高中物理-能量守恒定律与热力学定律、能源与可持续发展单元复习

高中物理-能量守恒定律与热力学定律、能源与可持续发展单元复习

学习目标

1.理解能量守恒定律

2.正确理解热力学第一定律并灵活应用

3.了解能量的耗散和品质的降低,培养节约能源、保护环境的习惯

重点难点

重点：理解能量守恒定律和热力学第一定律

难点：灵活正确应用热力学第一定律

设计思想

这两章内容了解性知识比较多,有些常考内容需要学生记住。热力学第一定律的应用是这两章的重难点知识,要帮助学生在练习中加深理解。

教学资源《第四章与第五章复习》多媒体课件

教学设计

【课堂学习】

学习活动一：能量守恒定律

问题1：能量守恒定律的内容是什么？

问题2：永动机不能研制成功的原因是什么？

学习活动二：热力学第一定律

问题1：改变物体内能的方式有哪些？

问题2：热力学第一定律的内容是什么？

【例题1】一般研究常温常压气体时,往往忽略气体分子间作用力,对于一定质量的常温常压气

体,下列过程可能发生的有( )

A．气体膨胀对外做功,温度升高

B．气体吸热,温度降低

C．气体放热,温度升高

D．气体体积逐渐膨胀,同时向外放热,而气体温度升高

〖解析〗气体膨胀对外做功的过程中,W < 0,温度升高,分子平均动能增加,因为该气体忽略分子势能,故气体温度升高即内能增大,ΔU > 0,由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q知,只要Q ＋W > 0即可,则Q > 0,即气体从外界吸热．A可能,D不可能．气体吸热Q > 0,温度降低,内能减小,ΔU < 0,由ΔU ＝W ＋Q知,W < 0,即该过程气体对外做功．B过程可能发生,C过程也可能发生．答案选ABC.

【例题2】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？

〖解析〗(1)气体从外界吸热为Q＝4.2×105J

气体对外做功W＝－6×105J

由热力学第一定律

ΔU＝W＋Q＝(－6×105J)＋(4.2×105J)＝－1.8×105J

ΔU为负,说明气体的内能减少了．

所以,气体内能减少了1.8×105J.

(2)因为气体对外做功,所以气体的体积膨胀,分子间的距离增大了,分子力做负功,气体分子势能增加了．

(3)因为气体内能减少,同时气体分子势能增加,说明气体分子的平均动能一定减少了．

答案：(1)减少 1.8×105J (2)增加(3)减少

【例题3】在将空气压缩装入气瓶的过程中,温度保持不变,外界做了24kJ的功．现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底,若在此过程中,瓶中空气的质量保持不变,且放出了5kJ的热量．在上述两个过程中,空气的内能共减小kJ,空气（选填“吸收”或“放出”）总热量为kJ．

〖解析〗根据热力学第一定律：ΔU=W+Q,第一阶段W1=24kJ,ΔU1=0,所以Q1=－24kJ,放热；第二阶段W2=0,ΔQ2=－5kJ放热,所以ΔU2=－5kJ．又ΔU=ΔU1+ΔU2=－5kJ,即内能减少5kJ；Q=Q1+Q2=－29kJ,即放出热量29kJ．

学习活动三：能源与可持续发展

问题1：什么是能源？有哪些分类？

问题2：能源消耗对环境带来哪些危害？

问题3：目前正在开发利用的新能源有哪些？

【例题4】下列说法中正确的是（）

A．任何一种能源的开发和利用都会给环境造成一定的影响源

B．二氧化碳气体只能吸收电磁波中的短波,不能吸收长波

C．生产中搭建的塑料大棚,利用了地球温室效应形成的原理

D．酸性沉降不属于酸雨

〖解析〗二氧化碳气体只能吸收电磁波中的长波,不能吸收短波,所以A错；酸雨,就是PH 小于5.6即呈酸性的降水,目前酸雨的概念还包括酸性沉降,所以D错；正确答案选BC．

【板书设计】

第四章与第五章复习

一、能量守恒定律

二、热力学第一定律

三、能源消耗对环境带来的危害

正在开发利用的新能源

课堂反馈

1、把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒的底部,当快速下压活塞时,由于被压缩的空气骤然变热,温度升高,达到乙醚的燃点,使浸有乙醚的棉花燃烧起来,此实验的目的是要说明（）A．做功可以升高物体的温度

B．做功可以改变物体的内能

C．做功一定可以增加物体的内能

D．做功可以增加物体的热量

2、下面设想符合能量守恒定律的是（）

A．利用永久磁铁间的作用力造一台永远转动的机器

B．做成一条船利用河水的能量逆水航行

C．通过太阳照射飞机使飞机起飞

D．不用任何燃料使河水升温

3、下列有关物体内能改变的判断中,正确的是（）

A．外界对物体做功,物体的内能一定增加

B．外界和物体传递热量,物体的内能一定增加

C．物体对外界做功,物体的内能可能增加

D．物体向外放热,物体的内能可能增加

4、金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物,有可能使气缸中的柴油得到燃点的过程是（）

A．迅速向里推进活塞

B．迅速向外拉活塞

C．缓慢向里推活塞

D．缓慢向外拉活塞

5、一个带活塞的气缸内盛有一定质量的理想气体,则（）

A．将热量传给气体,其温度必升高

B．压缩气体,其温度必升高

C．压缩气体,同时气体向外界放热,其温度必不变

D．压缩气体,同时将热量传给气体,其温度必升高

6、下列说法中不正确的是（）

A．大气臭氧层太臭,影响人们的身体健康

B．电冰箱和空调的制冷剂破坏臭氧层

C．核裂变产物是核动力反应堆产生的最主要的放射性废料

D．臭氧是大气中的氧在太阳辐射的作用下产生的

7、一个物体的内能增加了20 J,如果物体跟周围环境不发生热交换,周围环境需对物体做多少功？如果周围环境对物体没有做功,需传给物体多少热量？

参考答案：

1、B

2、BCD

3、CD

4、A

5、D

6、A

7、在不发生热交换时,需要对物体做20 Ｊ的功,在没有做功时,需传给物体20 J的热量