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
2023年高考物理一轮复习讲义——热力学定律与能量守恒定律
第3讲热力学定律与能量守恒定律目标要求 1.理解热力学第一定律，知道改变内能的两种方式，并能用热力学第一定律解决相关问题.2.理解热力学第二定律，知道热现象的方向性.3.知道第一类永动机和第二类永动机不可能制成．考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变化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)表达式中的正、负号法则：物理量＋－W 外界对物体做功物体对外界做功Q 物体吸收热量物体放出热量ΔU 内能增加内能减少3．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其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，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．(3)第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律．1．做功和热传递的实质是相同的．(×)2．绝热过程中，外界压缩气体做功20 J，气体的内能一定减少20 J．(×)3．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变．(√)1．热力学第一定律的理解(1)内能的变化都要用热力学第一定律进行综合分析．(2)做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，W 为负；体积缩小，外界对气体做功，W 为正．(3)与外界绝热，则不发生热传递，此时Q ＝0.(4)如果研究对象是理想气体，因理想气体忽略分子势能，所以当它的内能变化时，体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化． 2．三种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q ＝0，W ＝ΔU ，外界对物体做的功等于物体内能的增加； (2)若过程中不做功，即W ＝0，则Q ＝ΔU ，物体吸收的热量等于物体内能的增加； (3)若过程的初、末状态物体的内能不变，即ΔU ＝0，则W ＋Q ＝0或W ＝－Q ，外界对物体做的功等于物体放出的热量．例1 (多选)(2021·湖南卷·15(1)改编)如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞(截面积分别为S 1和S 2)封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦．在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从A 下降h 高度到B 位置时，活塞上细沙的总质量为m .在此过程中，用外力F 作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变．整个过程环境温度和大气压强p 0保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为g .下列说法正确的是( )A ．整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变B ．整个过程，理想气体的内能增大C ．整个过程，理想气体向外界释放的热量小于(p 0S 1h ＋mgh )D ．左端活塞到达B 位置时，外力F 等于mgS 2S 1答案 ACD解析 根据汽缸导热且环境温度没有变，可知汽缸内的温度也保持不变，则整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变，内能不变，A 正确，B 错误；由内能不变可知理想气体向外界释放的热量等于外界对理想气体做的功：Q ＝W <p 0S 1h ＋mgh ，C 正确；左端活塞到达 B 位置时，根据压强相等可得：p 0＋mg S 1＝p 0＋F S 2，即：F ＝mgS 2S 1，D 正确．考点二热力学第二定律1．热力学第二定律的两种表述(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”．2．热力学第二定律的微观意义一切自发过程总是沿着分子热运动的无序度增大的方向进行．3．第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律．1．可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功．(√)2．热机中，燃气的内能可以全部变成机械能而不引起其他变化．(×)3．热量不可能从低温物体传给高温物体．(×)1．热力学第二定律的含义(1)“自发地”指明了热传递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．(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．在产生其他影响的条件下内能可以全部转化为机械能．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的宏观过程的方向性，进而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．热力学过程的方向性实例(1)高温物体热量Q能自发传给低温物体．热量Q不能自发传给热．(2)功能自发地完全转化为不能自发地完全转化为气体体积V2(较大)．(3)气体体积V1能自发膨胀到不能自发收缩到例2(多选)下列说法正确的是()A．冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，因此不遵循热力学第二定律B．自发的热传导是不可逆的C ．可以通过给物体加热而使它运动起来，但不产生其他影响D ．气体向真空膨胀具有方向性 答案 BD解析 有外界的帮助和影响，热量可以从低温物体传递到高温物体，仍遵循热力学第二定律，A 错误；据热力学第二定律可知，自发的热传导是不可逆的，B 正确，不可能通过给物体加热而使它运动起来但不产生其他影响，这违背了热力学第二定律，C 错误；气体可自发地向真空容器膨胀，具有方向性，D 正确．考点三 热力学第一定律与图像的综合应用1．气体的状态变化可由图像直接判断或结合理想气体状态方程pVT ＝C 分析．2．气体的做功情况、内能变化及吸放热关系可由热力学第一定律分析．(1)由体积变化分析气体做功的情况：体积膨胀，气体对外做功；气体被压缩，外界对气体做功．(2)由温度变化判断气体内能变化：温度升高，气体内能增大；温度降低，气体内能减小． (3)由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 判断气体是吸热还是放热．(4)在p －V 图像中，图像与横轴所围面积表示对外或外界对气体整个过程中所做的功． 例3 (多选)(2021·全国乙卷·33(1)改编)如图，一定量的理想气体从状态a (p 0，V 0，T 0)经热力学过程ab 、bc 、ca 后又回到状态a .对于ab 、bc 、ca 三个过程，下列说法正确的是( )A ．ab 过程中，气体始终吸热B ．ca 过程中，气体始终放热C ．ca 过程中，气体对外界做功D ．bc 过程中，气体的温度先降低后升高 答案 AB解析 由理想气体的p －V 图可知，ab 过程是等容过程，外界对气体不做功，理想气体的温度升高，则内能增大，由ΔU ＝Q ＋W 可知，气体始终吸热，故A 正确；ca过程为等压压缩，气体体积减小，则外界对气体做正功，但气体温度降低，即内能减小，由ΔU＝Q＋W可知，Q<0，即气体始终放热，故B正确，C错误；气体在b和c状态时，p b V b＝＝p c V c＝2p0V0，从b、c连线上任取一点，该点的pV>p b V b＝p c V c，根据理想气体状态方程pVT C，可知bc过程中，气体的温度先升高后降低，故D错误．例4(多选)如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为 1.5×105Pa，经历A→B→C→A的过程，已知B→C过程中气体做功绝对值是C→A过程中气体做功绝对值的3倍，下列说法中正确的是()A．C→A的过程中外界对气体做功300 JB．B→C的过程中气体对外界做功600 JC．整个过程中气体从外界吸收600 J的热量D．整个过程中气体从外界吸收450 J的热量答案AC解析在C→A过程中，气体体积减小，外界对气体做功，根据W CA＝p·ΔV，得W CA＝300 J，A正确；由题知B→C过程中气体做功绝对值是C→A过程中气体做功绝对值的3倍，则B→C 的过程中气体对外界做功900 J，B错误；A→B→C→A，温度不变，则内能变化量ΔU＝0，A→B过程，气体体积不变，做功为零；B→C的过程中气体对外界做功900 J；C→A的过程中外界对气体做功300 J，故W＝W CA＋W BC＝－600 J，Q＝ΔU－W＝600 J，则整个过程中气体从外界吸收600 J的热量，C正确，D错误．考点四热力学第一定律与气体实验定律的综合应用解决热力学第一定律与气体实验定律的综合问题的思维流程例5 如图所示，水平放置的汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞的质量m ＝10 kg ，横截面积S ＝100 cm 2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，活塞到汽缸底部的距离L 1＝11 cm ，到汽缸口的距离L 2＝4 cm.现将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平．已知g ＝10 m/s 2，外界气温为27 ℃，大气压强为1.0×105 Pa ，活塞厚度不计，则：(1)活塞上表面刚好与汽缸口相平时缸内气体的温度是多少？(2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q ＝350 J 的热量，则气体增加的内能ΔU 多大？答案 (1)450 K(或177 ℃) (2)295 J解析 (1)当汽缸水平放置时，p 0＝1.0×105 Pa ，V 0＝L 1S ，T 0＝(273＋27) K ＝300 K. 当汽缸口朝上，活塞上表面刚好与汽缸口相平时，活塞受力分析如图所示，根据平衡条件有p 1S ＝p 0S ＋mg V 1＝(L 1＋L 2)S由理想气体状态方程得p 0L 1S T 0＝p 1(L 1＋L 2)S T 1解得T 1＝450 K(或177 ℃)(2)当汽缸口向上稳定后，未加热时，由玻意耳定律得 p 0L 1S ＝p 1LS加热后，气体做等压变化，气体对外界做功 则W ＝－p 1(L 1＋L 2－L )S 根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 解得ΔU ＝295 J.例6 如图所示，体积为V 、内壁光滑的圆柱形导热汽缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞，汽缸内密封有温度为2.4T 0、压强为1.2p 0的理想气体，p 0和T 0分别为外界大气的压强和温度．已知气体内能U 与温度T 的关系为U ＝aT ，a 为正的常量，容器内气体的所有变化过程都是缓慢的，求：(1)缸内气体与大气达到平衡时的体积V 1； (2)在活塞下降过程中，汽缸内气体放出的热量． 答案 (1)0.5V (2)12p 0V ＋aT 0解析 (1)在气体压强由1.2p 0下降到p 0的过程中，气体体积不变，温度由2.4T 0变为T 1，由查理定律得1.2p 02.4T 0＝p 0T 1解得T 1＝2T 0在气体温度由T 1变为T 0的过程中，气体体积由V 减小到V 1，气体压强不变，由盖—吕萨克定律得V T 1＝V 1T 0，解得V 1＝0.5V .(2)活塞下降过程中，外界对气体做的功为 W ＝p 0(V －V 1)在这一过程中，气体内能的变化量为ΔU ＝a (T 0－T 1) 由热力学第一定律得， Q ＝ΔU －W ＝－aT 0－12p 0V ，故汽缸内气体放出的热量为12p 0V ＋aT 0.课时精练1．(多选)下列有关物体内能改变的说法中，正确的是( ) A ．外界对物体做功，物体的内能一定增加 B ．外界对物体传递热量，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 ．物体向外界放热，物体的内能可能增加 答案 CD解析 做功和热传递都能改变物体的内能，根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 可知，当外界对物体做功时，物体的内能不一定增加，同理当外界对物体传递热量时，物体的内能也不一定增加，故A 、B 错误；由ΔU ＝Q ＋W 可知，若物体对外界做功，物体的内能可能增加，同理物体向外界放热，物体的内能可能增加，故C 、D 正确． 2．(多选)下列说法正确的是( )A ．第一类永动机不可能制成，是因为违背了热力学第一定律B ．能量耗散过程中能量不守恒C ．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律D ．能量耗散是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 答案 AD解析 第一类永动机不消耗能量却源源不断对外做功，违背了热力学第一定律，所以不可能制成，A 正确；能量耗散过程中能量仍守恒，B 错误；电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是压缩机做功的结果，不违背热力学第二定律，C 错误；能量耗散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，D 正确．3．(2020·全国卷Ⅱ·33(1))下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有________，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有________．(填正确答案标号)A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内答案B C解析A项符合热力学第一、第二定律．冷水和杯子温度不可能都变低，只能是一个升高一个降低，或温度都不变，B项描述违背了热力学第一定律．C项描述虽然不违背热力学第一定律，但违背了热力学第二定律．D项中冰箱消耗电能从而可以从低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，不违背热力学第一、第二定律．4.(2020·天津卷·5)水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意图如图．从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口．扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出．若水在不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体()A．压强变大B．对外界做功C．对外界放热D．分子平均动能变大答案 B解析储水罐中封闭的气体可看作理想气体，温度不变，体积增大，由pV＝CT可知，压强变小，故A错误；气体体积增大，对外界做功，故B正确；由于一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关，温度不变，故内能也不变，即ΔU＝0，由于气体对外界做功，即W<0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，Q>0，因此气体从外界吸热，故C错误；温度不变，分子平均动能不变，故D错误．5．(多选)(2021·天津卷·6)列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关，车厢底部安装的空气弹簧可以有效减振，空气弹簧主要由活塞、气缸及内封的一定质量的气体构成．上下乘客及剧烈颠簸均能引起车厢振动，上下乘客时气缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时气缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换．若气缸内气体视为理想气体，在气体压缩的过程中()A．上下乘客时，气体的内能不变B．上下乘客时，气体从外界吸热C．剧烈颠簸时，外界对气体做功D．剧烈颠簸时，气体的温度不变答案AC6.(2021·山东卷·2)如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高．一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气．挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中，小瓶内气体()A．内能减少B．对外界做正功C．增加的内能大于吸收的热量D．增加的内能等于吸收的热量答案 B解析由于越接近矿泉水瓶口，水的温度越高，因此小瓶上浮的过程中，小瓶内气体的温度升高，内能增加，A错误；在小瓶上升的过程中，小瓶内气体的温度逐渐升高，压强逐渐减小，根据理想气体状态方程pVT ＝C，气体体积膨胀，对外界做正功，B正确；由A、B分析，小瓶上升时，小瓶内气体内能增加，气体对外做功，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，由于气体对外做功，因此吸收的热量大于增加的内能，C、D错误．7．(2021·河北卷·15(1))两个内壁光滑、完全相同的绝热汽缸A、B，汽缸内用轻质绝热活塞封闭完全相同的理想气体，如图甲所示．现向活塞上表面缓慢倒入细沙，若A中细沙的质量大于B中细沙的质量，重新平衡后，汽缸A内气体的内能________(填“大于”“小于”或“等于”)汽缸B内气体的内能，图乙为重新平衡后A、B汽缸中气体分子速率分布图像，其中曲线________(填图像中曲线标号)表示汽缸B中气体分子的速率分布规律．答案 大于 ①解析 对活塞受力分析有p ＝mgS因为A 中细沙的质量大于B 中细沙的质量，故稳定后有p A >p B ； 所以在达到平衡过程中外界对封闭气体做的功有W A >W B 则根据ΔU ＝W ＋Q因为汽缸和活塞都是绝热的，即Q ＝0，故有ΔU A >ΔU B 即重新平衡后汽缸A 内气体的内能大于汽缸B 内气体的内能；由题图乙中曲线可知曲线②中分子速率大的分子数占总分子数百分比较大，即曲线②的温度较高，由前面分析可知汽缸B 温度较低，故曲线①表示汽缸B 中气体分子的速率分布规律． 8.(2020·江苏卷·13(3))一定质量的理想气体从状态A 经状态B 变化到状态C ，其p －1V 图像如图所示，求该过程中气体吸收的热量Q .答案 2×105 J解析 气体由A →B 为等压变化过程，则外界对气体做的功W 1＝p (V A －V B ) 气体由B →C 为等容变化过程，则W 2＝0 根据热力学第一定律得ΔU ＝(W 1＋W 2)＋Q A 和C 的温度相等ΔU ＝0 代入数据解得Q ＝2×105 J.9.(多选)一定质量的理想气体，从初始状态A 经状态B 、C 、D 再回到状态A ，其体积V 与温度T 的关系如图所示．图中T A 、V A 和T D 为已知量，则下列说法正确的是( )A ．从状态A 到B ，气体经历的是等压过程 B ．从B 到C 的过程中，气体的内能减小 C ．从C 到D 的过程中，气体向外放热 D ．气体在状态D 时的体积V D ＝T D V AT A答案 CD解析 从状态A 到B ，气体经历的是等容过程，所以A 错误；从B 到C 的过程中，温度不变，则气体的内能不变，所以B 错误；从C 到D 的过程中，气体温度降低，气体内能减小，ΔU <0 ，体积减小，则外界对气体做正功，W >0 ，根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知，Q <0，则气体向外放热，所以C 正确；从状态D 到A ，气体经历的是等压过程，根据V D T D ＝V AT A ，解得V D ＝T D V AT A，所以D 正确．10.(2020·山东卷·6)一定质量的理想气体从状态a 开始，经a →b 、b →c 、c →a 三个过程后回到初始状态a ，其p －V 图像如图所示．已知三个状态的坐标分别为a (V 0，2p 0)、 b (2V 0，p 0)、c (3V 0， 2p 0)．以下判断正确的是( )A ．气体在a →b 过程中对外界做的功小于在b →c 过程中对外界做的功B ．气体在a →b 过程中从外界吸收的热量大于在b →c 过程中从外界吸收的热量C ．在c →a 过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D ．气体在c →a 过程中内能的减少量大于b →c 过程中内能的增加量 答案 C解析 p －V 图线与V 轴所围面积表示气体状态变化所做的功，由题图知，a →b 和b →c 过程中，气体对外界做的功相等，故A 错误．由pVT ＝C 知，a 、b 两状态温度相等，内能相同，ΔU＝0，由ΔU ＝W ＋Q 知，Q ab ＝－W ；由pVT ＝C 知，c 状态的温度高于b 状态的温度，则b →c过程中，ΔU >0，据ΔU ＝W ＋Q 知，Q bc >|W |，即Q bc >Q ab ，故B 错误．由pVT ＝C 知，c 状态温度高于a 状态温度，则c →a 过程内能减少，ΔU <0，外界对气体做正功，W >0，属于放热过程，由ΔU ＝Q ＋W 知，W <|Q |，故C 正确．由于a 、b 状态内能相等，故c →a 过程中内能的减少量等于b →c 过程中内能的增加量，故D 错误．11.(2021·重庆市1月适应性测试·15(2))如图所示，密闭导热容器A 、B 的体积均为V 0，A 、B 浸在盛水容器中，达到热平衡后，A 中压强为p 0，温度为T 0，B 内为真空，将A 中的气体视为理想气体．打开活栓C ，A 中部分气体进入B .(1)若再次达到平衡时，水温未发生变化，求此时气体的压强；(2)若密闭气体的内能与温度的关系为ΔU ＝k (T 2－T 1)(k 为大于0的已知常量，T 1、T 2分别为气体始末状态的温度)，在(1)所述状态的基础上，将水温升至1.2T 0，重新达到平衡时，求气体的压强及所吸收的热量． 答案 (1)12p 0 (2)0.6p 0 0.2kT 0解析 (1)容器内的理想气体从打开C 到再次平衡时，发生等温变化，根据玻意耳定律得 p 0V 0＝p ·2V 0 解得此时气体压强 p ＝12p 0. (2)升高温度，理想气体发生等容变化，根据查理定律得pT 0＝p ′1.2T 0解得压强为p ′＝1.2p ＝0.6p 0温度改变，理想气体的体积不变，则外界既不对理想气体做功，理想气体也不对外界做功，所以W ＝0；升高温度，内能增量为 ΔU ＝k (1.2T 0－T 0)＝0.2kT 0根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 可知气体吸收的热量为Q ＝ΔU ＝0.2kT 0.12．绝热的活塞与汽缸之间封闭一定质量的理想气体，汽缸开口向上置于水平面上，活塞与汽缸壁之间无摩擦，缸内气体的内能U P ＝72 J ，如图甲所示．已知活塞面积S ＝5×10－4 m 2，其质量为m ＝1 kg ，大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，重力加速度g ＝10 m/s 2，如果通过电热丝给封闭气体缓慢加热，活塞由原来的P 位置移动到Q 位置，此过程封闭气体的V －T 图像如图乙所示，且知气体内能与热力学温度成正比．求：(1)封闭气体最后的体积； (2)封闭气体吸收的热量． 答案 (1)6×10－4 m 3 (2)60 J解析 (1)以气体为研究对象，由于压强不变，根据盖—吕萨克定律，有 V P T P ＝V QT Q解得V Q ＝6×10－4 m 3(2)由气体的内能与热力学温度成正比U P U Q ＝T PT Q解得U Q ＝108 J活塞从P 位置缓慢移到Q 位置，活塞受力平衡，气体为等压变化，以活塞为研究对象有 pS ＝p 0S ＋mg解得p ＝p 0＋mgS＝1.2×105 Pa外界对气体做功W ＝－p (V Q －V P )＝－24 J 由热力学第一定律U Q －U P ＝Q ＋W 得气体吸收的总热量为Q ＝60 J.13.如图所示装置中两玻璃泡的容积均为V 0＝0.5 L ，玻璃管的容积忽略不计，开始时阀门K 关闭，将上面玻璃泡抽成真空，下面玻璃泡中有一定质量的理想气体，外界大气压强为p 0＝1.0×105 Pa ，温度为t 0＝27 ℃时，玻璃管中水银面高出水银槽内水银面h ＝12 cm ，水银密度(假设不随温度改变)为13.6×103 kg/m 3，重力加速度g ＝10 m/s 2.(1)如果外界大气压强保持不变，玻璃管中水银面上升2 cm ，则环境温度改变了多少摄氏度； (2)如果在环境温度急剧升高到t ＝40 ℃的过程中，打开阀门，改变外界大气压使玻璃管中的水银面高度几乎不发生变化，则玻璃泡中气体的压强变为多少？在此过程中吸收了200 J 热量，则气体的内能增加了多少？ 答案 (1)9.7 ℃ (2)4.37×104 Pa 200 J 解析 (1)设玻璃泡中气体初态压强为p 1，有 p 0＝p 1＋ρ水银gh 解得p 1≈8.37×104 Pa 温度T 1＝t 0＋273 K ＝300 K设末态压强为p 2，则p 0＝p 2＋ρ水银g (h ＋Δh ) 故p 2≈8.10×104 Pa 根据查理定律有p 1T 1＝p 2T 2代入数据解得T 2≈290.3 K则环境温度降低了Δt ＝T 1－T 2＝9.7 ℃(2)打开阀门前有p 1＝8.37×104 Pa ，V 1＝V 0＝0.5 L ，T 1＝300 K 打开阀门后有V 2＝2V 0＝1.0 L ，T 2′＝t ＋273 K ＝313 K 根据理想气体状态方程有p 1V 1T 1＝p 2′V 2T 2′代入数据解得p 2′≈4.37×104 Pa根据题设条件，由于上部容器原来是真空，气体发生自由膨胀，故气体膨胀过程对外做的功为零，即W ＝0根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q 故ΔU＝0＋200 J＝200 J.。
物理高考能量守恒定律与能源知识点总结复习
物理2019年高考能量守恒定律与能源知识点总结复习同学们进行这部分知识复习时一定要弄清楚能量是否守恒，以下是能量守恒定律与能源知识点，希望大家可以认真掌握。
一、能量的转化与守恒1.化学能：由于化学反应，物质的分子结构变化而产生的能量。
2.核能：由于核反应，物质的原子结构发生变化而产生的能量。
3.能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。
●内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
即E机械能1+E其它1=E机械能2+E其它2●能量耗散：无法将释放能量收集起来重新利用的现象叫能量耗散，它反映了自然界中能量转化具有方向性。
二、能源与社会1.可再生能源：可以长期提供或可以再生的能源。
2.不可再生能源：一旦消耗就很难再生的能源。
3.能源与环境：合理利用能源，减少环境污染，要节约能源、开发新能源。
三、开发新能源1.太阳能2.核能3.核能发电4、其它新能源：地热能、潮汐能、风能。
能源的分类和能量的转化能源品种繁多，按其来源可以分为三大类：一是来自地球以外的太阳能，除太阳的辐射能之外，煤炭、石油、天然气、水能、风能等都间接来自太阳能;第二类来自地球本身，如地热能，原子核能(核燃料铀、钍等存在于地球自然界);第三类则是由月球、太阳等天体对地球的引力而产生的能量，如潮汐能。
【一次能源】指在自然界现成存在，可以直接取得且不必改变其基本形态的能源，如煤炭、天然气、地热、水能等。
由一次能源经过加工或转换成另一种形态的能源产品，如电力、焦炭、汽油、柴油、煤气等属于二次能源。
【常规能源】也叫传统能源，就是指已经大规模生产和广泛利用的能源。
表2-1所统计的几种能源中如煤炭、石油、天然气、核能等都属一次性非再生的常规能源。
而水电则属于再生能源，如葛洲坝水电站和未来的三峡水电站，只要长江水不干涸，发电也就不会停止。
高中物理人教必修三第12章第3节能源与可持续发展 讲义
4 能源与可持续发展1.知道自然界中能量的转化情况，知道能量守恒定律的内容.2.知道能量转移或转化的方向性，知道什么是能量耗散.3.知道什么是不可再生能源和可再生能源，了解能源的利用与社会发展的关系．一、能量守恒定律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其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．这个规律叫作能量守恒定律．二、能量转移或转化的方向性1．能量转移或转化的方向性：一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的．2．能量耗散(1)能量耗散的概念：燃料燃烧时一旦把热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用．电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们很难把这些散失的能量收集起来重新利用．(2)能量品质降低：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降低，从便于利用的能源变成不便于利用的能源．(3)能量耗散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．三、能源的分类与应用1．可再生能源：在自然界中可以再生的能源，如：水能、风能、潮汐能等．2．不可再生能源：自然界中无法在短时间内再生的能源，如：煤炭、石油、天然气等．3．我国在能源的开发利用方面，有以下几种发电方式：太阳能发电、水力发电、风能发电、核能发电．四、能源与社会发展1．人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴薪时期、煤炭时期、石油时期．2．人类社会可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡．人类要树立新的能源安全观，转变能源的供需模式：既要提倡节能，又要发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等清洁能源．一、能量的转化与守恒1．自然界中不同形式的能量可以相互转化，一种形式的能量减少一定伴随着其他形式的能量增加，能量的总量保持不变．2．能量守恒定律的适用范围能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是在各种自然现象中普遍适用的一条规律．3．能量守恒定律的表达式(1)E初＝E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和．(2)ΔE增＝ΔE减，某些能量的增加量等于其他能量的减少量．4．应用步骤(1)明确研究对象及研究过程；(2)明确该过程中，哪些形式的能量在变化；(3)确定参与转化的能量中，哪些能量增加，哪些能量减少；(4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、末状态能量相等的守恒式)．二、能源的分类与应用1．地球上的绝大部分能源来源于太阳的辐射能2．能源的分类(1)可再生能源：自然界可以源源不断地提供，或在自然界中可以再生，如：水能、风能、潮汐能．(2)不可再生能源：自然界无法在短时间内再生，如：煤炭、石油、天然气．三、能源与社会发展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，是国民经济运动的物质基础，它与材料、信息构成现代社会的三大支柱．2．能源和环境污染(1)温室效应：石油、煤炭的燃烧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，且像暖房的玻璃一样，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．温室效应造成的影响：温室效应使两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海城市，使海水倒流入河流，从而使耕地盐碱化；温室效应使全球降水量变化，影响气候和植被变化，影响人体健康．(2)酸雨：酸雨是指pH值小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水．形成酸雨的主要原因是燃烧煤炭和石油，以及工业生产等释放到大气中的二氧化硫等物质使雨水酸度升高，形成“酸雨”，腐蚀建筑物、酸化土壤．(3)光化学烟雾：内燃机工作时的高温使空气和燃料中的多种物质发生化学反应，产生氮的氧化物和碳氢化合物．这些化合物在大气中受到紫外线的照射，产生二次污染物质——光化学烟雾．这些物质有毒，能引起人的多种疾病．另外，常规能源燃烧时产生的浮尘也是一种污染物．1．以下属于一次能源的是（）A．太阳能B．电能C．煤气D．焦炭2．在阳光的照射下，悬挂在墙上的太阳能小风扇快速转动，这说明（）A．动能可以凭空产生B．不同形式的能可以相互转化C．可以制造出不需要消耗能量的“永动机”D．太阳可以提供无穷无尽的能量，不需要节约能源3．能量守恒定律是自然界最基本的规律之一。
高中物理必修三《物理与能量》必备知识点整合
高中物理必修三《物理与能量》必备知识点整合本文档旨在整合高中物理必修三《物理与能量》的必备知识点，帮助学生更好地研究和掌握相关内容。
以下是该章节的知识点整理：1. 动能和势能- 动能（K）：物体由于运动而具有的能量，计算公式为 K =1/2 * m * v^2，其中m为物体质量，v为物体速度。
- 势能（U）：物体由于位置或形状而具有的能量，常见的势能有重力势能、弹性势能等。
- 动能定理：动能的变化量等于合外力所做的功，即 K2 - K1 = W。
2. 功与功率- 功（W）：力对物体做的功，计算公式为W = F * s * cosθ，其中F为力的大小，s为物体位移，θ为力和位移的夹角。
- 功率（P）：物理量，表示单位时间内完成的功，计算公式为P = W / t，其中W为功，t为时间。
3. 机械能守恒定律- 机械能守恒定律：系统中的机械能总量在没有外力做功的情况下保持不变，即 E1 = E2，其中E为系统的机械能，包括动能和势能。
4. 能量转化和能量守恒- 能量转化：能量可以在不同形式之间进行转化，包括机械能、热能、电能、化学能等。
- 能量守恒定律：能量不会凭空消失或产生，只会在不同的物体之间进行转化和守恒。
5. 功率与时间的关系- 功率与时间的关系：功率为单位时间内完成的功，功率越大，单位时间内完成的功越多。
- 功率计算公式：当功率恒定时，P = W / t，其中P为功率，W 为完成的功，t为时间。
- 单位换算：1瓦特（W）= 1焦耳/秒（J/s）。
6. 能源与可持续发展- 能源：能够进行有用功的物质或物理现象，包括化学能、核能、太阳能、水能等。
- 可持续发展：以满足当前需求而不危害未来世代满足需求的能力。
以上是高中物理必修三《物理与能量》的必备知识点整合，希望对学生们的学习有所帮助。
更多详细内容可以参考教材或参考书籍。
祝大家学习进步！。
2018_2019版高中物理第四章能量守恒与热力学定律第五章能源与可持续发展章末总结学案教科版
第四章能量守恒与热力学定律第五章能源与可持续发展章末总结一、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)和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；物体对外界做功，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，一定质量的理想气体从状态A 经等压过程到状态B .此过程中，气体压强p ＝1.0×105Pa 不变，吸收的热量Q ＝7.0×102J ，求此过程中气体内能的增量．图1答案 5.0×102J解析 等压变化过程有V A T A ＝V B T B，对外做的功W ＝p (V B －V A )根据热力学第一定律有ΔU ＝Q －W ，代入数据解得ΔU ＝5.0×102J.例2 (多选)一定质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 图像如图2所示．下列判断正确的是( )图2A ．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答案 AD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，由热力学第一定律可知过程ab 中气体一定吸热，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．二、热力学第二定律及其应用1．热力学第二定律的表述(1)克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传递到高温物体而不产生其他影响．(2)开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量使之全部变为有用的功而不产生其他影响．(3)用熵表述：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解释(1)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．(2)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说明的，都可以作为热力学第二定律的表述．热力学第二定律的表述很多，但这些不同的表述都是等价的．例3(多选)根据热力学第二定律，下列判断中正确的是( )A．热机中燃气的内能不可能全部变成机械能B．电流的电能不可能全部变成内能C．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变成电能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ACD解析凡是与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性．机械能可以自发地全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化，故A正确．由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的电能可以全部转化为内能，故B错误．火力发电机发电时，能量转化的过程是内能转化为机械能，机械能转化为电能，在此过程中会对外放出热量，因此，内能不可能全部变为电能，故C正确．D中符合克劳修斯表述，故D正确．。
高三物理总复习优质课件 热力学定律与能量守恒
Q+W
。
二、热力学第二定律及微观意义
1.热力学第二定律的两种表述
(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“第二类永动机不可能制成。”
2.用熵的概念表示热力学第二定律
况 下 , 从 1 0
℃ 升 高 到 2 0
℃ 时 , 氢 气 的 内 能 增 加 量
(选填“大于”“等于”或“小于”)氧气的内能增加量。
解析:一定质量的理想气体,在绝热情况下,即Q=0,体积减小,即W>0,根
据热力学第一定律ΔU=W+Q
得ΔU>0,即内能增大;
当一定质量的理想气体从外界吸收热量,即Q>0,同时体积增大即W<0时,
B.能量耗散过程中能量不守恒
C.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,违背了热力学
第二定律
D.能量耗散是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
E.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
解析:第一类永动机不消耗能量却源源不断对外做功,违背了能量守恒定
律,所以不可能制成,A正确;能量耗散过程中能量仍守恒,B错误;电冰箱
在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会 减小
。
3.热力学第二定律的微观意义
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。
三、能量守恒定律和两类永动机
1.能量守恒定律
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
转移
式,或者从一个物体
到别的物体,在转化或转移的过程中,能量
新教材-人教版高中物理必修第三册-第12章-电能-能量守恒定律-知识点考点重点难点提炼汇总
第12章电能能量守恒定律1.电路中的能量转化 (1)2.闭合电路的欧姆定律 (5)3.实验：电池电动势和内阻的测量 (11)4.能源与可持续发展 (17)1.电路中的能量转化一、电功和电功率1．电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。
2．电功(1)定义：电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流、通电时间三者的乘积。
(2)公式：W＝UIt。
(3)单位：国际单位是焦耳，符号是J。
3．电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。
(2)公式：P＝Wt＝UI。
(3)单位：国际单位是瓦特，符号是W。
二、焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。
2．表达式：Q＝I2Rt。
3．热功率三、电路中的能量转化1．电动机工作时的能量转化(1)能量关系：电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。
(2)功率关系：电动机消耗的功率P电等于电动机的输出功率P机与电动机损失的功率P损之和，即：P电＝P机＋P损，P电＝UI，P损＝I2R。
2．电池充电时的能量转化电池从电源获得的能量一部分转化为化学能，还有一部分转化为内能。
考点1：串、并联电路中电功率的计算1．串联电路功率关系(1)各部分电路电流I相同，根据P＝I2R，各电阻上的电功率与电阻成正比。
(2)总功率P总＝UI＝(U1＋U2＋…＋U n)I＝P1＋P2＋…＋P n。
2．并联电路功率关系(1)各支路电压相同，根据P＝U2R，各支路电阻上的电功率与电阻成反比。
(2)总功率P总＝UI＝U(I1＋I2＋…＋I n)＝P1＋P2＋…＋P n。
3．结论无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。
【例1】有额定电压都是110 V，额定功率P A＝100 W，P B＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，两盏电灯均能正常发光，那么电路中消耗功率最小的电路是( )A B C D思路点拨：(1)电路的总功率等于各用电器消耗的功率之和。
2020届高中物理一轮复习精品资料：第十二章第二节热力学定律能源与可持续发展
2020届高中物理一轮复习精品资料：第十二章第二节热力学定律能源与可持续发展一、 考情分析二、考点知识梳理〔一〕、物体的内能：1.做热运动的分子具有的动能叫__________。
______是物体分子热运动的平均动能的标志。
温度越高，分子做热运动的平均动能_______。
明白得要点：①温度是大量分子的__________的标志，对个不分子来讲是_______的；②温度相同的不同种类的物质，它们分子的平均动能相同，但由于不同种类物质的分子质量不等，因此，它们分子的______________不同；③分子的平均动能与物体运动的速度_________。
2.分子势能①分子间由于存在相互作用而具有的，大小由分子间相对位置决定的能叫做______②分子势能改变与分子力做功的关系：分子力做功，分子势能_______；克服分子力做功，分子势能_____；且分子力做多少功，分子势能就改变多少。
分子势能与分子间距的关系〔如右图示〕：当r ＞0r 时，分子力表现为引力，随着r 的增大，分子引力做______，分子势能______； 当r ＜0r 时，分子力表现为斥力，随着r 的减小，分子斥力做______，分子势能_______； r=0r 时，分子势能最小，但不为零，为负值，因为选两分子相距无穷远时的分子势能为零。
对实际气体来讲，体积增大，分子势能________;体积缩小，分子势能_______。
3.物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的_________。
物体的内能跟物体的________和__________都有关系：温度升高时物体内能________；体积变化时，物体内能变化。
4.分子势能与体积的关系分子热能与分子力相关：分子力做正功，分子势能_______；分子力做负功，分子势能_________。
而分子力与分子间距有关，分子间距的变化那么又阻碍着大量分子所组成的宏观物体的体积。
这就在分子热能与物体体积间建立起某中联系。
高中物理【能源与可持续发展】教案知识点
高中物理【能源与可持续发展】教案知识点学习目标要求核心素养和关键能力1.知道能量转移或转化的方向性。
2.知道能源的分类与应用。
3.了解能源与社会可持续发展的关系。
科学责任增强节约能源的意识，注意保护环境。
一能量转移或转化的方向性1．能量守恒定律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其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
2．能量转化或转移的方向性科学研究发现，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。
3．能量耗散(1)燃料燃烧时一旦把热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。
电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们很难把这些内能收集起来重新利用。
这种现象叫作能量的耗散。
(2)能量耗散是从能量转化的角度反映自然界中的宏观过程具有方向性。
二能源的分类与应用1．不可再生能源：煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，这类能源又叫作化石能源。
化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源被叫作不可再生能源。
2．可再生能源：水能和风能等能源，归根结底来源于太阳能。
这些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源。
3．能源的应用：近年来，我国在能源开发方面取得了很大成就，如太阳能发电、水力发电、风能发电、核能发电等。
三能源与社会发展1．能源利用的三个时期：柴薪时期、煤炭时期、石油时期。
2．能源是人类社会活动的物质基础。
3．能源对社会发展的影响(1)随着人口迅速增长、经济快速发展以及工业化程度的提高，能源短缺和过度使用化石能源带来的环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题。
(2)人类的生存与发展需要能源，能源的开发与使用又会对环境造成影响。
可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡：既满足当代人的需求，又不损害子孙后代的需求。
(3)要树立新的能源安全观，并转变能源的供需模式。
第十五章 第3讲 热力学定律与能量守恒-2025高三总复习 物理(新高考)
第3讲热力学定律与能量守恒[课标要求]1．知道热力学第一定律。
2．理解能量守恒定律，能用能量守恒的观点解释自然现象。
3．通过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律。
考点一热力学第一定律1．改变物体内能的两种方式：做功和传热。
2．热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能变化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、负号法则物理量意义符号W Q ΔU＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加－物体对外界做功物体放出热量内能减少学生用书第326页3．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其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，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。
(3)第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律。
【高考情境链接】(2023·山东高考·改编)一定质量的理想气体，初始温度为300K ，压强p ＝1×105Pa 。
若经等容过程，该气体吸收400J 的热量后温度上升100K ；若经等压过程，需要吸收600J 的热量才能使气体温度上升100K 。
判断下列说法的正误：(1)等容升温过程，气体对外不做功，气体内能增加了400J 。
(√)(2)等压膨胀过程，气体对外做功，气体内能增加了600J。
(×)(3)等压膨胀过程体积增加ΔV，气体对外做功为pΔV。
(√)1．对热力学第一定律的理解(1)做功和传热在改变系统内能上是等效的。
(2)做功过程是系统与外界之间的其他形式能量与内能的相互转化。
(3)传热过程是系统与外界之间内能的转移。
2．热力学第一定律的三种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量。
(2)若过程中不做功，则W＝0，Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加量。
高考物理 热力学定律与能量守恒定律总复习课件
• 【例2】 对热力学第二定律，下列理解正确的是 ()
• A．自然界进行的一切宏观过程都是可逆的 • B．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向
性，是不可逆的
• C．热量不可能由低温物体传递到高温物体 • D．第二类永动机违背了能量守恒定律，因此不可能
制成
• 解析：由热力学第二定律可知，热量不可 能从低温物体传到高温物体，而不引起其 他变化，由此说明热量由低温物体传到高 温物体是可能的，但要引起其他变化，故 C错；第二类永动机并不违反能量守恒， 却违背了自然界涉及热现象宏观过程的方 向性，故A、D错，B正确．
器
影响的机器
违背能量守恒，不 可能制成
不违背能量守恒， 违背热力学第二定)(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中 温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确 的是________．(填写选项前的字母)
• A．气体分子间的作用力增大 • B．气体分子的平均速率增大 • C．气体分子的平均动能减小 • D．气体组成的系统的熵增加
• (2)“不产生其他影响”的涵义是发生的 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．
• 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，进而使 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．
• 答案：(1)D (2)吸收 0.6 0.2 (3)1×10－4(9×10－5～2×10－4都算对)
• 高分通道
• (1)当做功和热传递两种过程同时发生时， 内能的变化就是要用热力学第一定律进行 综合分析．
• (2)做功情况看气体的体积：体积增大， 气体对外做功，W为负；体积缩小，外界 对气体做功，W为正．若与外界绝热，则 不发生热传递，此时Q＝0.
高三总复习物理课件 热力学定律与能量守恒定律
1．[新教材粤教版选择性必修第三册 P73T8]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
解析：热力学的绝对零度不可能达到，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对外做功，但会引起其他变化，B 正确；物体从外界吸 收了热量，若全部用来对外界做功，其内能不变，C 错误；压缩气体的过程对气体 做功，若气体同时向外界释放热量，根据能量守恒定律可知，气体的内能可能减少， 温度可能降低，D 错误。
的功的和。 (2)表达式：ΔU＝__Q__＋__W__。
3．ΔU＝W＋Q 中的正、负号法则
物理量 ＋
W 外界对物体做功
Q 物体__吸__收__热量
ΔU 内能_增__加___
－
物体对外界做功
物体__放__出__热量
内能__减__少__
二、热力学第二定律及其微观意义
1．热力学第二定律的两种表述 (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。” 2．热力学第二定律的微观意义 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。
2．[热力学第一定律的应用] (2021·山东等级考)如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温 度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭 一段空气。挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小瓶缓慢上浮， 上浮过程中，小瓶内气体( ) A．内能减少 B．对外界做正功 C．增加的内能大于吸收的热量 D．增加的内能等于吸收的热量
2025高考物理总复习热力学定律和能量守恒定律
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第3讲
热力学定律和能量守恒定律
方法点拨
热力学第一定律的三种特殊情况
特殊情况
过程是绝热的
过程中不做功
结论
Q＝0，W＝ΔU
W＝0，Q＝ΔU
分析
外界对物体做的功等于物
体内能的增加量
物体吸收的热量等于物体
内能的增加量
即物体吸收的热量全部用
过程的始、末状态物体的
内能不变
W＋Q＝0
来对外做功，或外界对物
后，气体的压强为p2＝p0，体积为V2，温度为T2.易知V2＞V1，故气体对外界做功，
因汽缸和活塞都是绝热的，根据热力学第一定律可得ΔU＜0，由于一定质量的理想
气体内能只与气体温度有关，所以T1＞T2，A、D错误.温度降低，不是所有气体分
子热运动速率都减小，但速率大的分子数占总分子数的比例减小，B错误，C正确.
现过程，体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义.
2.理解能量守恒定律，能用能量守恒的观点解释自然现象.体会能量守恒定律是最
基本、最普遍的自然规律之一.
3.通过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律.
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第3讲
热力学定律和能量守恒定律
核心考点
五年考情
2023：天津T2，全国甲T33(1)；
培养可持续发展观念，提升社会责任感.
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第3讲
热力学定律和能量守恒定律
热力学定律单独考查时侧重考查对热力学定律的理解，也常
与气体实验定律、图像等结合考查，主要为选择题形式，难
命题分析预测
度中等偏易.预计2025年高考可能会结合图像考查热力学定
律，要充分理解图像中各个拐点表示的意义，学会从图像中
高中物理第2章 第3、4节 能量守恒定律 能源与可持续发展
温度更高
D．将两瓶不同液体自发互溶，然后又自发地各自分开
返回
解析：机械能可以完全转化为内能，反过来，内能就不能
自动地、并不引起任何变化地全部变为机械能。在热传递
返回
[重点诠释]
1．机械能是否守恒的判断 (1)做功条件分析法：应用系统机械能守恒的条件进行分 析。若物体系统内只有重力或弹力做功，其他力均不做功， 则系统的机械能守恒。
(2)能量转化分析法：从能量转化的角度进行分析。若只
有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的相互转化，系 统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变成其他 形式的能(如没有内能增加)，则系统的机械能守恒。
mgh ，动能的增加量为1mv2。 的速度为 v，则势能的减少量为 2
1 2 ，即 gh＝1v2，就验证了机械能守恒定律。 如果 mgh＝ mv 2 2
返回
3．速度的测量
做匀变速直线运动的纸带上某点的 瞬时速度 等于相邻 两点间的平均速度。 4．实验步骤 (1)把打点计时器固定在铁架台上，用导线把打点计时 器接到 交流低压 电源上。 (2)把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过打点计时
返回
答案：(1)ABD 竖直线上
(2)底板要竖直，两个限位孔在同一条 释放重物 (3)纸带通
给打点计时器通电
过打点计时器时有摩擦阻力
小于所减小的重力势能
质量大一些的
返回
机械能守恒定律
1．机械能
[自学教材]
动能 和 势能 之和称为机械能。 2．机械能守恒定律 (1)内容：在只有重力做功的情况下，物体的 动能 与 重力势能 可以发生相互转化，但机械能的总量 保持不变 。 (2)条件：只有 重力 做功。 (3)表达式：Ek2＋Ep2＝ Ek1＋Ep1 。
2024届高考物理一轮总复习第十四章热学第3节热力学定律能量守恒课件
4.应用热力学第一定律的三点注意. (1)做功看体积：体积增大，气体对外做功，W 为负；体积缩 小，外界对气体做功，W 为正.气体在真空中自由膨胀，对外界不 做功，W＝0. (2)与外界绝热，则不发生热传递，此时 Q＝0. (3)由于理想气体没有分子势能，所以当它的内能变化时，主 要体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化.
考向 1 利用热力学第一定律进行定性分析 【典题 1】(2022 年广东梅州模拟)在梅州某中学的科技创新 节上，有同学做了一个小实验：如图 14-3-2 所示，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，气球的体积将会
________(填“变大”或“变小”)，是因为烧瓶里的气体_______ (填“放出”或“吸收”)了热量.
【基础自测】
1.判断下列题目的正误. (1)做功和热传递的实质是相同的.( ) (2)绝热过程中，外界压缩气体做功 20 J，气体的内能一定减 少.( ) (3)物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变.( ) (4)利用河水的能量使船逆水航行的设想，符合能量守恒定 律.( )
(5)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.( )
解析：空调将热量从温度低的室内传递到温度较高的室外，
这个过程要消耗电能，不是自发的过程.由于空调的压缩机做功， 使得空调排放到室外环境的热量大于从室内吸收的热量.
答案：不是 大于
方法技巧 热力学第一、第二定律的比较
项目
热力学第一定律
热力学第二定律
定律揭示 的问题
从能量守恒的角度揭示了 功、热量和内能改变量三 者的定量关系
与外界对它所__做__的__功____的和. (2)表达式：____Δ_U__＝__W_＋__Q______.
高中物理一轮总复习课件热力学定律与能量守恒定律
冰箱工作原理
冰箱同样利用热力学原理，通过制冷剂的循 环来降低冰箱内部的温度。制冷剂在蒸发器 内吸收热量并蒸发，将热量带到冷凝器中排 放，使得冰箱内部保持低温状态。
汽车发动机冷却系统工作原理分析
要点一
冷却系统组成
要点二
工作原理
汽车发动机的冷却系统主要由水泵、散热器、冷却风扇、 节温器等组成。
冷却系统通过水泵将冷却液循环流动，将发动机产生的热 量带到散热器中散发掉。同时，节温器根据发动机温度调 节冷却液的循环路线，确保发动机在适宜的温度下工作。
在实际问题中，热传导、对流和辐射传热往往同时存在，需要综合考虑各种传热方式的影 响。例如，建筑物围护结构的保温性能就需要考虑热传导、对流和辐射传热的综合作用。
强化传热措施
为了提高传热效率，可以采取增加传热面积、提高传热系数、加大温度差等强化传热措施 。例如，在散热器设计中，可以采用增加散热片数量、提高散热片导热性能等方法来强化 传热。
太阳能利用技术探讨
太阳能热水器
太阳能热水器利用太阳能的热量来加热水，具有环保、 节能等优点。其工作原理是通过集热器吸收太阳能并将 其转化为热能，然后将热能传递给水箱中的水，使水温 升高。
光伏发电
光伏发电是利用太阳能电池板将太阳能直接转化为电能 的过程。光伏电池板中的半导体材料在吸收太阳能后会 产生电子流动，从而形成电流。这种技术被广泛应用于 太阳能发电站、太阳能路灯等领域。
热力学第二定律
内容
不可能从单一热源吸收热 量并全部用来做功，而不 引起其他变化。
表达式
对于可逆过程，有 dS=(dQ/T)；对于不可逆 过程，有dS>(dQ/T)，其 中S表示熵，T表示热力学 温度。
熵增加原理
在孤立系统中，一切不可 逆过程必然朝着熵的不断 增加的方向进行。
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)＝－1.8×105JΔU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、B2、BCD3、CD4、A5、D6、A7、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的热量课后测评1、下面过程中是通过热传递改变物体内能的是（ ）A ．用气筒给自行车打气时，筒壁变热B ．古人钻木取火C ．用暖水袋捂手D ．摩擦生热2、如图所示，直立的绝热容器中间有一导热隔板，容器的上部装有某种气体1mol ，容器的下部装有2mol 同种气体，若把隔板抽掉，则气体温度将（ ）A ．升高B ．不变C ．降低D ．无法确定 3、如图所示，厚壁容器一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针；另一端有可移动的胶塞(用卡子卡住)，用打气筒慢慢向容器内打气，增大容器内的压强．当容器内压强增到一定程度时，打开卡子，在气体把胶塞推出的过程中（ ）A ．温度计示数升高B ．气体内能增加C ．气体内能不变D ．气体内能减小4、关于内能和机械能，下列说法中正确的是（ ）A ．机械能很大的物体，其内能一定很大B ．物体的机械能减少时，内能却可能增加C ．物体的内能减少时，机械能必然会减少D ．物体的内能为零时，机械能可以不为零5、一定质量的气体，在保持压强恒等于1.0×105Pa 的状况下，体积从20L 膨胀到30L ，这一第2题第3题过程中气体共向外界吸热4×103J，则气体内能的变化为（）A．增加了5×103JB．减少了5×103JC．增加了3×103JD．减少了3×103J6、在水平桌面上的矩形容器内部有被水平隔板隔开的A、B两部分气体，A的密度小，B的密度大．抽去隔板．加热气体，使两部分气体混合均匀，设此过程气体吸热Q，气体内能增量为ΔE，则（）A．ΔE=QB．ΔE＜QC．ΔE＞QD．无法比较7、如图容器A．B各有一个可以自由移动的轻活塞，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．原先A中水面比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流动，最后达到平衡．在这个过程中（）A．大气压对水不做功，水的内能减少B．水克服大气压做功，水的内能减少C．大气压最水不做功，水的内能不变第7题D．大气压最水不做功，水的内能增加8、下列说法正确的是（）A．外界对一物体做功，此物体的内能一定增加B．机械能完全转化成内能是不可能的C．将热量传给一个物体，此物体的内能一定改变D．一定量气体对外做功，此物体的内能不一定减少9、下列能源中，哪些属于不污染环境新能源（）A．太阳能B．核能C．风能D．石油参考答案：1．C 2．C 3．D 4．B 5．C 6．B 7．D 8．D 9、AC。
12.4能源与可持续发展(知识解读)(学生版) 2024-2025学年高中物理同步(人教版必修第三册
12.4能源与可持续发展（知识解读）（原卷版）•知识点1 能量守恒定律、能量转移或转化的方向性•知识点2 能源的分类与应用•知识点3 能源与社会发展•作业 巩固训练1、能量守恒定律内容：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其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
2、能量守恒定律意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃。
它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。
能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是在各种自然现象中普遍适用的一条规律。
3、能量守恒定律作用：指明了永动机的不可能被创造出来；发现各种自然现象之间能量的相互联系与转化。
4、能量守恒的表达式（1）初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和：E 初＝E 末。
（2）某些能量的增加量等于其他能量的减少量：ΔE 增＝ΔE 减。
5、能量耗散：自然界中有序度较高的能量，如机械能、电能、化学能，当他们变为环境的内能后，就成为更加分散也就是无序度更大的能量，没有办法把这些分散的无序度更大的内能重新变成有序度较高的能量加以利用，这样的转化过程叫做能量耗散。
6、能量转移或转化的方向性：能量的耗散是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。
各种形式的能量向内能的转化，是无序程度较小的状态向无序程度较大的状态转化，这是自然界能够自动发生、全额发生的。
一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。
7、对能量耗散和品质降低的理解（1）能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式叫品质降低。
能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为低品质的能量。
（2）内能比机械能、电能等能量低级，是一种低品质的能量。
能量耗散只是导致了能量品质降低，并不会导致能量总量减少，实际上是将能量从高度有用的形式降级为不太可用的形式。
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。
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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
课后测评
1、下面过程中是通过热传递改变物体内能的是（ ）
A ．用气筒给自行车打气时,筒壁变热
B ．古人钻木取火
C ．用暖水袋捂手
D ．摩擦生热
2、如图所示,直立的绝热容器中间有一导热隔板,容器的上部装有某种气体
1mol ,容器的下部装有2mol 同种气体,若把隔板抽掉,则气体温度将（ ）
A ．升高
B ．不变
C ．降低
D ．无法确定 3、如图所示,厚壁容器一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针；另一端有可
移动的胶塞(用卡子卡住),用打气筒慢慢向容器内打气,增大容器内的压强．当容器
内压强增到一定程度时,打开卡子,在气体把胶塞推出的过程中（ ）
A ．温度计示数升高
B ．气体内能增加
C ．气体内能不变
D ．气体内能减小
4、关于内能和机械能,下列说法中正确的是（ ）
A ．机械能很大的物体,其内能一定很大
B ．物体的机械能减少时,内能却可能增加
C ．物体的内能减少时,机械能必然会减少
D ．物体的内能为零时,机械能可以不为零
5、一定质量的气体,在保持压强恒等于1.0×105Pa 的状况下,体积从20L 膨胀到30L,这一过程
中气体共向外界吸热4×103J,则气体内能的变化为（ ）
A ．增加了5×103J
B ．减少了5×103J 第2题
第3题
C．增加了3×103J
D．减少了3×103J
6、在水平桌面上的矩形容器内部有被水平隔板隔开的A、B两部分气体,A的密度小,
B的密度大．抽去隔板．加热气体,使两部分气体混合均匀,设此过程气体吸热Q,气体内能增量为ΔE,则（）
A．ΔE=Q
B．ΔE＜Q
C．ΔE＞Q
D．无法比较
7、如图容器A．B各有一个可以自由移动的轻活塞,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．原先A中水面比B中的高,打开阀门,使A中的水逐渐向B中流动,最后达到平衡．在这个过程中（）
A．大气压对水不做功,水的内能减少
B．水克服大气压做功,水的内能减少
C．大气压最水不做功,水的内能不变
第7题D．大气压最水不做功,水的内能增加
8、下列说法正确的是（）
A．外界对一物体做功,此物体的内能一定增加
B．机械能完全转化成内能是不可能的
C．将热量传给一个物体,此物体的内能一定改变
D．一定量气体对外做功,此物体的内能不一定减少
9、下列能源中,哪些属于不污染环境新能源（）
A．太阳能B．核能
C．风能D．石油
参考答案：
1．C 2．C 3．D 4．B 5．C 6．B 7．D 8．D 9、AC。