2020版高考物理(山东版)总复习：第十四章 第3讲 热力学定律与能量守恒
高考物理总复习 第3讲 热力学定律与能量守恒课件 新人
思考 热量是能量吗？热量跟内能的关系怎样？
[提示] (1)热传递是改变内能的物理方式之一，热传递的过程 是物体间内能转移的过程．(2)内能的变化用热量来量度，热 量总是跟热传递过程相对应的，没有热传递过程就谈不上热量 这一概念．因此热量是一个过程量．(3)热量和功类似，打一 比方说，热量和功相当于一种量度工具，就象米尺可以测量物 体的长度一样，米尺并不等于要测量的物体，如果你不进行测 量，根本就谈不上测量工具了．所以说功是不同形式能量转化 的量度，功不是能量；同样，热量是物体内能转移的量度．热 量也不是热能(内能)．
[尝试解答] M向下滑动的过程中，气体体积减小，故外界对 气体做功，W>0，下滑过程不与外界发生热交换，Q＝0，由 热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知内能增大，A正确，B、C、D 错误．
[答案] A
在温度均匀的液体中，一个小气泡由液体的底层缓慢地升到液
面，上升过程中气泡的体积不断地增大，如将泡内气体看作理 想气体，则气泡在浮起的过程中 ( )
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
为另一种形式，或者从一个物体
到别的物体，在转化或
转移转的化过程中，能量的 2．能源的利用 (1)存在能量耗散和
保持不变．转移 总． 量
(2)重视利用能源时对
的影响．
(3)要开发新能源(如 品、质生下物降质能、风能、水流能等)
环境
太阳能
方式名称 比较项目
做功
热传递
内能变 化情况
外界对物体做功， 物体的内能增加； 物体对外界做功， 物体的内能减少
物体吸收热量，内能增 加；物体放出热量，内能 减少
区
别
热传递则是通过分子之间
2024年高考物理第一轮复习讲义(有解析)：第十四章 第3讲 热力学定律与能量守恒定律
2024年高考物理第一轮复习讲义（有解析）：第十四章第3讲热力学定律与能量守恒定律【A级——夯实基础】1．关于热力学定律，下列说法正确的是()A．气体吸热后温度一定升高B．对气体做功可以改变其内能C．理想气体等压膨胀过程一定放热D．热量可能自发地从低温物体传到高温物体解析：根据热力学第一定律，气体吸热后如果对外做功，则温度不一定升高，A错误；改变物体内能的方式有做功和传热，对气体做功可以改变其内能，B正确；理想气体等压膨胀对外做功，根据＝恒量知，膨胀过程温度升高，内能增大，由热力学第一定律知气体一定吸热，C错误；根据热力学第二定律知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，D错误。
答案：B2．(2022·重庆八中模拟)下列说法错误的是()A．液体分子的无规则热运动就是布朗运动B．晶体不一定有各向异性C．晶体有确定的熔点D．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解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，故A错误；单晶体有各向异性，多晶体有各向同性，故B正确；晶体一定有固定的熔点，故C正确；根据热力学第一定律可知，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，即ΔU＝W＋Q，故D正确。
答案：A3．如图所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态。
现通过电热丝对气体A加热一段时间后活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是()A．气体A吸热，内能增加B．气体B吸热，对外做功，内能不变C．气体B分子的平均动能减小D．气体A和气体B内每个分子的动能都增大解析：气体A等容变化W＝0，温度升高，内能增加，根据ΔU＝W＋Q可知气体A吸热，故A正确；气体B做等压变化，温度升高，则体积增大，气体对外做功，W0，因此气体吸热，C错误；温度不变，分子平均动能不变，D错误。
热力学中的能量守恒与热力学定律
热力学中的能量守恒与热力学定律一、能量守恒定律1.定义：能量守恒定律是指在一个封闭系统中，能量不会凭空产生也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中，能量的总值保持不变。
（1）能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体。
（2）在转化或转移的过程中，能量的总值保持不变。
（3）能量的转化和转移具有方向性，如热能自发地从高温物体传到低温物体，而不会自发地从低温物体传到高温物体。
二、热力学定律1.热力学第一定律（1）定义：热力学第一定律是能量守恒定律在热力学领域的具体体现，指出在任何热力学过程中，一个系统的内能变化等于外界对系统做的功和系统吸收的热量的和。
（2）公式：ΔU = Q - W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示外界对系统做的功。
2.热力学第二定律（1）定义：热力学第二定律是关于热力学过程方向性的一条定律，指出在自然过程中，一个系统的总熵（无序度）不会自发地减少，即自然过程总是朝着熵增加的方向进行。
（2）内容：① 熵增原理：在自然过程中，孤立系统的熵总是增加，或至少保持不变。
② 熵减原理：在一个热力学过程中，熵的减少必须通过外界输入能量来实现，并且熵的减少量不能大于外界输入的能量。
③ 可逆过程与不可逆过程：可逆过程是指系统在经历一系列变化后，可以完全恢复到初始状态的过程，其熵变为零；而不可逆过程则是指系统在经历一系列变化后，不能完全恢复到初始状态的过程，其熵变大于零。
3.热力学第三定律（1）定义：热力学第三定律是关于绝对零度的定律，指出在接近绝对零度时，熵趋向于一个常数，这个常数称为零熵。
（2）内容：① 绝对零度不可达到：根据热力学第三定律，绝对零度是一个理论上的极限，实际上无法达到。
② 熵的度量：熵是一个衡量系统无序度的物理量，热力学第三定律表明，在接近绝对零度时，系统的无序度趋于最小，即熵趋于零。
高考物理总复习配套课件3-3.2 热力学定律 能量守恒
1. 改变物体内能的两种方式分别是 做功 、 热传递，前 者是能量的 转化 ，后者是能量的 转移 ，但它们改变内 能的 效果 相同。 2.热力学第一定律 （1）内容：一个热学系统的内能增量等于外界向 它传递的热量 与外界 对它做的功 的和。 （2）表达式： ΔU=W+Q 。 3.热力学第二定律 表述一： 热量不能自发地从低温物体传到高温物体 ——热 传导的方向性。 不可能从单一热源吸收热量，使之完 表述二： 全变成功，而不产生其他影响 ——机 械能和内能转化过程的方向性。 4.由能量守恒定律知， 第一 类永动机不可能制成。由热 力学第二定律知， 第二 类永动机不可能制成。
3.热力学过程方向性的实例
(1)高温物体 (2)做功
热量Q能自发传给
低温物体 热
热量Q不能自发传给
能自发地将其他形式能完全转化为
不能自发地将内能完全转化为其他形式能
(3)气体体积V1
能自发膨胀
不能自发收缩 (4)不同气体A和B 能自发混合成
气体体积V2(较大)
混合气体AB
不能自发分离成
热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外界影 响的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱； 在引起其他变化的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温 膨胀过程。
再次猛推推杆压缩过程中,由热力学第一定律可知，气体与外 界没有热交换，外界对气体做功，气体内能增加，温度升高；由理想 气体状态方程有，气体体积变小，温度升高，故压强变大，所以选 B 。
［例2］ 图3.3-2-2是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体 做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的( A ) A.温度升高，内能增加600 J B.温度升高，内能减少200 J C.温度降低，内能增加600 J D.温度降低，内能减少200 J
第三讲热力学定律与能量守恒定律(原卷版+解析)
第三讲热力学定律与能量守恒定律➢知识梳理一、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)ΔU＝Q＋W中正、负号法则：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，或者是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。
三、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。
2．能量耗散：分散在环境中的内能不管数量多么巨大，它只不过能使地球大气稍稍变暖一点，却再也不能自动聚集起来驱动机器做功了。
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。
考点一、热力学第一定律1．对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。
(气体向真空自发扩散过程中，气体对外界不做功)(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，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。
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。
高三物理总复习课件选修热力学定律与能量守恒
解析：本题中各物体在运动过程中都受到阻力作用，汽 车主要是制动阻力，流星、降落伞是空气阻力，条形磁铁下 落受磁场阻力．因而物体都克服阻力做功，A项对；四个物 体运动过程中，汽车是动能转化成了其他形式的能，流星、 降落伞、条形磁铁是重力势能转化为其他形式的能，总之是 机械能转化成了其他形式的能，D项对．
Ek＝mgh＝103×10×2.5 J＝2.5×104 J， 使铁块温度升高的热量(升高40 ℃) Q＝cmΔt＝0.462×103×200×40 J＝3.696×106 J.
设气锤下落n次才能使铁块温度升高40 ℃，由能量守恒 定律有：n·W·η＝Q，
一、改变内能的两种方式 1．做功
外界对物体做了多少功，物体的内能就 增加 多少；物体对 外界做了多少功，物体的内能就 减少 多少．
2．热传递
(1)热传递方式： 传导 、 对流 和 辐射 ．
(2)物体从外界吸收(向外界放出)了多少热量，物体的内能 就增加(减少)多少，物体内能的增加(减少)量等于物体吸收(放 出)的热量．
思路分析：1做功和热传递同时发生时，内能的变化要用热力 学第一定律综合分析.2气体体积增大，对外做功；体积减小，外界 对气体做功；绝热过程中，将不发生热传递， Q＝0.3对于一定质量 理想气体，无分子势能，因此内能只与温度有关.
解析：(1)因气体从外界吸收热量，所以Q＝4.2×105 J， 气体对外做功6×105 J， 则外界对气体做功W＝－6×105 J， 由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，得 ΔU＝－6×105 J＋4.2×105 J＝－1.8×105 J， 所以物体内能减少了1.8×105 J. (2)因为气体对外做功，体积膨胀，分子间距离增大了， 分子力做负功，气体的分子势能增加了．
体的等温膨胀，理想气体可以把吸收的热量全部用来做功， 但是却产生了其他影响，即理想气体的体积膨胀了，D选项 正确．
高考物理复习第十四章热学第3讲热力学定律能量守恒定律课件
2．(多选)(2017·潮州朝安区高三模拟)对于一定量的气体， 下列说法正确的是( )
A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体 积，而不是该气体所有分子体积之和
B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度 就可以降低
C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零 D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加 E．气体在等压膨胀过程中温度一定升高
2．关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确 的是( )
A．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定 律
B．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定 律
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，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的
【针对训练】 3．(2017·重庆模拟)卡诺循环是由法国工程师卡诺于 1824 年提出的，它可用于分析热机的工作过程，卡诺循环包括四 个步骤：等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩．下列 相关说法中正确的是( ) A．随着设备的改进和技术的提高，热机效率可能达到 100% B．绝热膨胀和绝热压缩过程中，汽缸内气体的内能保持 不变
第 3 讲 热力学定律 能量守恒定律
【基础知识必备】 一、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，这个关系叫作热 力学第一定律．
2．表达式：ΔU＝_W_＋__Q__.
3．符号法则
物理量 正、负值
【规律方法】 判断理想气体内能变化的两种方法 (1)一定质量的理想气体，内能的变化完全由温度变化决 定，温度升高，内能增大． (2)若吸、放热和做功情况已知，可由热力学第一定律 ΔU ＝W＋Q 来确定．
高考物理总复习 选考部分 第3讲 热力学定律与能量守恒课件 新人教版选修3-3
的角 能与内能相互转化 不同部分之间内能的转
区 度看 的过程
移
别
能的性 质变化
情况
能的性质发生了变 化
能的性质不变
相互联系
做一定量的功或传递一定量的热量在改变内 能的效果上是相同的
(2)ΔU＝W＋Q 中正、负号法则
物理量
意义
W
符号
＋
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
【答案】 A
在温度均匀的液体中，一个小气泡由液体的
底层缓慢地升到液面，上升过程中气泡的体积不断地增大，如将
泡内气体看作理想气体，则气泡在浮起的过程中( )
A．放出热量
B．吸收热量
C．不吸热也不放热 D．无法判断
解析：本题选择气泡为研究对象．一定质量的理想气体，其 内能由温度决定．在温度均匀的液体中，一个小气泡由液体的底 层缓慢地升到液面的过程中，小气泡温度不变，其内能增量 ΔU ＝0.上升过程中，由于气泡内的压强不断减小(气泡内的压强等 于上部液体产生的压强与外界大气压之和)，所以气泡体积不断 增大，气体要对外做功，即 W<0.根据热力学第一定律 ΔU＝Q＋ W，可知 Q>0.所以气泡在浮起过程中，吸收热量．选项 B 正确．
答案：B
考向二 热力学第二定律的理解及应用 1.在热力学第二定律的表述中，“自发
地”“不产生其他影响”的涵义： (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．
考向一 热力学第一定律的理解和应用
物理复习方略课件(鲁科版)选修33 热学 第3讲热力学定律与能量守恒
考点 1 热力学第一定律 (三年6考) 【考点解读】 1.改变内能的两种方式的比较
对比分析
方式名称 比较项目
做功
热传递
区 别
内能变化 情况
外界对物体做功， 物体的内能增加； 物体对外界做功， 物体的内能减少
物体吸收热量，内 能增加；物体放出 热量，内能减少
方式名称 比较项目
做功
热传递
从运动 形式上 区看
(2)错。如果物体吸收热量的同时又对外做功，且吸收的热量与 对外做的功在数值上相等，此时物体的内能不发生变化，(3)对。 给自行车轮胎打气时，人要不断地把空气压入轮胎内，其实是通 过压缩不停地对气体做功，使气体的内能增大，气体及打气筒的 温度也随之升高，(4)错。自由摆动的秋千，在摆动过程中要克 服阻力做功，机械能转化为内能，但总能量守恒，(5)错。让船 先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够的电能，然后 把电能转化为船的动能可使船逆水航行，(6)对。根据热力学第 二定律可知，机械能可全部变为内能，而内能不可能全部变为机 械能而不引起其他变化，(7)错。
2.热力学第二定律的微观意义 一切不可逆过程总是沿着大量分子热运动_无__序__性__程__度__增__大__ 的方向进行。
【思考辨析】 (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，气体的内能可能不 变。( ) (3)物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变。( ) (4)在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为 打气筒从外界吸热。( ) (5)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量正在消失。( )
(6)做成一条船利用河水的能量逆水航行的设想，符合能量守 恒定律。( ) (7)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。( ) 分析:做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本质不 同，做功是将其他形式的能转化为内能或将内能转化为其他形 式的能；热传递是将一个物体的内能转移到另一个物体，(1) 错。绝热过程中有ΔU=W=20J，所以气体的内能一定增加20J，
新教材高考物理一轮复习第14章热学第3节热力学定律与能量守恒定律课件
氧化碳在冷凝器中经历一恒压过程向外放热而变
成高压液体;过程C→D:二氧化碳进入蒸发器中蒸发,进而使与蒸发器接触
的水降温而凝固;过程D→A:二氧化碳经历一恒压过程回到初始状态。
下列说法正确的是(
)
A.过程A→B中,每个二氧化碳分子的动能都将增大
B.过程B→C中,二氧化碳始终遵循理想气体的实验定律
2.对公式ΔU=Q+W符号的规定
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
3.几种特殊情况
(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,即W=0,则Q=ΔU,物体吸收的热量等于物体内能的增
加量。
(3)若过程的始末状态物体的内能不变,即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q,外界对
解析 当活塞迅速下压时外界对气体做功(汽缸内的气体对外界做负功),且
来不及热交换,根据热力学第一定律,气体的内能增大,温度升高,汽缸内的
气体分子平均动能增大,气体的体积减小,则气体压强增大,故A正确,B、C、
D错误。
2.(2023广东广州期末)如图所示,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左
侧充有理想气体,右侧与绝热活塞之间是真空的。现将隔板抽开,气体会自
C.封闭空气的压强变大
D.封闭空气从外界吸收了热量
解析 当将沙子缓慢倒在汽缸活塞上时,气体被压缩,体积减小,外界对气体
做功,但由于汽缸导热,浸在盛有大量冰水混合物的水槽中,因此汽缸内气
新教材适用2024版高考物理一轮总复习第14章热学第3讲热力学定律与能量守恒定律课件
核心考点·重点突破
考点一 对热力学第一定律的理解 1．热力学第一定给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系。 2．对公式ΔU＝Q＋W的符号的规定
符号 ＋ －
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
知识点3 能量守恒守恒
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__到另一个物体，在转化或 转移的过程中能量的总量___保__持__不__变___。 2．能源的利用 (1)存在能量耗散和__品__质__下__降____。 (2)重视利用能源时对_环__境___的影响。 (3)要开发新能源(如__太__阳__能___、生物质能、风能等)。
考点二 对热力学第二定律的理解 1．热力学第二定律的理解 (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。
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。 特别提醒：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外 界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱；在引 起其他变化的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的绝热膨胀过 程。
3．应用热力学第一定律时，首先要明确研究对象是哪个物体或哪 几个物体组成的系统；其次要正确掌握公式的符号法则，对已知量，必 须按符号法则确定它们的正负号后，再代入公式计算；对未知量，可先 按正号代入公式，根据计算结果的正负，确定问题的答案。
2024版新教材高考物理全程一轮总复习第十四章热学第3讲热力学定律与能量守恒课件
(1)至少打几次气后，洒水壶里的水可以全部喷完？
(2)若在喷洒过程中洒水壶中空气从外界吸收的热
量为12 J，求壶中空气对外做的功．
例4 [2023·安徽名校二联]如图所示，一个圆筒形导热汽缸开口向上 竖直放置，内有活塞，其横截面积为S＝1×10－4 m2，质量为m＝1 kg，
活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气，其内密封有一定质量的理想气体， 气柱高度h＝0.2 m．已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2.
答案：AD
4．(多选)对于热力学定律，下列说法正确的是( ) 答案：ACD A．第一类永动机不可能制成，因为违背了能量守恒定律 B．热力学第一定律指出，可能达到绝对零度 C．热力学第一定律指出，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功的和 D．热力学第二定律指出，不能从单一热源吸热全部用来对外做功 而不产生其他影响
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____
三、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，或者是从一个物体___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．第一类永动机是不可能制成的，它违背了_能__量_守__恒__定__律__．
2020版高考物理总复习第3节热力学定律与能量守恒课件(选修3_3)
2.(多选)关于热力学定律,下列说法正确的是( ACE ) 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.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 E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
解析:改变内能的方法有做功和热传递两种,所以为了增加物体的内能,必须 对物体做功或向它传递热量,选项A正确;对物体做功的同时向外界放热,则物 体的内能可能不变或减小,选项B错误;根据热力学第二定律可知,在对外界有 影响的前提下,可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功,选项C正确;在有 外界做功的条件下,可以使热量从低温物体传递到高温物体,选项D错误;根据 热力学第二定律可知,选项E正确.
Ta
Tb
知,Tb>Ta,即气体的温度一直升高,选项 A 错误;而理想气体的内能只与温度有关,则
气体的内能增加,选项 B 正确;气体体积增大,则气体对外做功,选项 C 正确;根据热
力学第一定律ΔU=Q+W,得 Q=ΔU-W,由于ΔU>0,W<0,故 Q>0,气体吸热,且吸收的热
量一部分用来对外做功,一部分用来增加气体的内能,选项 D 正确,E 错误.
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
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.
2.两类永动机
【典例1】 (2018·全国Ⅰ卷,33)(多选)如图,一定质量的理想气体从状态a开始, 经历过程①,②,③,④到达状态e.对此气体,下列说法正确的是( BDE ) A.过程①中气体的压强逐渐减小 B.过程②中气体对外界做正功 C.过程④中气体从外界吸收了热量 D.状态c,d的内能相等 E.状态d的压强比状态b的压强小
2020版高考物理一轮复习第3讲热力学定律与能量守恒定律课件新人教版选修3_3
解析：符合能量守恒定律，但违背热力学第二定律的宏观过 程不能发生，选项 A 错误；一切与热现象有关的宏观自然过程都 是不可逆的，选项 B 正确；机械能可以全部转化为内能，但内能 无法全部转化成机械能而不产生其他影响，选项 C 正确；气体向 真空的自由膨胀是不可逆的，选项 D 错误；热运动的宏观过程有 一定的方向性，选项 E 正确．
考向 2 对 p-T 图象的考查 (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(ABE)
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
2．(2019·山东济南一模)如图所示，绝热汽缸倒扣放置，质量为 M 的绝热活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸间摩 擦可忽略不计，活塞下部空间与外界连通，汽缸底部连接一 U 形细 管(管内气体的体积忽略不计)．初始时，封闭气体温度为 T，活塞距 离汽缸底部为 h0，细管内两侧水银柱存在高度差．已知水银密度为 ρ，大气压强为 p0，汽缸横截面积为 S，重力加速度为 g.求：
2．热力学第二定律的实质 自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．如： (1)高温物体热热量量QQ不能能自自发发传传给给低温物体 (2)功不能自能自发发地且地不完能全完转全化为转化为热
高考物理总复习 第3节 热力学定律 能量守恒定律课件(选修33)
2．由气体体积变化情况分析做功情况，气体体积增大，气体 对外做功；气体体积减小，外界对气体做功。然后由热力学第一 定律 ΔU＝Q＋W 确定热量 Q 的正、负，判断出是吸热还是放热。
3．吸、放热不能直接确定时，则要放在最后，根据热力学第 一定律来确定，在判断内能变化时，还必须结合物态变化以及能 的转化与守恒来进行。
判定物体内能变化的方法 (1)当做功和热传递两种过程同时发生时，内能的变化就要用 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，则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。
[典题例析] (2014·全国卷Ⅰ)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 图像如图 3－4 所示。下列
判断正确的是
()
图 3－4
A．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
图 3－3 解析：气室中的气体与外界无热交换，内能增加，同时外界对气 体做功，故密闭气体的温度升高，气体分子的平均动能增大。根 据热力学第一定律 ΔU＝Q＋W 可知，Q＝0，W＝ΔU，所以活塞 对该气体所做的功等于 3.4×104 J。 答案：增大 等于
气体实验定律与热力学定律的综合应用
[必备知识] 1．在理想气体状态变化过程中，三个状态参量(p、V、T)遵 循理想气体状态方程pT1V1 1＝pT2V2 2(或pTV＝C)，气体的内能变化只需 分析气体的温度，温度升高(或降低)，内能增大(或减小)。
高考物理一轮复习 第3讲 热力学定律与能量守恒课件 新课标选修33
解析 分析题意得：车胎在阳光下暴晒，爆裂前内能增加，气体的温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强变大，所以选项B和C是正确的，易知选项A是错误的．当车胎突然爆裂的瞬间，气体膨胀对外做功，温度也会有所下降，所以气体内能减少，选项D正确． 答案 A
2．(2010·重庆)给旱区送水的消防车停于水平地面上，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 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．A正确． 答案 A
2．一定量气体，吸热200 J，内能减少20 J，下列说法中正确的是( )． A．气体对外做功180 J B．气体对外做功220 J C．外界对气体做功180 J D．外界对气体做功220 J 解析 根据ΔU＝Q＋W，Q＝200 J，ΔU＝－20 J．所以W＝－220 J，即对外做功220 J，B项正确． 答案 B
解析 (1)由热力学第一定律可得 ΔU＝W＋Q＝－120 J＋280 J＝160 J 气体的内能增加了160 J. (2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从②状态回到①状态的过程中内能的变化应等于从①状态到②状态的过程中内能的变化，则从②状态到①状态的内能应减少160 J 即ΔU′＝－160 J，又Q′＝－240 J，根据热力学第一定律得：ΔU′＝W′＋Q′， 所以W′＝ΔU′－Q′＝－160 J－(－240 J)＝80 J，即外界对气体做功80 J. 答案 (1)增加了160 J (2)外界对气体做功 80 J
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第3讲热力学定律与能量守恒
1.(多选)健身球是一个充满气体的大皮球,现把健身球放在水平地面上。
若在人体压向健身球的过程中球内气体温度保持不变,则()
A.气体分子的平均动能增大
B.气体的密度增大
C.气体的内能增大
D.外界对气体做功
答案BD在人压向健身球的过程中,外界对球做功,气体所占的体积减小,故气体的密度增大;气体温度不变,故气体分子的平均动能不变;由于外界对气体做功,但气体温度不变,故内能不变;由热力学第一定律可知,气体对外放热。
故A、C错误,B、D正确。
2.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
答案C根据热力学第一定律ΔU=Q+W判断,只有C项正确。
3.如图是密闭的汽缸,外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800 J,同时气体向外界放热200 J,缸内气体的()
A.温度升高,内能增加600 J
B.温度升高,内能减少200 J
C.温度降低,内能增加600 J
D.温度降低,内能减少200 J
答案A根据热力学第一定律,气体内能增量ΔU=W+Q=800 J-200 J=600 J,对于一定质量的理想气体,内能增加温度必然升高,故A选项正确。
4.(多选)[2018课标Ⅲ,33(1),5分]如图,一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-V 图中从a到b的直线所示。
在此过程中()
A.气体温度一直降低
B.气体内能一直增加
C.气体一直对外做功
D.气体一直从外界吸热
E.气体吸收的热量一直全部用于对外做功
=答案BCD本题考查热力学第一定律、理想气体状态方程。
对于一定量的理想气体有pV
T 恒量。
从a到b,p逐渐增大,V逐渐增大,所以p与V的乘积pV增大,可知T增大,则气体的内能一直增加,故A错误、B正确。
由于V逐渐增大,可知气体一直对外做功,故C正确。
由热力学第一定律ΔU=Q+W,因ΔU>0,W<0,可知Q>0,即气体一直从外界吸热,且吸收的热量大于对外做的功,故D正确、E错误。
5.如图,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。
现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸。
待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积。
假设整个系统不漏气。
下列说法正确的是()
A.气体自发扩散前后内能相同
B.气体在被压缩的过程中内能增大
C.在自发扩散过程中,气体对外界做功
D.气体在被压缩的过程中,外界对气体做功
E.气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变
答案ABD气体自发扩散时不对外做功,W=0,汽缸绝热,Q=0,由热力学第一定律得
ΔU=W+Q=0,故气体内能不变,选项A正确,C错误;气体被压缩的过程中体积缩小,外界对气体做功,W>0,Q=0,故ΔU>0,气体内能增大,故理想气体的温度升高,则分子平均动能增大,选项B、D正确,选项E错误。
6.一定质量的理想气体,状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p-V图描述,图中p1、p2、V1、V2和V3为已知量。
(1)气体状态从A到B是过程(填“等容”、“等压”或“等温”);
(2)状态从B到C的变化过程中,气体的温度(填“升高”、“不变”或“降低”);
(3)状态从C到D的变化过程中,气体(填“吸热”或“放热”);
(4)状态从A→B→C→D的变化过程中,气体对外界所做的总功为。
答案(1)等压(2)降低(3)放热(4)p2(V3-V1)-p1(V3-V2)
解析(1)A→B,对应压强值恒为p2,等压。
(2)B→C,由pV
=恒量,V不变,p减小,T降低。
T
(3)C→D,由pV
=恒量,p不变,V减小,可知T降低,V减小,外界对气体做功,T降低,内能减小,
T
由ΔU=W+Q可知C→D过程放热。
(4)A→B,气体对外界做功W AB=p2(V3-V1)
B→C,V不变,气体不做功
C→D,V减小,气体对外界做功W CD=-p1(V3-V2)
状态从A→B→C→D的变化过程中,气体对外界做的总功
W=W AB+W BC+W CD=p2(V3-V1)-p1(V3-V2)
7.如图,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2.4T0、压强为1.2p0的理想气体。
p0和T0分别为大气的压强和温度。
已知:
气体内能U与温度T的关系为U=αT,α为正的常数;汽缸内气体的所有变化过程都是缓慢的。
求:
(ⅰ)汽缸内气体与大气达到平衡时的体积V1;
(ⅱ)在活塞下降过程中,汽缸内气体放出的热量Q。
答案(ⅰ)1
2V(ⅱ)1
2
p0V+αT0
解析(ⅰ)在气体由压强p=1.2p0下降到p0的过程中,气体体积不变,温度由T=2.4T0变为T1,
由查理定律得T1
T =p0 p
在气体温度由T1变为T0的过程中,体积由V减小到V1,气体压强不变,由盖—吕萨克定
律得V
V1=T1 T0
解得V1=1
2
V
(ⅱ)在活塞下降过程中,活塞对气体做的功为
W=p0(V-V1)
在这一过程中,气体内能的减少量为
ΔU=α(T1-T0)
由热力学第一定律得,汽缸内气体放出的热量为Q=W+ΔU
p0V+αT0
解得Q=1
2。