．9．( 多项选择 ) 如图为电冰箱的工作原理表示图．压缩机工作时，逼迫制冷剂在冰箱内外的管道中不停循环．在蒸发器中制冷剂汽化汲取箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．以下说法正确的选项是( BC)A．热量能够自觉地从冰箱内传到冰箱外B．电冰箱的制冷系统能够不停地把冰箱内的热量传到外界，是由于其耗费了电能C．电冰箱的工作原理不违犯热力学第必定律D．电冰箱的工作原理违犯热力学第必定律分析：热力学第必定律是热现象中内能与其余形式能的转变规律，是能量守恒定律的详细表现，合用于所有的热现象，故C正确、 D错误；依据热力学第二定律，热量不可以自觉地从低温物体传到高温物体，一定借助于其余系统做功，A错误、 B正确，应选B、C.10．对于空调机，以下说法不正确的选项是(D)A．制冷空调机工作时，热量从低温物体传到高温物体B．制暖空调机工作时，热量从高温物体传到低温物体C．冷暖空调机工作时，热量既能够从低温物体传到高温物体，也能够从高温物体传到低温物体D．冷暖空调机工作时，热量只好从低温物体传到高温物体分析：空调机工作时，热量能够从低温物体传到高温物体，由于这里有外界做功．。