最新人教版选修(3-3)第十章《热力学定律》复习学案
高中物理 第十章 热力学定律 3 热力学第一定律 能量守恒定律学案 新人教版选修33
3 热力学第一定律能量守恒定律[学习目标] 1.理解热力学第一定律，并会运用于分析和计算.2.理解并会运用能量守恒定律.3.知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因．一、热力学第一定律[导学探究] (1)如图1所示，快速推动活塞对汽缸内气体做功10 J，气体内能改变了多少？若保持气体体积不变，外界对汽缸传递10 J的热量，气体内能改变了多少？图1(2)一根金属丝经过某一物理过程，温度升高了，除非事先知道，否则根本无法判定是通过做功的方法，还是使用了传热的方法使它的内能增加．因为单纯地对系统做功和单纯地对系统传热都能改变系统的内能．既然它们在改变系统内能方面是等价的，那么当外界对系统做功为W，又对系统传热为Q时，系统内能的增量ΔU应该是多少？答案(1)都增加了10 J.(2)系统内能的增量ΔU＝Q＋W.[知识梳理](1)改变内能的两种方式：做功与热传递．两者在改变系统内能方面是等价的．(2)热力学第一定律：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．(3)热力学第一定律的表达式：ΔU＝Q＋W.二、能量守恒定律[导学探究] (1)使热力学系统内能改变的方式有做功和热传递．做功的过程是其他形式的能转化为内能的过程，热传递是把其他物体的内能转移为系统的内能．在能量发生转化或转移时，能量的总量会减少吗？(2)有一种所谓“全自动”的机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去．这是不是一种永动机？如果不是，维持表针走动的能量是从哪儿来的？答案(1)能量的总量不会减少．(2)这不是永动机．手表戴在手腕上，通过手臂的运动，机械手表获得能量，供手表指针走动．若将此手表长时间放置不动，它就会停下来．[知识梳理](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)能量守恒定律的意义①各种形式的能可以相互转化．②各种物理现象可以用能量守恒定律联系在一起．(3)永动机不可能制成①第一类永动机：人们把设想的不消耗能量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、对热力学第一定律的理解例1空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2×105 J的功，同时空气的内能增加了1.5×105 J，这一过程中空气向外界传递的热量是多少？答案5×104 J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＝2×105 J，ΔU＝1.5×105 J，代入上式得Q＝ΔU－W＝1.5×105 J－2×105 J＝－5×104 J.负号表示空气向外释放热量，即空气向外界传递的热量为5×104 J.应用热力学第一定律解题的一般步骤(1)根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的正负；(2)根据方程ΔU＝W＋Q求出未知量；(3)再根据未知量结果的正负来确定吸热、放热情况或做功情况.针对训练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．Q1－Q2＝W2－W1B．Q1＝Q2C．W1＝W2D．Q1＞Q2答案 A解析对一定质量的理想气体，经过一系列的状态变化后又回到原状态，表明整个过程中内能的变化为零，即通过做功和热传递引起的内能变化相互抵消，所以A选项正确．当然，若Q1＝Q2，则必定有W1＝W2；若Q1＞Q2，则必定有W1＜W2；若Q1＜Q2，则必定有W1＞W2，所以B、C、D三项都有可能但不一定，故选A.二、能量守恒定律的理解和应用1．能量的存在形式及相互转化(1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有电磁能、化学能、原子能等．(2)各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化．例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能．2．能量守恒的两种表达(1)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．3．第一类永动机不可能制成的原因分析如果没有外界供给热量而对外做功，由ΔU＝W＋Q知，系统内能将减小．若想源源不断地做功，就必须使系统不断回到初始状态，在无外界能量供给的情况下是不可能的．例2如图2所示，直立容器内部被隔板隔开的A、B两部分气体(A、B两部分体积等大)，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2A．ΔU＝Q B．ΔU<QC．ΔU>Q D．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.利用能量守恒定律解决问题时，首先应明确题目中涉及哪几种形式的能量，其次分析哪种能量增加了，哪种能量减少了，确定研究的系统后，用能量守恒观点求解.三、气体实验定律和热力学第一定律的综合应用对于理想气体，常把热力学第一定律与理想气体状态方程结合起来分析其状态变化规律，常见的分析思路如下：(1)利用体积的变化分析做功问题．气体体积增大，对外做功；气体体积减小，外界对气体做功．(2)利用温度的变化分析理想气体内能的变化．一定质量的理想气体的内能仅与温度有关，温度升高，内能增加；温度降低，内能减小． (3)利用热力学第一定律判断是吸热还是放热．由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，则Q ＝ΔU －W ，若已知气体的做功情况和内能的变化情况，即可判断气体状态变化是吸热过程还是放热过程．例3 如图3所示，A 、B 两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态A 变化到状态B 时( )图3A ．气体内能一定增加B ．气体压强变大C ．气体对外界做功D ．气体对外界放热答案 C解析 由图可知，理想气体的变化为等温膨胀，故气体压强减小，内能不变，气体对外做功；由热力学第一定律可知，气体一定从外界吸收热量．综上可知，C 对，A 、B 、D 错． 例4 如图4所示，一轻活塞将体积为V ，温度为2T 0的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热汽缸内．已知大气压强为p 0，大气温度为T 0，气体内能U 与温度T 的关系为U ＝aT (a 为正的常数)．在汽缸内气体温度缓慢降为T 0的过程中，求：图4(1)气体内能的减少量ΔU ； (2)气体放出的热量Q .答案 (1)aT 0 (2)Q ＝12p 0V ＋aT 0解析 (1)由题意可知气体内能U 与温度T 的关系为U ＝aT ，所以开始时气体的内能：U 1＝a ×2T 0末状态：U 0＝aT 0；内能的减小量ΔU ＝U 1－U 0＝aT 0(2)设温度降低后的体积为V ′，由盖—吕萨克定律得V 2T 0＝V ′T 0外界对气体做功：W ＝p 0(V －V ′) 由热力学第一定律解得：Q ＝12p 0V ＋aT 01．(热力学第一定律)一定质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 ，则根据热力学第一定律，下列各式中正确的是( ) A ．W ＝8×104J ，ΔU ＝1.2×105J ，Q ＝4×104J B ．W ＝8×104J ，ΔU ＝－1.2×105J ，Q ＝－2×105J C ．W ＝－8×104J ，ΔU ＝1.2×105J ，Q ＝2×104J D ．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 ；气体的内能减少，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 ，即B 选项正确．2．(能量守恒定律)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械 B ．做一条船，利用流水的能量逆水行舟C ．通过太阳照射飞机，即使飞机不带燃料也能飞行D ．利用核动力，驾驶地球离开太阳系 答案 BCD解析 利用磁场能可以使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦力的不可避免性，动能最终转化为内能使转动停止，故A 不符合．让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机不带燃料也能飞行，故B 、C 符合；利用反冲理论，以核动力为能源，使地球获得足够大的能量，挣脱太阳引力的束缚而离开太阳系，故D 符合．3．(热力学第一定律)如图5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5A．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；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，因为在下降过程中压强增大，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．题组一热力学第一定律1．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是( )A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变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，物体内能的变化与外界对物体做功(或物体对外界做功)和物体从外界吸热(或向外界放热)两种因素有关．物体吸收热量，但有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，故A错；同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减少，B错；若物体吸收的热量与对外做的功相等，则内能不变，C正确；而放热与对外做功都使物体内能减少，故D错．2．一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5×104J，气体对外界做功1.0×104 J，则该理想气体的( )A．温度降低，密度增大B．温度降低，密度减小C．温度升高，密度增大D．温度升高，密度减小答案 D解析由ΔU＝W＋Q可得理想气体内能变化ΔU＝－1.0×104J＋2.5×104J＝1.5×104J>0，故温度升高，A 、B 两项均错．因为气体对外做功，所以气体一定膨胀，体积变大，由ρ＝m V可知密度较小，故C 项错误，D 项正确．3．一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×105Pa 的状况下，体积从20 L 膨胀到30 L ，这一过程中气体从外界吸热4×103J ，则气体内能的变化为( ) A ．增加了5×103J B ．减少了5×103J C ．增加了3×103 J D ．减少了3×103J答案 C解析 气体等压膨胀过程对外做功W ＝p ΔV ＝1.0×105Pa×(30－20)×10－3m 3＝1.0×103J ．这一过程气体从外界吸热Q ＝4×103J ．由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，由于气体对外做功，W 应取负值，则可得ΔU ＝－1.0×103J ＋4×103J ＝3.0×103J ，即气体内能增加了3×103J ．故选项C 正确．4．如图1所示，在A →B 和D →A 的过程中，气体放出的热量分别为4 J 和30 J ，在B →C 和C →D 的过程中，气体吸收的热量分别为20 J 和12 J ．求气体完成一次循环对外界所做的功．图1答案 －2 J解析 完成一次循环内能不变，ΔU ＝0，根据热力学第一定律可知－W ＝Q AB ＋Q BC ＋Q CD ＋Q DA ＝(－4＋20＋12－30)J ＝－2 J ，即W ＝2 J ，气体完成一次循环外界对气体所做的功是2 J ，气体对外界做的功是－2 J. 题组二 能量守恒定律5．“第一类永动机”不可能制成，是因为( ) A ．不符合机械能守恒定律 B ．违背了能量守恒定律 C ．做功产生的热不符合热功当量 D 找不到合适的材料和合理的设计方案 答案 B6．如图2所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片．轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动．离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动．下列说法正确的是( )图2A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量答案 D解析轻推转轮后，叶片开始转动，由能量守恒定律可知，叶片在热水中吸收的热量一部分释放到空气中，另一部分使叶片在热水中伸展做功，所以叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量，D正确．7．一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出．对于这一过程，下列说法中正确的是( )A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B．子弹减少的动能等于木块增加的动能C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和答案 D解析射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减小，木块获得动能，同时产生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失．A、B项没有考虑到系统增加的内能，C项中应考虑的是系统减少的机械能等于系统增加的内能．故正确答案为D. 题组三热力学第一定律与气体实验定律的综合应用8．如图3所示，一绝热容器被隔板K隔成a、b两部分．已知a内有一定质量的稀薄气体，b内为真空．抽离隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中( )图3A．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 抽离隔板K ，a 内气体体积变大，由于b 内为真空，所以a 内气体不做功，由热力学第一定律可得B 正确．内能不变，故温度不变，体积变大，由玻意耳定律可知压强变小，所以D 正确．9．一定质量的理想气体，当发生如下哪些状态变化时，能放出热量( ) A ．体积不变，压强减小 B ．压强不变，体积减小 C ．温度不变，体积减少 D ．温度不变，压强减小 答案 ABC解析 根据pV T＝C 可知，体积不变，压强减小，则温度降低，内能减小，根据ΔU ＝W ＋Q 可知，W ＝0，则气体放热，选项A 正确；同理，压强不变，体积减小，则温度降低，内能减小，根据ΔU ＝W ＋Q 可知，W >0，则Q <0，气体放热，选项B 正确；温度不变，体积减少，则ΔU ＝0，W >0，则Q <0，气体放热，选项C 正确；温度不变，压强减小，则体积变大，ΔU ＝0，W <0，则Q >0，气体吸热，选项D 错误，故选A 、B 、C.10. 如图4所示，一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B ，再由状态B 变化到状态C .已知状态A 的温度为300 K.图4(1)求气体在状态B 的温度；(2)由状态B 变化到状态C 的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由． 答案 (1)1 200 K (2)见解析解析 (1)由题图知p A ＝0.5 atm ，p B ＝1.0 atm ，V A ＝1 m 3，V B ＝2 m 3，由p A V A T A ＝p B V BT B得气体在状态B 的温度T B ＝p B V B T A p A V A ＝1.0×2×3000.5×1K ＝1 200 K(2)由状态B 到状态C ，气体做等容变化，p C ＝0.5 atm ，由查理定律得p B T B ＝p CT C则：T C ＝p C p BT B ＝600 K气体由状态B 到状态C 为等容变化，不做功，但温度降低，内能减少，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，ΔU <0，W ＝0，故Q <0，可知气体放热．11．一定质量的理想气体，状态从A →B →C →D →A 的变化过程可用如图5所示的p －V 图线描述，其中D →A 为等温线，气体在状态A 时温度为T A ＝300 K ，试求：图5(1)气体在状态C 时的温度T C ； (2)气体在AB 过程中对外做了多少功；(3)若气体在AB 过程中吸热1 000 J ，则在AB 过程中气体的内能怎样变化． 答案 (1)375 K (2)600 J (3)增加400 J 解析 (1)由理想气体状态方程p A V A T A ＝p C V CT C得T C ＝p C V C T Ap A V A＝375 K (2)气体在AB 过程对外做的功为W ＝p ΔV ＝600 J (3)由热力学第一定律ΔU ＝－W ＋Q 得ΔU ＝400 J 内能增加400 J.。
(新)人教版选修3-3高二物理《第十章 热力学定律复习课》教学讲解课件
（教学讲解课件）
热传递和系统内能改变的关系
一.热传递
1.热传递: 热量从高温物体传到低温物体的过程 2.传递方向：能量从高温处转移到低温处。 3.热传递的方式：传导、对流、辐射
微观态： 在宏观状态下，符合另外的规定、规则的状态叫做这个
宏观态的微观态
系统的宏观态所对应的微观态的多少表现为宏观态无序 程度的大小。如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多， 就说这个“宏观态”是比较无序的，同时也决定了宏观过程 的方向性——从有序到无序。
（教学讲解课件）
热力学第二定律的微观意义：
（教学讲解课件）
三、能源： 能量耗散：
环境污染、可再生能源、清洁能源、化石能源等
（学讲解课件）
（1）热力学第二定律几种表述：
在物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律就是热 力学第二定律。
１．不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其 它变化。（克劳修斯表述）（按热传递的方向性来表述） ２．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。（开尔文表述）（按机械能与内能转化过程 的方向来表述） ３．气体向真空的自由膨胀是不可逆的。 ４．第二类永动机不可能制成。
物体对外界放热（放热）
Q为负
（教学讲解课件）
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别的形式，或者从一个物体转 移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变， 这就是能量守恒定律 。
（教学讲解课件）
人教版选修3-3 第十章第4节 热力学第二定律 学案
第4节 热力学第二定律1.了解热传递、扩散现象、机械能与内能的转化等都具有方向性．知道具有方向性的过程为不可逆的． 2.了解热力学第二定律的两种表述，并能用热力学第二定律解释第二类永动机不能制造成功的原因． 3.能用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移及方向性问题． 4.尝试运用热力学第二定律解决一些实际问题．一、热力学第二定律的一种表述1．热传导的方向性：一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的． 2．克劳修斯表述：德国物理学家克劳修斯在1850年提出：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．热力学第二定律的克劳修斯表述，阐述的是传热的方向性．1．(1)一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的．( )(2)热量不会从低温物体传给高温物体．( )(3)由冰箱能自发地把热量从低温物体传给高温物体．( )提示：(1)√ (2)× (3)×二、热力学第二定律的另一种表述1．热机(1)热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的化学能变成工作物质的内能．第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成机械能．(2)热机的效率：热机输出的机械功W 与燃料产生的热量Q 的比值．用公式表示为η＝W Q．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．(该表述阐述了机械能与内能转化的方向性)3．热力学第二定律的其他描述(1)一切宏观自然过程的进行都具有方向性．(2)气体向真空的自由膨胀是不可逆的．(3)第二类永动机是不可能制成的．4．第二类永动机(1)定义：只从单一热库吸收热量，使之完全变为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：虽然第二类永动机不违反能量守恒定律，但大量的事实证明，在任何情况下，热机都不可能只有一个热库，热机要不断地把吸取的热量变为有用的功，就不可避免地将一部分热量传给低温热库．2．(1)可以从单一热库吸收热量，使之完全变为功．( )(2)第二类永动机违背了能量守恒定律．( )(3)第二类永动机违背了热力学第二定律．( )提示：(1)√(2)×(3)√对热力学第二定律的理解在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不可能”“不产生其他影响”的涵义1．“自发地”是指热量从高温物体“自发地”传给低温物体的方向性．在传递过程中不会对其他物体产生影响或不需借助其他物体提供能量等．2．关于“不可能”：实际上热机或制冷机系统循环终了时，除了从单一热库吸收热量对外做功，以及热量从低温热库传到高温热库以外，过程所产生的其他一切影响，不论用任何曲折复杂的办法都不可能加以消除．3．“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．下列说法正确的是( )A．机械能全部变成内能是不可能的B．第二类永动机不可能制造成功是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式C．根据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D．从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的[解析] 机械能可以全部转化为内能，故A错；第二类永动机不可能制造成功是因为它违背了热力学第二定律，故B错；热量不能自发地从低温物体传到高温物体，但如果不是自发地，是可以进行的，故C错；从单一热源吸收热量全部用来做功而不引起其他变化，是不可能的，但如果是从单一热源吸收热量全部变为功的同时也引起了其他的变化，是可能的，故D项对．[答案] D对热力学第二定律理解的两个误区(1)误认为热量只能由高温物体传到低温物体，不能由低温物体传到高温物体．热量可以由高温物体传到低温物体，也可以由低温物体传到高温物体；但是，前者可以自发完成，而后者则必须有外界参与．(2)误认为机械能可以完全转化为内能，而内能不能完全转化为机械能．机械能可以完全转化为内能，内能也可以完全转化为机械能；但是，前者可以不产生其他影响，而后者一定会产生其他影响．1.下列说法正确的是( )A．热量不能由低温物体传递到高温物体B．外界对物体做功，物体的内能必定增加C．第二类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律D．不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响解析：选D.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，但在外界帮助下，热量可以从低温物体传到高温物体，例如电冰箱制冷时，压缩机工作，消耗了电能，同时热量由冰箱内的低温物体传递到冰箱外的高温物体，所以选项A错误；外界对物体做功的同时，物体可能放热，物体的内能不一定增加，所以选项B错误；第二类永动机不可能制成，虽不违背能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律，因此它不可能制成，所以选项C错误；而D选项中的表述就是热力学第二定律的一种表述形式，所以选项D正确．热力学第一定律与热力学第二定律的比较1．两个定律的区别：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具有不可逆性．2．两个定律的联系：两定律都是热力学基本定律，分别从不同角度揭示了与热现象有关的物理过程所遵循的规律．二者既相互独立，又相互补充，都是热力学的理论基础．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的转化规律，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[解析] 热力学第一定律揭示了内能与其他形式能量之间的转化关系，是能量守恒定律在热力学中的具体体现．热力学第二定律则进一步阐明了内能与其他形式能量转化时的方向性，二者表述的角度不同，本质不同，相互补充，并不矛盾，故C、D错误，B正确．内能在一定条件下可以全部转化为机械能，热量也可以由低温物体传递到高温物体，但是要引起其他变化，如电冰箱制冷机工作要消耗电能，故A错误．[答案] B2.(多选)关于两类永动机和热力学两大定律，下列说法正确的是( )A．热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的B．热力学第二定律的两种表述是等效的C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热库吸收热量，完全变成功也是可能的解析：选ABD．热力学第二定律有几种不同的表述形式，但它们是等效的，它与热力学第一定律是各自独立的，故A、B正确．由热力学第一定律可知W≠0，Q≠0，但ΔU＝W＋Q 可以等于0，C错误；由热力学第二定律可知D中现象是可能的，但不引起其他变化是不可能的，D正确.[随堂检测]1．热力学第二定律使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程( )A．都具有方向性B．只是部分具有方向性C．没有方向性D．无法确定解析：选A．一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性．2．下列说法正确的是( )A．物体放出热量，温度一定降低B．物体内能增加，温度一定升高C．热量能自发地从低温物体传给高温物体D．热量能自发地从高温物体传给低温物体解析：选D．热量和内能之间没有必然的联系，A错；内能与宏观的温度和体积有关，所以B错；热量能自发地从高温物体传给低温物体，不能自发地从低温物体传给高温物体，所以C错、D对．3．我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来，其原因是( )A．违反了能量守恒定律B．在任何条件下内能不可能转化为机械能，只有机械能才能转化为内能C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的D．以上说法均不正确解析：选C．机械能和内能的相互转化，必须通过做功来实现．机械能可以自发地转化为内能，但内能不能自发地转化为机械能．4．(多选)根据热力学第二定律，下列说法正确的是( )A．热机中燃气的内能不可能全部变成机械能B．电流的能不可能全部转变成内能C．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部转变成电能D．在传热中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体解析：选ACD．任何热机效率都不可能是100%，故A正确；由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的能可以全部转化为内能，故B错误；火力发电机发电时，能量转化的过程为内能→机械能→电能，因为内能→机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不能全部变为电能，C正确；热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，故D正确．5．(多选)电冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明了( )A．热量能自发地从低温物体传给高温物体B．在一定条件下，热量可以从低温物体传给高温物体C．热量的传递过程不具有方向性D．在自发的条件下热量的传递过程具有方向性解析：选BD.一切自发过程都有方向性，如热传递，热量总是由高温物体自发地传向低温物体；又如扩散，气体总是自发地由密度大的地方向密度小的地方扩散．如果在外界帮助下气体可以由密度小的地方向密度大的地方扩散，热量可以从低温物体传向高温物体，电冰箱就是借助外界做功把热量从低温物体——冷冻食品传向高温物体——周围的大气．所以在解答热力学过程的方向性问题时，要区分是自发过程还是非自发过程，电冰箱内热量传递的过程是有外界参与的．。
高中物理第十章热力学定律章末复习课学案新人教版选修3-3
------------------------- 天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤劳------------------------------第十章热力学定律章末复习课【知识系统】[ 答案填写 ] ①无②Δ＝③p V ④温度差⑤做功⑥Δ ＝⑦ ＋⑧U W U Q W Q不行能⑨自觉的⑩单调? 100% ? 增大? 低质量主题 1热力学第必定律1．做功与热传达的差别与联系．做功和热传达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，但它们的实质不一样．做功是其余形式的能和内能之间的转变，热传达则是物体间内能的转移．2．热力学第必定律．U＝ W＋ Q.正确理解公式的意义及符号含义是解决本类问题的重点．(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)U>0，物体的内能增添；U<0，物体的内能减少．剖析题干，确立内能改变的方式( W，Q) →判断W，Q的符号→代入公式U＝ W＋ Q→得出结论：------------------------- 天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤劳 ------------------------------U >0，则内能增添 |U | ；<0，则内能减少 ||.UU【例 1】 (2016 ·全国Ⅱ卷 )( 多项选择 ) 必定量的理想气体从状态 a 开始，经历等温或等压 过程、 bc 、 、da 回到原状态，其- 图象如下图，此中对角线 ac 的延伸线过原点ab cdp TO . 以下判断正确的选项是 ________．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 中气体从外界汲取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分析： 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c 的温度，则 a 的内能大于 c 的内能故 B 正确；由热力学第必定律 U ＝ W ＋ Q 知， cd 过程温 度不变 ( 内能不变 ) ，则 ＝－ ，故 C 错误；da 过程温度高升内能增大，则汲取的热量大于Q W对外做的功，故 D 错误； bc 过程温度降低量和 da 过程温度的高升量同样则内能的变化量相同，由热力学第必定律知E 正确．答案： ABE针对训练1．(2015 ·重庆卷 ) 某驾驶员发现中正午车胎内的气压高于清早时的，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，那么以下正确的选项是( )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，内能增大分析： 对车胎内的理想气体剖析知，由于是理想气体分子势能以为是0，内能只看分子动能，正午温度高升，分子均匀动能增大故内能增大，体积增大为气体对外做功，应选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) 依据热传达的方向性表述为：热量不可以自觉地从低温物体传到高温物体，这是热力学第二定律的克劳修斯表述．(2) 依据机械能与内能转变的方向性表述为：不行能从单调热库汲取热量，使之完整变成功，而不产生其余影响．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意义：(1)全部自然过程老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．在整个自然界中，不论有无生命，全部宏观的自觉过程都拥有单向性，都是不行逆过程．如河水向下游流，重物向着落，房子由新到旧直至坍毁，人要从婴儿到老年直至死亡等．【例 2】( 多项选择 ) 依据热力学定律，以下说法正确的选项是()A．电冰箱的工作过程表示，热量能够从低温物体向高温物体传达B．空调机在制冷过程中，从室内汲取的热量少于向室外放出的热量C．科技的进步能够使内燃机成为单调的热源热机D．对能源的过分耗费使自然界的能量不停减少，形成“能源危机”分析：在外界帮助的状况下，热量能够从低温物体向高温物体传达， A 对；空调在制冷时，把室内的热量向室外开释，需要耗费电能，同时产生热量，因此向室外放出的热量大于从室内汲取的热量， B 对；依据热力学第二定律，可知内燃机不行能成为单调热源的热机，C 错；由于自然界的能量是守恒的，能源的耗费其实不会使自然界的总能量减少，D 错．答案： AB针对训练2． ( 多项选择 ) 以下对于热现象的描绘正确的选项是()A．据热力学定律，热机的效率不行能达到100%B．做功和热传达都是经过能量转变的方式改变系统内能的C．温度是描绘热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热均衡时两系统温度同样D．物体由大批分子构成，其单个分子的运动是无规则的，大批分子的运动也是无规律的分析：依据热力学第二定律可知，热机的效率不行能达到100%，故 A 正确；做功是通过能量转变的方式改变系统内能的，热传达是经过能量转移的方式改变系统内能的，故 B 错误；依据热力学第二定律，温度是描绘热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度同样，故 C 正确；物体由大批分子构成，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，故D错误．答案： AC统揽考情金戈铁制卷本章考察多以选择题的形式出现， 主要考察热力学第必定律， 改变内能的门路： 做功和热传达，并联合理想气体状态方程进行考察．对热力学第二定律主要以一个选项的形式出现，主假如热力学第二定律的两种表述及其微观意义．真题例析(2016 ·全国Ⅰ卷 )( 多项选择 ) 对于热力学定律，以下说法正确的选项是__________．A ．气体吸热后温度必定高升B ．对气体做功能够改变其内能C ．理想气体等压膨胀过程必定放热D ．热量不行能自觉地从低温物体传到高温物体E ．假如两个系统分别与状态确立的第三个系统达到热均衡，那么这两个系统相互之间也必然达到热均衡分析： 气体内能的改变U ＝Q ＋ W ，故对气体做功可改变气体内能， B 选项正确；气体 吸热为 Q ，但不确立外界做功 W 的状况，故不可以确立气体温度变化， A 选项错误；理想气体等压膨胀， W<0，由理想气体状态方程pV p 不变， V 增大，气体温度高升，内能增大，＝ ，TC由 U ＝ Q ＋W ，气体过程中必定吸热， C 选项错误；由热力学第二定律， D 选项正确；依据均衡性质， E 选项正确．答案： BDE针对训练( 多项选择 ) 必定量的理想气体从状态a 开始，经历三个过程 、 、 回到原状态， 其p-Tab bc ca 图象如下图，以下判断正确的选项是 ()A ．过程 ab 中气体必定吸热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 分子的均匀动能最小E ． b 和 c 两个状态中，容器壁单位面积单位时间内遇到气体分子撞击的次数不一样分析： 在 ab 段体积不变则W ＝ 0，但温度高升物体内能增大即U>0，由热力学第必定律U ＝ W ＋Q ，则吸热，故 A 正确．过程 bc 中温度不变则内能不变即 U ＝ 0，但体积增大，气体对外做功 W<0，由热力学第必定律U ＝ W ＋ Q ， Q >0 故吸热则 B 错．过程 ca 中温度减小即 U <0，体积减小外界对气体做功， 由热力学第必定律U ＝ W ＋ Q ，二者不会相等， 放出的热量多故 C 错． a 、 b 和 c 三个状态中，状态a 的温度最小，故分子的均匀动能最小，则 D------------------------- 天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤劳 ------------------------------正确． b 和 c 两个状态中温度同样分子均匀动能相等，但体积增大分子密集程度变小造成撞击次数减小，故 E 正确．答案： ADE1. 如图，必定质量的理想气体， 由状态 a 经过 ab 过程抵达状态 b 或许经过 ac 过程抵达状态 . 设气体在状态 b 和状态 c 的温度分别为 T 和 T ，在过程 ab 和 ac 中汲取的热量分别b c为Q 和Q ，则()abacA ． T b >T c ，Q ab >Q acB ． T b >T c ， Q ab<Q ac C ．T ＝T ，Q >QD ．T ＝T ，Q <Qbcabacbc ab ac2 0p 02 0分析： 由理想气体状态方程在 p VVbcbc 两点： T c＝T b ，则 T ＝ T ，过程 ab 和过程 ac 内 能的增量同样且U >0. 过程 ab 体积增大则对外做功， 即 W <0，由热力学第必定律 U ＝W ＋ Q ， 则汲取的热量 Q ＝ U ＋| W | ，过程 ac 体积不变 W ＝0，则 U ＝Q ，则 C 正确．abac答案： C2.(2016 ·海南卷 )( 多项选择 ) 必定量的理想气体从状态 M 能够经历过程 1 或许过程 2 抵达状态 N ，其 p-V 图象如下图．在过程1 中，气体一直与外界无热量互换；在过程2 中，气体先经历等容变化再经历等压变化．对于这两个过程，以下说法正确的选项是 _______．A ．气体经历过程 1，其温度降低B ．气体经历过程 1，其内能减小C ．气体在过程 2 中向来对外放热D ．气体在过程 2 中向来对外做功E ．气体经历过程 1 的内能改变量与经历过程2 的同样分析： 气体经历过程 1，压强减小体积变大，膨胀对外做功，内能减小，故温度降低，pV选项 A 、 B 正确；气体在过程 2 中，依据理想气体状态方程T ＝ C ，刚开始时气体体积不变，金戈铁制卷-------------------------天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤劳------------------------------压强减小，则温度降低，对外放热；而后压强不变，体积变大，膨胀对外做功，温度高升吸热，故 C、D 错误；不论是经过过程 1 仍是经过过程2，初、末状态同样，故内能改变量相同，选项 E 正确．答案： ABE3． (2016 ·全国Ⅲ卷 )( 多项选择 ) 对于气体的内能，以下说法正确的选项是________．A．质量和温度都同样的气体，内能必定同样B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C．气体被压缩时，内能可能不变D．必定量的某种理想气体的内能只与温度相关E．必定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能必定增添分析：温度同样，分子均匀动能同样，质量固然同样但两种气体分子个数不必定同样，则内能不必定同样，故A、 B 错误；理想气体的内能只与温度相关，等压膨胀温度必高升，故 D、 E 正确；由热力学第必定律知，外界对气体做功但可能放热故内能可能不变，则 C 正确．答案： CDE4.( 多项选择）如下图，内壁圆滑、导热优秀的气缸顶用活塞封闭有必定质量的理想气体. 当环境温度高升时，缸内气体(）A. 内能增添B. 对外做功C. 压强增大D. 分子间的引力和斥力都增大mg分析：对活塞： p＝ p0＋S知：压强不变；由等压变化规律：温度高升体积增大，体积增大则对外做功；导热优秀则温度与环境温度同样，增大，内能增大；对理想气体不考虑分子间的互相作使劲. 应选 AB.答案： AB5．压缩过程中，两个阀门均封闭．若此过程中，气室中的气体与外界无热量互换，内能增添了 3.4 × 104 J，则该气体的分子均匀动能________( 填“增添”“减少”或“不变”) ，活塞对该气体所做的功________( 填“大于”“小于”或“等于”)3.4 × 104 J.金戈铁制卷-------------------------天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤劳------------------------------分析：无热互换即Q＝0，内能增添了 3. 4 × 104 J ，由热力学第必定律知外界对气体做功：U＝ W.对理想气体不考虑分子势能，内能增添则分子均匀动能增添．答案：增添等于金戈铁制卷。
最新人教版高中物理选修3-3第十章《热力学定律》本概览
第十章 热力学定律
本章概览
三维目标
认识热力学定律的基本观点，了解焦耳实验的原理.
知道什么是内能以及物体内能跟温度和体积有关，内能的变化可以分别由功和热量来量度.
知道内能改变的两种方式，做功和热传递，它们改变物体的内能是等效的.使学生学会用一分为二的观点分析问题.
知道热力学第一定律，能量守恒定律的内容，了解永动机为什么不能制成的原因；会用ΔU=W ＋Q 分析和解决问题.
理解热力学第二定律的两种表述以及热力学第二定律的微观解释；培养人类必须遵循自然界规律的思想.
了解什么是能源，什么是常规能源，能源与人类需求的矛盾；养成热爱自然、节约能源的习惯和意识.提高学生的科学观念和社会责任感.
知识网络
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能量定恒定律符号规则表达式内容热力学第一定律恒定律热力学第一定律能量守热和内能热传递热和内能内能焦耳实验功和内能热力学定律,:U Q W。
最新版高中物理第10章热力学定律章末复习课学案新人教版选修3-3
热力学定律[体系构建][核心速填］1．内能（1）功和内能:在绝热情况下,功是能量变化的量度．（2)热和内能:只有热传递时,热量是内能变化的量度．(3）做功和热传递在改变物体的内能上呈等效的．2．热力学第一定律(1）内容：一个热力学系统的内能增量等于功W和传递的热量Q的总和．(2）表达式：ΔU＝Q＋W.(3)能量守恒定律：不创生,不消失，只能转化和转移，总量不变．（4)第一类永动机不能制成，违背了能量守恒定律．3．热力学第二定律（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．（3)微观解释：一切自发过程总是沿分子热运动无序性增大的方向进行．（4）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．(5)第二类永动机不能制成,违背了热力学第二定律．4．能源与可持续发展（1)能量耗散:一切能量最终要转化成不可回收的能量．（2)环境污染:温室效应，酸雨，光化学烟雾．(3）开发新能源：太阳能，生物质能，风能，水能等．热力学第一定律及其应用12．注意各物理量符号和理想气体的特点（1)各物理量符合的意义物理量ΔU W Q大于零物体的内能增加外界对物体做功物体吸热小于零物体的内能减少物体对外界做功物体放热等于零物体内能不变物体对外界(或外界对物体)不做功物体与外界绝热①只有绝热过程Q＝0,ΔU＝W，用做功可判断内能的变化．②只有在气体体积不变时,W＝0，ΔU＝Q，用吸热、放热情况可判断内能的变化．③若物体内能不变，即ΔU＝0，W和Q不一定等于零，而是W＋Q＝0，功和热量符号相反．大小相等,因此判断内能变化问题一定要全面考虑．④对于气体，做功W的正负一般要看气体体积变化，气体体积缩小，W〉0;气体体积增大，W<0.【例1】(多选)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B．若气体的温度不断升高，其压强也一定不断增大C．若气体温度升高1 K，其等容过程所吸收的热量一定小于等压过程所吸收的热量D．在完全失重状态下，气体的压强为零E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大ACE ［一定质量的理想气体的内能与温度有关，若气体的压强和体积都不变，则温度不变，其内能也一定不变,A正确；由错误!＝C知，气体的温度不断升高,压强不一定增大，B错误；根据热力学第一定律有ΔU＝Q＋W，气体温度升高1 K，ΔU相同，等容过程W＝0，等压过程，体积增大，则W<0，故等容过程所吸收的热量一定小于等压过程所吸收的热量，C正确；气体的压强是由于分子频繁撞击器壁而产生的，与是否失重无关，D错误;温度升高,理想气体的内能一定增大，E正确．］［一语通关］(1）对于气体要抓住体积V变化是做功的标志(气体自由膨胀除外，一般情况下，V变大,对外做功，W＜0，反之，对内做功，W＞0)．（2）对于理想气体要抓住温度T变化是内能变化的标志（T升高，内能增加ΔU＞0，反之，内能减少ΔU＜0)．1．在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程:第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为6 J；第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸收的热量为9 J．图线AC的反向延长线过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零．求：（1)从状态A到状态C的过程，该气体对外界做的功W1和其内能的增量ΔU1；（2）从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量ΔU2及其从外界吸收的热量Q2.[解析] (1）由题意知从状态A到状态C的过程，气体发生等容变化该气体对外界做的功W1＝0根据热力学第一定律有：ΔU1＝W1＋Q1内能的增量ΔU1＝Q1＝9 J.（2）从状态A到状态B的过程，体积减小，温度升高该气体内能的增量ΔU2＝ΔU1＝9 J根据热力学第一定律有ΔU2＝W2＋Q2从外界吸收的热量Q2＝ΔU2－W2＝3 J.［答案] (1）0 9 J （2)9 J 3 J热力学第二定律及其应用1（1）热传递具有方向性两个温度不同的物体进行接触时，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，来产生其他影响或引起其他变化．(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，绝不会自发地分开，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再从容器中流回，使容器变为真空．2．深刻理解热力学第二定律的内涵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，这些不同形式的表述都是等价的．【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．空调工作时消耗的电能比室内温度降低所放出的热量要多C．自发的热传导是不可逆的D．可以通过给物体加热而使它运动起来，但不产生其它影响E．气体向真空膨胀具有方向性BCE ［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，空调消耗的电能必大于室内温度降低所放出的热量,A错误,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它影响,这违背了热力学第二定律,D错误，C正确；气体可自发地向真空容器膨胀，E正确．］［一语通关]（1)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．(2)理解的关键是“自发”和“不引起其他变化"．2．（多选）地球上有很多的海水,它的总质量约为1。
高中物理 10.3《热力学第一定律》复习学案 新人教版选修3-3
2、被恩格斯列为 19 世纪三大发现有哪些事件？ 引入
三、永动机不可能制成 1、什么是第一类永动机？
新 知， 探索 新知
2、第一类永动机为什么不能制成 三、例题讲解 例 1.一定量的气体在某一过程中， 外界对气体做了 8×10 J 的功，气体的内能减少了 1.2 ×10 J，则下列各式中正确的是 （
【当堂达标】 1、在热力学第一定律的表达式Δ U=W+Q 中关于Δ U、W、Q 各个物理量的正、负，下列说 法中正确的是 （ ）
A.外界对物体做功时 W 为正，吸热时 Q 为负，内能增加时Δ U 为正 B.物体对外界做功时 W 为负，吸热时 Q 为正，内能增加时Δ U 为负 C.物体对外界做功时 W 为负，吸热时 Q 为正，内能增加时Δ U 为正 D.外界对物体做功时 W 为负，吸热时 Q 为负，内能增加时Δ U 为负 2、关于物体内能的变化，以下说法正确的是 （ A.物体吸热，内能一定增大 B.物体对外做功，内能可能增大 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 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.秋千的机械能守恒 C.只有动能和重力势能的相互转化 B.秋千的能量正在消失 D.减少的机械能转化为内能，但总能量守恒 ) ） ） 分析 题 目、 总结 方法
4、下列各物体在所经历的过程中，内能增加的有 ( A.在光滑斜面上由静止释放而下滑的物体 B.水平飞行并射穿木块的子弹 C.在绝热的条件下被压缩的气体
D.在光滑水平面上运动的两个小球，碰撞后以共同的速度运动 5、对于在一个大气压下 100℃的水变成 100℃的水蒸气的过程中，下列说法正确的是 （ ） A.水的内能增加，对外界做功，一定是吸热 B.水的内能不变，对外界做功，从外界吸热 C.水的内能减少，对外界不做功，向外界放热 D.水的内能增加，对外界做功，向外界放热 6、图 10.3-1 所示是一定质量的理想气体从状态 A 经 B 至 C 的 P— 中（ ） B.气体的体积增大 D.气体对外界做功
高中物理第十章热力学定律1功和内能学案新人教版选修3_3
第十章热力学定律〔情景切入〕地球上的能源很多,提供能量的形式各不相同。
风、水、洋流和波浪等是以机械能的形式提供的,可以利用各种风力机械和水力机械转化为动力或电力。
煤、石油和天然气等一般是通过燃烧把化学能转化为内能,内能可以直接利用。
一些热力机械可以把内能转化为动力带动机械或交通工具工作,也可进行热力发电。
能量可以互相转化,各种能量最终都转化为内能。
你是否知道能量间的转化具有一定的规律呢？请你在本章的学习中得出答案吧。
〔知识导航〕本章主要讲述了改变物体内能的两种方式：做功和热传递,热力学第一定律和能量守恒定律,以及热力学第二定律和能量耗散。
本章从焦耳的热功当量实验切入,从功是能量转化的量度来认识内能,接着从内能改变的方式——热传递说明热与内能的关系,能的转化和守恒定律是自然界普遍适用的规律。
接着以热力学定律来说明能量与热量的区别及联系,最后以新能源开发与应用来结束本章。
本章教材共六节,整章内容可分四部分：第一部分即第一、二节,了解做功和热传递与内能的关系；第二部分即第三节,学习热力学第一定律及其微观解释；第四部分即第四、五、六节,了解热力学第二定律及其微观解释、能源和可持续发展及开发新能源的意义。
本章重点：改变物体内能的两种方式——做功和热传递,热力学第一定律。
本章难点：能量守恒定律,热力学第二定律及微观解释。
〔学法指导〕本章内容规律较多,且较抽象,初学者理解起来不太容易,给学习带来一定难度,如何突破本章知识要点,把握重点,掌握方法是关键。
要注意从实验和模型来建立物理图景,把抽象的事物形象化,更要注意利用科学的假说和模型来研究问题,把不能直接观测的对象转化为能够直接观测的对象。
第一节功和内能【素养目标定位】※了解焦耳的热功当量实验,明确实验原理※※理解内能的概念,并了解功是能量改变的量度课前预习反馈知识点1 焦耳的实验1．绝热过程系统只通过对外界做功或__外界对它__做功而与外界__不交换__能量,它不从外界__吸热__,也不向外界__散热__。
人教版选修3-3第十章热力学定律第1、2、3节(导学案+重难点突破+课后测评)
功和内能热和内能热力学第一定律能量守恒定律课前导学一、功和内能1．在焦耳的许多实验中，有两个最具有代表性：一个实验是让重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升；另一个实验是通过电流的热效应给水加热．焦耳的这两个实验说明了什么问题？焦耳的实验（1）绝热过程：系统只由于外界对它做功而与外界交换，它不从外界吸热，也不向外界。
（2）实验结论：要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的量只由过程始末两个状态决定，而与做功的方式(填“有关”或“无关”)。
2．如图所示，在有机玻璃筒底放少量浸有乙醚的棉花，压下活塞，观察棉花的变化。
（1）你能看到什么现象？实验现象说明了什么？（2）图中用力按压活塞时为什么一定要迅速？3．如图所示，小孩沿滑梯下滑时屁股通常会感到发热，这是为什么？功和内能（1）内能微观：所有分子的动能和势能之和。
宏观：只依赖于热力学系统的物理量。
（2）功和内能：在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统内能的增加量，即。
（3）ΔU＝W适用条件是过程。
在绝热过程中，外界对系统做功，系统的内能；系统对外界做功，系统的内能。
二、热和内能1．用铁锤反复敲击铁棒，铁棒的温度会升高，把铁棒放在碳火上烧，铁棒的温度也会升高，这说明了什么问题？2．如图所示是热传递的三种方式——传导、对流和辐射（1）这三种方式在传递能量时有什么共同点？（2）热传递和做功都可以改变物体的内能，这两种方式在改变物体内能时本质上又有什么不同？3．热传递(1)条件：物体的不同。
(2)热传递：热量总是从物体向物体传递。
4．热和内能(1)热量：它是在单纯的传热过程中系统变化的量度。
(2)表达式：。
(3)热传递与做功在改变系统内能上的异同①做功和热传递都能引起系统的改变。
②做功时是内能与其他形式能的；热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的。
三、热力学第一定律1．如图所示，快速推动活塞对汽缸内气体做功10 J，气体内能改变了多少？若保持气体体积不变，外界对汽缸传递10 J的热量，气体内能改变了多少？改变内能的两种方式：与。
全国新课标人教版高二物理选修33第十章热力学定律导学案设计(含,精排版)10.
§10.1 功和内能制作： _____________ 审查： ______________班级：.组名：.姓名：.时间：年月日【学习指导】：1兴趣、好奇心、不停试试、自主性、踊跃性2动脑思虑，脑筋清楚3狠抓落实，并且要有详尽的落实措施4听懂是骗人的，看懂是骗人的，做出来才是自己的5独立、限时、满分作答6不单要去学习，并且要学出成效，还要提升效率。
7保证成效就要每个点都要达标。
达标的标准是可以“独立做（说、写）出来”，不达标你的努力就表现不出来8该记的记，该理解的理解，该练习的练习，该总结的总结，勿懒惰！9费曼学习法：确定一个学习的知识点；假设你在教授他人该知识点；碰到卡壳时回顾相关知识点；简化你的语言，达到平常易懂的程度。
该法特别合适看法、定义、定理、定律等的理解和记忆。
10明确在学习什么东西，对此中的看法、定律等要追根溯源，弄清前因后果才能理解透辟、应用灵巧11总结：11.1 每题总结：每做完一道题都要总结该题涉及的知识点和方法11.2 题型总结：先会后熟，一种题型先模拟、思虑，弄懂后，总结出这种题型的出现特色、解题方法，而后再多做几道同种类的，直到碰到这种题型就条件反射得悉道怎么做11.3小节总结：总结该小节的知识结构、常有题型及做法11.4章节总结：总结该章节的知识结构、常有题型及做法12多做多思，孰能生巧，熟到条件反射，这样一是能见到更多的出题方式，二是能提升做题速度13依据忘记曲线，进行循环复习14步骤规范，书写整齐，条理清楚15步骤一步一步的写，最好不要把几个公式合成一个式子来写，因为有步骤分16错题本的建立：在每次发的试卷资料的右上角写上日期，同一科目的试卷按日期序次放好。
在做错的题号上画叉号，在不会做的题号上画问号，此后就是一本很好的错题集。
其余资料亦这样办理。
这种方式简单适用。
同时，当你积攒到必定程度，看到自己做过的厚厚的资料，难道不会由衷的产生一种成就感么？！【一分钟德育】 ( 将下边的内容比较自己，理论要落地)历史名言毁三观的下半句-------言必信，行必果，硁硁然小人哉！此句原出自《论语·子路第十三》里子贡和孔子的对话。
高中物理 人教版选修3-3 第十章第3、4节 热力学定律、能量转换教案、教学设计、 学案
第3节热力学第一定律能量守恒定律教学目标1.理解热力学第一定律，掌握它的表达式并能进行有关计算．2.理解能量守恒定律，会用能量守恒的观点分析、解决有关问题．新知探寻一、热力学第一定律1．改变内能的两种方式：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)表达式：ΔU＝Q＋W．1．(1)外界对系统做功，系统的内能一定增加. ()(2)系统内能增加，一定是系统从外界吸收热量．()(3)系统从外界吸收热量5 J，内能可能增加5 J．()(4)系统内能减少，一定是系统对外界做功．()提示：(1)×(2)×(3)√(4)×二、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另一种形式，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.意义(1)各种形式的能可以相互转化．(2)各种互不相关的物理现象可以用能量守恒定律联系在一起．2．(1)石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了．()(2)用太阳灶烧水是太阳能转化为内能．()提示：(1)×(2)√三、永动机不可能制成1.第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器．2.第一类永动机不可能制成的原因：违背了能量守恒定律．有一种所谓“全自动”机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去．这是不是一种永动机？如果不是，维持表针走动的能量是从哪儿来的？提示：这不是永动机．是通过手臂的摆动获得能量．课堂重要知识点热力学第一定律的理解和应用1．对公式ΔU＝Q＋W中ΔU、Q、W符号的规定符号Q W ΔU＋物体吸收热量外界对物体做功内能增加－物体放出热量物体对外界做功内能减少2.(1)若过程是绝热的，即Q＝0，则ΔU＝W，物体内能的增加量等于外界对物体做的功．(2)若过程中不做功，即W＝0，则ΔU＝Q，物体内能的增加量等于物体从外界吸收的热量．(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对物体做的功等于物体放出的热量(或物体吸收的热量等于物体对外界做的功)．3．判断是否做功的方法：一般情况下看物体的体积是否变化．(1)若物体体积增大，表明物体对外界做功，W<0.(2)若物体体积减小，表明外界对物体做功，W>0.命题视角1用热力学第一定律定性分析密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能)() A．内能减小，外界对其做功B．内能减小，吸收热量C．内能增大，对外界做功D．内能增大，放出热量[解析]密闭有空气的薄塑料瓶降温说明气体的内能减小，薄塑料瓶变扁说明外界对气体做功；由热力学第一定律可知，气体在变化过程中放出热量，所以选项A正确．[答案] A命题视角2用热力学第一定律进行定量计算如图所示是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功500 J，同时气体向外界放热100 J，缸内气体的()A．温度升高，内能增加400 JB．温度升高，内能减少400 JC．温度降低，内能增加600 JD．温度降低，内能减少600 J[解析]由热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q＝500 J＋(－100 J)＝400 J，即缸内气体内能增加400 J，气体温度升高，故选项A对，B、C、D错．[答案] A应用热力学第一定律解决问题的关键(1)要明确研究的对象是哪个物体或者说是哪个热力学系统．(2)应用热力学第一定律计算时，要依照符号法则代入数据，对结果的正、负也同样依照符号法则来解释其意义．命题视角3热力学第一定律与气体实验定律的综合应用如图所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态A变化到状态B时()A．气体内能一定增加B．气体压强变大C．气体对外界做功D．气体对外界放热[思路点拨](1)一定质量理想气体的内能由温度决定．(2)由pV＝C判断压强变化．(3)根据体积变化判断做功情况．(4)由热力学第一定律判断吸热还是放热．[解析]由题图可知，理想气体的变化为等温膨胀，气体压强减小，故气体的内能不变，气体对外做功；由热力学第一定律可知，气体一定从外界吸收热量．综上可知，C对，A、B、D错．[答案] C【通关练习】1．下列说法正确的是( ) A ．物体放出热量，其内能一定减小 B ．物体对外做功，其内能一定减小C ．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D ．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变解析：选C ．根据热力学第一定律(公式ΔU ＝Q ＋W )可知，做功和热传递都可以改变物体的内能，当外界对物体做的功大于物体放出的热量或物体吸收的热量大于物体对外做的功时，物体的内能增加，选项A 、B 错误，选项C 正确；物体放出热量同时对外做功，则Q ＋W <0，内能减小，选项D 错误．2．如图，一定质量的理想气体，由状态a 经过ab 过程到达状态b 或者经过ac 过程到达状态c .设气体在状态b 和状态c 的温度分别为T b 和T c ，在过程ab 和ac 中吸收的热量分别为Q ab 和Q ac ，则( )A ．T b >T c ，Q ab >Q acB ．T b >T c ，Q ab <Q acC ．T b ＝T c ，Q ab >Q acD ．T b ＝T c ，Q ab <Q ac解析：选C ．由理想气体状态方程可知p a V a T a ＝p c V c T c ＝p b V bT b ，即2p 0·V 0T c ＝p 0·2V 0T b，得T c ＝T b ，则气体在b 、c 状态内能相等，因a 到b 和a 到c 的ΔU 相同；而a 到c 过程中气体体积不变，W ＝0，a 到b 过程中气体膨胀对外做功，W ＜0，根据热力学第一定律：ΔU ＝Q ＋W 可知a 到b 的吸热Q ab 大于a 到c 的吸热Q ac ，即Q ab ＞Q ac .选项C 正确．3．(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p －T 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：选ABE.由pVT ＝k 可知，p －T 图象中过原点的一条倾斜的直线是等容线，A 项正确；气体从状态c 到状态d 的过程温度不变，内能不变，从状态d 到状态a 的过程温度升高，内能增加，B 项正确；由于过程cd 中气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，气体向外放出的热量等于外界对气体做的功，C 项错误；在过程da 中气体内能增加，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，D 项错误；过程bc 中，外界对气体做的功W bc ＝p b (V b －V c )＝p b V b －p c V c ，过程da 中气体对外界做的功W da ＝p d (V a －V d )＝p a V a －p d V d ，由于p b V b ＝p a V a ，p c V c ＝p d V d ，因此过程bc 中外界对气体做的功与过程da 中气体对外界做的功相等，E 项正确．能量守恒定律的理解和应用1．能量的存在形式及相互转化(1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有电磁能、化学能、原子能等．(2)各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化．例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能．2．能量守恒的两种表达(1)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等． (2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．3．第一类永动机失败的原因分析：如果没有外界供给热量而对外做功，由ΔU＝W＋Q 知，系统内能将减小．若想源源不断地做功，就必须使系统不断回到初始状态，在无外界能量供给的情况下是不可能的．如图所示，直立容器的内部有被隔板隔开的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，使两部分气体均匀混合．设在此过程中气体吸热Q，气体内能的增量为ΔE，则()A．ΔE＝Q B．ΔE<QC．ΔE>Q D．ΔE＝0[思路点拨]先分析系统中哪些形式的能量发生变化，再由能量守恒定律判断．[解析]抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀分布，其重心升高，重力势能增加．由能量守恒定律知，增加的重力势能由内能转化而来，所以内能的增量小于吸收的热量，故选项B正确．[答案] B利用能量守恒定律解决问题时，首先应明确题目中涉及哪几种形式的能量，其次分析哪种能量增加了，哪种能量减少了，确定研究的系统后，用能量守恒的观点求解．如图所示，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()A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加解析：选C.胶塞冲出容器口后，气体膨胀，对外做功，W<0，由于没时间进行热交换，由ΔU＝W可知内能减小．内能等于分子动能与势能之和，由于体积增大，势能增大，由此可知分子平均动能减小，所以温度降低，故C正确，A、B、D错误．第4节热力学第二定律教学目标1．了解热传递、扩散现象、机械能与内能的转化等都具有方向性，了解什么是热力学第二定律。
2024-2025学年高中物理第十章热力学定律4热力学第二定律(1)教案新人教版选修3-3
- 作业提交：学生需要在课后提交阅读笔记、视频笔记、网站笔记和思考笔记，老师会进行批改和反馈，帮助学生提高。
板书设计
① 热力学第二定律基本概念：
- 熵：系统无序度的量度
- 熵增：自然过程中熵的增加
然而，在教学过程中也存在一些问题和不足。我发现学生在理解熵增原理和热力学过程可逆性方面存在一定的困难。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他们理解。另外，我在课堂管理方面也存在一些问题，例如有些学生在小组讨论中不够积极，需要我更多的指导和鼓励。
对于今后的教学，我计划采取以下措施进行改进：首先，我会更加注重对熵增原理和热力学过程可逆性的解释和阐述，使用更多的实例和图示来帮助学生理解。其次，我会加强对课堂的管理，鼓励学生积极参与小组讨论，提高他们的学习积极性。最后，我会继续探索更多有效的教学方法和策略，以提高学生的学习效果和兴趣。
2. 辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，包括熵增原理的图示、热力学过程可逆性的实验视频等。
3. 实验器材：准备热力学实验所需的器材，如温度计、热量计、热源、冷源等，并确保实验器材的完整性和安全性。
4. 教室布置：根据教学需要，布置教室环境，设置分组讨论区和实验操作台，以便学生进行分组讨论和实验探究。
3. 分组讨论和思考，鼓励学生主动探索和解决问题，培养学生的科学探究能力。
4. 教师引导学生从实际现象中归纳和总结规律，帮助学生突破难点。
学具准备
Xxx
课型
新授课
教法学法
讲授法
课时
第一课时
步骤
师生互动设计
二次备课
人教版高中物理选修3-3第十章热力学定律讲义：学案5、学案6
学案5热力学第二定律的微观解释学案6能源和可持续发展[目标定位] 1.了解有序和无序是相对的，知道宏观态与微观态，知道宏观态对应的微观态的数目与无序程度的关系.2.知道熵的概念，了解熵增加原理，知道它是热力学第二定律的另一种表述.3.了解能量耗散、能源和环境．一、热力学第二定律的微观意义[问题设计]1.如图1所示，一个箱子被挡板均匀分为左、右两室，左室有4个气体分子a、b、c、d，右室为真空，撤去挡板后，气体自由扩散，以箱子内4个分子为模型，说明具有哪些可能的宏观态和微观态，并用热力学第二定律说明，气体扩散后4个分子分布的最大一种可能和最小一种可能的情况．图1答案可能的宏观态有：左0右4，左1右3，左2右2，左3右1，左4右0；对应的微观态数目：1、4、6、4、1.不同的宏观态包含着不同数量的微观态，其中分子分布的最大一种可能情况是左2右2，最小一种可能情况是左0右4或左4右0.2．试着从无序的角度谈谈上面问题中为什么“左2右2”这种均匀分布的可能性最大，能否由此得出热力学第二定律的微观意义？答案从无序的角度看，热力学系统是由大量做无序运动的分子组成的．因为任何热力学过程都伴随着分子的无序运动状态的变化，当撤去挡板的瞬间，分子仍聚集在左室，对于左、右两室这一个整体来讲，这显然是一种高度有序的分布，当气体分子自由扩散后，气体系统就变得无序了．我们看到“左2右2”这种均匀分布的可能性最大，而分子集中在一个室中，另一个室变成真空的可能性最小．实际上，当气体系统中分子个数相当多时，撤去挡板后实际上我们只能看到气体向真空中扩散，而不可能观察到气体分子重新聚集在一室中的现象．因此，气体的自由扩散过程是沿着无序性增大的方向进行的，综上可知，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．[要点提炼]1．正确理解宏观态和微观态规定了某种规则，我们就规定了一个“宏观态”，这个“宏观态”可能包含一种或几种“微观态”，不同的“宏观态”对应的微观态的个数不同．如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说这个“宏观态”是比较无序的．2．热力学第二定律的微观意义我们所说的有序状态，指的是对应着较少微观态的宏观态．自发的过程总是倾向于出现与较多微观态对应的宏观态，因此自发的过程总是从有序向着无序发展的．3．熵及熵增加原理(1)熵的概念物理学中用字母Ω表示一个宏观状态所对应的微观状态的数目，用字母S表示熵，则S＝k ln_Ω，式中k叫做玻耳兹曼常量．(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小．这就是熵增加原理，也是热力学第二定律的另一种表述．二、能源和可持续发展[问题设计]1．流动的水带动水磨做功，由于磨盘和粮食之间的摩擦和挤压，使磨盘和粮食的温度升高，水流的一部分机械能转变成了内能，这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用．可见，内能与机械能相比，哪种能量的品质低？答案内能2．化石能源的大量消耗会带来哪些环境问题？答案温室效应、酸雨、光化学烟雾等．[要点提炼]1．能量耗散和品质降低(1)能量耗散：有序度较高(集中度较高)的能量转化为内能，成为更加分散因而也是无序度更大的能量，分散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象．(2)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．(3)能量耗散虽然不会使能量的总量减少，却会导致能量品质的降低(填“降低”或“提高”)，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．2．能源和人类社会发展(1)常规能源①常规能源：煤、石油、天然气②对环境的危害石油和煤燃烧产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，产生了“温室效应”．排入大气中的污染物在太阳紫外线照射下发生光化学效应，形成二次污染物“光化学烟雾”．煤燃烧时形成的二氧化硫等物质使雨水形成“酸雨”．(2)开发新能源新能源有太阳能、风能、核能、生物质能等，它们的特点是：污染少、可再生、资源丰富．一、热力学第二定律的微观意义例1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有序运动状态向无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．答案CD例2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．答案 C二、能量耗散和可持续发展例3下列对能量耗散理解正确的是()A．能量耗散说明能量在不断减少B．能量耗散遵守能量守恒定律C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性解析在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终转化为流散到周围环境的内能，无法再回收利用，这种现象叫能量耗散．能量耗散并不违反能量守恒定律，宇宙中的能量既没有减少，也没有消失，它从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，故A、C错，B、D对．答案BD例4以下说法正确的是()A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能B．汽油是一种清洁能源C．水能是可再生能源D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的解析煤、石油、天然气等是动、植物转化成的，其来源可追溯到太阳能，A对；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的产生，B错；水能是可再生能源，C对；煤、石油等存储量是有限的，是不可再生能源，D错．答案AC1．(热力学第二定律的微观意义)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.2．(熵)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．3．(能量耗散)热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象．所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把流散的能量重新收集、重新加以利用．下列关于能量耗散的说法中正确的是()A．能量耗散说明能量不守恒B．能量耗散不符合热力学第二定律C．能量耗散过程中能量仍守恒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CD解析能量耗散说明能量转化的宏观过程具有方向性，符合热力学第二定律，B错误，D正确；能量耗散过程中，能量并没有消失，能量仍然守恒，A错误，C正确．4．(可持续发展)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解析煤、石油、天然气等燃料的利用，使人类获得大量的内能．但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧的不充分，使得废气中含有的粉尘、一氧化碳、二氧化硫等污染了大气．而太阳能是一种无污染的能源，应大为推广，故答案应选D.题组一热力学第二定律的微观意义1．下列说法中正确的是()A．机械能和内能之间的转化是可逆的B．气体向真空的自由膨胀是可逆的C．如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较有序的D．如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较无序的答案 D2．对“覆水难收”的叙述正确的是()A．盛在盆中的水是一种宏观态，因盆子的因素，对应的微观态数目较少，较为有序B．盛在盆中的水是一种宏观态，因盆子的因素，对应的微观态数目较多，较为无序C．泼出的水是一种宏观态，因不受器具的限制，对应的微观态数目较多，较为无序D．泼出的水是一种宏观态，因不受器具的限制，对应的微观态数目较少，较为有序答案AC3．下列说法中正确的是()A．一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的B．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C．一切与热现象有关的宏观过程都是可逆的D．一切不可逆过程总是沿着大量分子热运动有序程度增大的方向进行答案AB4．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AD5．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，是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多很多答案ABD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，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．自然过程中，无序度较大的宏观态出现的概率较大，因为通向无序的渠道多，D正确．6．如图1所示，质量、温度相同的酒精，分别处于气态、液态和固态三种状态下，它们的熵的大小有什么关系？为什么？图1答案S固<S液<S气原因见解析解析根据大量分子运动对系统无序程度的影响，热力学第二定律又有一种表述：由大量分子组成的系统自发变化时，总是向着无序程度增加的方向发展，至少无序程度不会减少．也就是说，任何一个系统自发变化时，系统的熵要么增加，要么不变，但不会减少．质量相同、温度相同的酒精，可以由固态自发地向液态、气态转化，所以，气态的酒精熵最大，其次是液态，固态时熵最小．题组二能量耗散和可持续发展7．下列关于能量耗散的说法中正确的是()A．能量耗散使能量的总量减少，违背了能量守恒定律B．能量耗散是指散失在环境中的内能再也不能收集起来被人类利用C．各种形式的能量向内能的转化，是能够自动发生、全额发生的D．能量耗散导致能量品质的降低答案BCD8．下列现象属于能量耗散的有()A．利用水能发电转化为电能B．电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能C．电池的化学能转化为电能D．火炉把房子烤暖答案 D解析能量耗散是指其他形式的能转化为内能，最终流散在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象，能够重新收集并加以利用的能不能称为能量耗散．本题中的电能、光能都可以重新收集并加以利用，如用光作能源的手表等．只有当用电灯照明时的光能被墙壁吸收之后变为周围环境的内能，才无法重新收集并加以利用，但本题没有指明该光能用来做什么，故不能算能量耗散．火炉把房子烤暖后使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中，无法重新收集并加以利用，属于能量耗散．9．能源利用的过程实质上是()A．能量的消失过程B．能量的创造过程C．能量的转化和转移过程D．能量的转化、传递并且逐渐消失的过程答案 C解析能源利用的过程是做功或热传递的过程，前者是能量的转化，后者是能量的转移．10．下列说法正确的是()A．人的学习过程随着知识的逐渐积累，引起认知系统总熵值减小B．人的学习过程随着知识的逐渐积累，引起认知系统总熵值增加C．因为能量守恒，所以无需节约能源D．热机中的内能可以全部用来做功答案 A解析人学习知识积累的过程不能自发进行，而要靠人的主观能动性，故知识积累越多，有序程度越大，认知系统的总熵值越小．热机效率不可能达到百分之百．虽然能量守恒但却有能量耗散，故仍需节约能源．11．煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境．最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量≥90%)，把煤“吃干榨尽”．下列有关说法中正确的是()A．煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化B．煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化C．该技术实现了煤的清洁利用D．该技术实现了煤的高效利用答案ACD解析煤粉加压汽化制备合成气过程中既有物理变化，又有化学变化，A正确；该技术使煤得以良好利用又环保，C、D正确，故选A、C、D.12．酸雨对植物的正常生长影响很大，为了减少酸雨的影响，应采取的措施是()①少用煤作燃料②燃料脱硫③在已经酸化的土壤中加石灰④多种植美人蕉、银杏等植物⑤开发新能源⑥多种植法国梧桐、柠檬等植物A．①②④⑤B．①②⑤⑥C．①②③④⑤D．①②③⑤⑥答案 A解析酸雨主要是由煤、石油等燃料燃烧所释放的SO2和氮氧化物在降水过程中溶入雨水形成的．因而为减少酸雨的影响，少用煤作燃料和燃料脱硫是有效的方法．开发新能源也是减少煤使用量的方法，另外美人蕉和银杏对SO2有较强的吸收能力，所以①、②、④、⑤正确，应选A.13．CO2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CO2浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖．(1)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)导致大气中CO2浓度增加的主要原因是()A．大量植物和生物物种灭绝B．大量燃料如石油、煤炭、天然气等的燃烧C．人口剧增，呼出的二氧化碳增多D．自然因素破坏了地球环境生态平衡(3)为了减缓大气中CO2浓度的增加，可以采取的措施有()A．禁止使用煤、石油和天然气B．开发使用核能、太阳能C．将汽车燃料由汽油改为液化石油气D．植树造林答案(1)D(2)B(3)BD解析大气中CO2浓度的增加，导致了温室效应；为了缓解这种局面，一方面要尽量少使用煤、石油等常规能源，另一方面要开发利用新能源并植树造林改善环境．。
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最新人教版选修（3-3）第十章《热力学定律》复习学案—复习学案复习目标：1.功和内能热和内能2.热力学第一定能量守恒定律3.热力学第二定律4.热力学第二定律的微观解释知识盘点：1．对于一个系统,如果只由于外界对它做功而与外界交换能量,它不从外界_______,也不向外界________,这样的过程叫做绝热过程．2．系统从状态1经过绝热过程达到状态2时,内能的增加量ΔU＝U2－U1就等于外界对系统所做的功W,即_______________．3．热量是在单纯的传热过程中系统____________的量度．当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2,内能的增量ΔU＝U2－U1就等于外界向系统传递的热量Q,即__________．系统吸收了多少热量,系统的内能就________多少；系统放出了多少热量,系统的内能就________多少．4．虽然做功和热传递都能引起系统内能的改变,但它们还是有重要区别的,做功是内能与其他形式的能发生________,而热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的________．5．一个热力学系统的内能增量等于____________与_______________的和,这个关系叫做热力学第一定律,公式_________．它们的正负号规定如下：外界对系统做功,W___0；系统对外界做功,W____0.系统从外界吸热,Q___0；系统向外界放热,Q____0.系统内能增加,ΔU____0；系统内能减小,ΔU____0.6．能量既不会__________,也不会____________,它只能从一种形式_______为另一种形式,或者从一个物体_______到别的物体,在______或_______的过程中,能量的总量保持不变．7．任何机器对外界做功都要消耗能量,能量转化和守恒定律的发现使人们进一步认识到：任何一部机器,只能使能量从________转化为____________形式,而不能无中生有地________能量．因此,第一类永动机是____________制成的,因为它违背了____________．8．凡是实际的过程,只要涉及________现象,如热传递、气体的膨胀、扩散、有摩擦的机械运动……都具有特定的________性．这些过程可以________地朝某个方向进行,例如热量由________物体传向低温物体,而相反的过程,即使不违背能量守恒定律,也不能________地进行,这就是说,一切与热现象有关的宏观自然过程都是____________．9．热量不能自发地从__________传到__________,这就是热力学第二定律的克劳修斯表述,它阐述的是__________的方向性．10．不可能从____________吸收热量,使之____________,而不产生其他影响,这就是热力学第二定律的开尔文表述．开尔文表述阐述了____________________________的方向性,即通过做功,机械能可以__________转化为内能,而内能无法__________用来做功以转换成机械能,而不产生其他影响．11．有一类永动机,不违背________________,但违背______________________,这样的永动机叫做第二类永动机．第二类永动机是不可能制成的．12．一个系统的个体按确定的____________,有顺序地排列即有序；个体分布________确定的要求,“怎样分布都可以”即无序．13．一切自发过程总是沿着分子热运动的______________的方向进行,这就是热力学第二定律的微观意义．14．自然过程的方向性可以表述为：在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会________．因此热力学第二定律又称为熵增加原理．知识点一绝热过程中做功与内能的改变1．绝热过程中,外界压缩气体做功20 J．下列说法中正确的是()A．气体内能一定增加20 JB．气体内能增加必定小于20 JC．气体内能增加可能小于20 JD．气体内能可能不变2．采用绝热(即不与外界交换热量)的方式使一定量的气体由初态A变化至末态B.对于不同的绝热方式,下面说法正确的是()A．对气体所做的功不同B．对气体所做的功相同C．对气体不需做功,因为没有能量的传递D．以上三种说法都不对知识点二热传递与内能的变化3．一铜块和一铁块,质量相等,铜块的温度T1比铁块的温度T2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,铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量C．达到热平衡时,铜块的温度比铁块的低D．热平衡时,两者的温度相等4．在外界不做功的情况下,物体的内能增加了50 J,下列说法中正确的是()A．一定是物体放出了50 J的热量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 JD．物体的分子平均动能可能不变知识点三做功和热传递与内能变化的关系5．一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起,(若不计气泡内空气分子势能的变化)则() A．气泡对外做功,内能不变,同时放热B．气泡对外做功,内能不变,同时吸热C．气泡内能减少,同时放热D．气泡内能不变,不吸热也不放热知识点四判断物体内能变化的方法6．如图1所示,活塞将汽缸分成甲、乙两气室,汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的,且不漏气．用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乙减小图17．对于一定质量的气体()A．吸热时其内能可以不变B．吸热时其内能一定不变C．不吸热也不放热时其内能可以减小D．不吸热也不放热时其内能一定不变8．关于物体内能的变化,以下说法中正确的是()A．物体吸收热量,内能一定增大B．物体对外做功,内能一定减少C．物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变D．物体放出热量,同时对外做功,内能可能不变9．一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10．“第一类永动机”不可能制成,是因为()A．不符合机械能守恒定律B．违背了能量守恒定律C．做功产生的热不符合热功当量D．找不到合适的材料和合理的设计方案知识点五热力学第一定律11．一定质量的气体在某一过程中,外界对气体做了8×104 J的功,气体的内能减少了1.2×105 J,则下列各式中正确的是()A.W＝8×104 J,ΔU＝1.2×105 J,Q＝4×104 JB.W＝8×104 J,ΔU＝－1.2×105 J,Q＝－2×105 JC.W＝－8×104 J,ΔU＝1.2×105 J,Q＝2×104 JD.W＝－8×104 J,ΔU＝－1.2×105 J,Q＝－4×104 J12．下列关于物体内能的说法正确的是()A．物体吸收热量,内能一定增加B．物体放出热量,内能一定减少C．当做功和热传递同时存在时,物体的内能可能不变D．物体对外做功,内能可能增加知识点六能量守恒定律13．如图1所示,A、B是两个完全相同的铁球,A放在绝热板上,B用绝热绳悬挂,现只让它们吸收热量,当它们升高相同的温度时,它们所吸收的热量分别为Q A、Q B,则()A．Q A＝Q BB．Q A<Q BC．Q A>Q BD．无法确定Q A、Q B的大小图1知识点七热力学第一定律的应用技巧14．一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×105 Pa的状况下,体积从20 L膨胀到30 L,这一过程中气体从外界吸热4×103 J,则气体内能的变化为()A．增加了5×103 J B．减少了5×103 JC．增加了3×103 J D．减少了3×103 J15．如图2所示,A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态,当气体从状态A变化到状态B时()A．体积必然变大B．有可能经过体积减小的过程C．外界必然对气体做正功D．气体必然从外界吸热图216．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17．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118．关于制冷机制冷过程的说法中,正确的是()A．此过程违反了热力学第二定律B．此过程没有违反热力学第二定律C．此过程违反了能量守恒定律D．此过程没有违反能量守恒定律知识点八热传导的方向性19．下列哪些过程具有方向性()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20．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知识点九热力学第二定律的理解21．根据热力学第二定律,下列判断正确的是()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知识点十第二类永动机不可能制成22．关于永动机和热力学定律的讨论,下列叙述正确的是()A．第二类永动机违反能量守恒定律B．如果物体从外界吸收了热量,则物体的内能一定增加C．外界对物体做功,则物体的内能一定增加D．做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的23．下列说法正确的是()A．第二类永动机和第一类永动机一样,都违背了能量守恒定律B．第二类永动机违背了能量转化的方向性C．自然界中的能量是守恒的,所以不用节约能源D．自然界中的能量尽管是守恒的,但有的能量便于利用,有的不便于利用,故要节约能源知识点十一热力学第二定律的应用技巧24．如图1中汽缸内盛有定量的理想气体,汽缸壁是导热的,缸外环境保持恒温,活塞与汽缸壁的接触是光滑的,但不漏气,现将活塞杆缓慢向右移动,这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关,则下列说法正确的是()图1A．气体是从单一热源吸热,全部用来对外做功,此过程违反热力学第二定律B．气体是从单一热源吸热,但并未全部用来对外做功,此过程不违反热力学第二定律C．气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,此过程不违反热力学第二定律D．以上三种说法都不对25．下列说法中正确的是()A．机械能和内能之间的转化是可逆的B．气体向真空的自由膨胀是可逆的C．如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多,就说明这个“宏观态”是比较有序的D．如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多,就说明这个“宏观态”是比较无序的26．任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会()A．增加 B．不变 C．减小 D．无法判断27．下列属于新型能源,又是可再生能源的是()A．太阳能 B．石油 C．天然气 D．核能知识点十二热力学第二定律的微观解释28．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．热传递的自发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C．热传递的自发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29．下面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．熵值越大代表越无序知识点十三能量耗散30．下列关于能量耗散的说法,正确的是()A．能量耗散使能的总量减少,违背了能量守恒定律B．能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用C．各种形式的能量向内能的转化,是能够自动全额发生的D．能量耗散导致能量品质的降低4．下列对能量耗散的理解正确的有()A．能量耗散说明能量在不断减少B．能量耗散遵守能量守恒定律C．能量耗散说明能量不能凭空产生,但可以凭空消失D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性知识点十四能源与环境31．以下说法正确的是()A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能B．汽油是一种清洁能源C．水能是可再生能源D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的32．水能不产生污染物,是一种清洁能源,位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流量可达每秒6 000 m3,而且一年四季流量稳定,瀑布落差50 m,若利用这一资源发电,设其效率为50%,估算发电机的输出功率．(g取10 m/s2)热力学定律—巩固学案1．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3．对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是()A．不考虑分子间的相互作用力和分子势能B．在绝热膨胀过程中,内能不变C．温度升高时一定是从外界吸收了热量D．体积不变,压强减小时,物体一定向外界放出了热量4．如图1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1A．温度计示数变大,实验表明气体对外界做功,内能减少B．温度计示数变大,实验表明外界对气体做功,内能增加C．温度计示数变小,实验表明气体对外界做功,内能减少D．温度计示数变小,实验表明外界对气体做功,内能增加5．关于物体内能及其变化,下列说法中正确的是()A．物体的温度改变时,其内能必定改变B．物体对外做功,其内能不一定改变；向物体传递热量,其内能也不一定改变C．物体对外做功,其内能必定改变；物体向外传出一定热量,其内能必定改变D．若物体与外界不发生热交换,则物体的内能必定不改变6．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7．关于物体的内能和热量,下列说法中正确的有()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的量度8．在一个绝热汽缸里有一定质量的理想气体,若因气体膨胀,活塞把重物逐渐举高,则在这个过程中,汽缸中的气体()A．温度升高 B．温度降低C．内能增加 D．内能不变9．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相同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10．某系统的初状态具有内能1 J,在外界对它做0.5 J的功后,它放出0.2 J的热量,系统在这个过程中内能的增量是()A．0.7 J B．0.3 J C．0.66 J D．－0.34 J11．某气体温度升高了(体积不变),可能的原因是()A．气体一定吸收了热量B．气体可能放出了热量C．外界对气体可能做了功D．气体可能吸收了热量12．如图3所示,用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分,先把活塞锁住,将质量和温度都相同的理想气体氢气和氧气分别充入容器的两部分,然后提起销子,使活塞可以无摩擦地滑动,当活塞平衡时()A．氢气的温度不变 B．氢气的压强减小C．氢气的体积增大 D．氧气的温度升高图3 图413．如图4,一绝热容器被隔板K隔开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()A．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14．一定质量的理想气体,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．Q1－Q2＝W2－W1 B．Q1－Q2＝W1－W2C．W1＝W2 D．Q1＝Q215．如图5所示是一定质量的理想气体从状态A经B至C的p—1V图线,则在此过程中() A．气体的内能改变B．气体的体积增大C．气体向外界放热D．气体对外界做功图5 图616．如图6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()A．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,气体吸热17.在图7所示的两端开口的“U”形管中,盛有同种液体,并用阀门K将液体隔成左、右两部分,左边液面比右边液面高．现打开阀门K,从打开阀门到两边液面第一次平齐的过程中,液体向外放热为Q,内能变化量为ΔU,动能变化量为ΔE k；大气对液体做功为W1,重力做功为W2,液体克服阻力做功为W3,由功能关系可得图8①W1＝0 ②W2－W3＝ΔE k③W2－W3＝Q＝ΔU④W3－Q＝ΔU其中,正确的是()A.①②③B.①②④C.②③D.①③18．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19．下列有关能量转化的说法中错误的是()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20.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2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2A．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21．17世纪70年代,英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”,其结构如图4所示,在斜面顶端放一块强磁铁M,斜面上、下端各有一个小孔P、Q,斜面下有一个连接两小孔的弯曲轨道．维尔金斯认为：如果在斜坡底放一个铁球,那么在磁铁的引力作用下,铁球会沿斜面向上运动,当球运动到P孔时,它会漏下,再沿着弯曲轨道返回到Q,由于这时球具有速度可以对外做功．然后又被磁铁吸引回到上端,到P处又漏下……对于这个设计,下列判断中正确的是()图4A．满足能量转化和守恒定律,所以可行B．不满足热力学第二定律,所以不可行C．不满足机械能守恒定律,所以不可行D．不满足能量守恒定律,所以不可行22．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的转化规律,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23．下列说法中正确的是()A．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B．一切自发过程总是沿着分子热运动的有序性增大的方向进行C．在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵一定不会增大D．在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵可能减小24．下列说法中正确的是()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．热传导是有方向的D．能量耗散说明能量是不守恒的25．下列说法正确的是()A．热力学第二定律只在一定前提条件下才能成立B．热力学第二定律揭示了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C．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D．热力学第二定律揭示了有大量分子参与宏观过程的方向性26．下面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．一切自发过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行C．有的自发过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行,有的自发过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行D．在任何自发过程中,一个孤立系统总熵不会减少27.当前世界上日益严重的环境问题主要源于()A．温室效应 B．厄尔尼诺现象C．人类对环境的污染和破坏 D．火山喷发和地震28．能源利用的过程实质上是()A．能量的消失过程B．能量的创造过程C．能量的转化和转移过程D．能量的转化、传递并且逐渐消失的过程29．氢能是一种既高效又干净的新能源,发展前景良好,用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐．我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”,已达到世界先进水平,并加快向产业化的目标迈进．氢能具有的优点包括()①原料来源广②易燃烧、热值高③储存方便④制备工艺廉价易行A．①②B．①③C．③④D．②④30.CO2气体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．(1)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)导致大气中CO2浓度增加的主要原因是()A．大量植物和生物物种灭绝B．大量燃料如石油、煤炭、天然气等的燃烧C．人口剧增,呼出的二氧化碳增多D．自然因素破坏了地球环境生态平衡31.空气压缩机在一次压缩中,活塞对空气做了2×105 J的功,同时空气的内能增加了1.5×105 J,这一过程中空气向外界传递的热量是多少？32．一定量的气体从外界吸收了2.6×105 J的热量,内能增加了4.2×105 J,是气体对外界做了功,还是外界对气体做了功？做了多少功？如果气体吸收的热量仍为2.6×105 J不变,但是内能只增加了1.6×105 J,这一过程做功情况怎样？33．一铁球从高H处由静止落到地面上,回弹速率是落地速率的一半,设撞击所转化的内能全部使铁球温度升高,则铁球的温度升高多少？(设铁的比热容为c,各物理量取国际制单位)。