高考物理一轮复习第十二章热学第3节热力学定律

第3节热力学定律

(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。(×)

(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，这是因为外界对气体做功。(√)

(5)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量正在消失。(×)

(6)利用河水的能量使船逆水航行的设想，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。(×

)

突破点(一) 热力学第一定律

1．改变内能的两种方式的比较

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

从运动形式上做功是宏观的机械运热传递是通过分子之

2.

3.

4

(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)若过程的始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。

[多角练通]

1．(多选)(2017·淄博、莱芜二模)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

解析：选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．(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

解析：选ABE 气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，A正确；温度高，气体分子热运动就剧烈，B正确；在完全失重的情况下，分子热运动不停息，气体

对容器壁的压强不为零，C错误；做功也可以改变物体的内能，D错误；气体在等压膨胀过程中温度一定升高，E正确。

3．(多选)(2016·海南高考)一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N，其p­V图像如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；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，下列说法正确的是( )

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中一直对外放热

D．气体在过程2中一直对外做功

E．气体经历过程1的内能改变量与经历过程2的相同

解析：选ABE 气体经历过程1，压强减小，体积变大，气体膨胀对外做功，内能减

小，故温度降低，选项A、B正确；气体在过程2中，根据理想气体状态方程pV

T

＝C，则

开始时，气体体积不变，压强减小，则温度降低，对外放热；然后压强不变，体积变大，气体膨胀对外做功，则温度升高，需要吸热，故选项C、D错误；过程1和过程2的初、末状态相同，故气体内能改变量相同，选项E正确。

突破点(二) 热力学第二定律

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。

2．热力学第一、第二定律的比较

热力学第一定律热力学第二定律

定律揭示的问题它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

它指出自然界中出现

的宏观过程是有方向

性的

3.

[典例] (多选)(2017·东北三省四市模拟)下列说法中正确的是( )

A．相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等

B．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入火罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。其原因是火罐内的气体体积不变时，温度降低，压强减小

C．空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下，热传递可以逆向

D．自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的

[解析] 相互间达到热平衡的两物体的温度相同，内能不一定相等，故A错误；火

罐内气体压强小于大气压强，所以火罐能“吸”在皮肤上，故B正确；根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，但在一定外界条件影响下可以实现，故C正确；根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故D正确。

[答案] BCD

[方法规律]

4个常见的宏观热现象方向性实例

(1)高温物体热量Q能自发传递

热量Q不能自发传递低温物体。

(2)功能独立全转化为

不能独立地完全转化为热量。

(3)气体体积V1能自发膨胀

不能自发压缩气体体积V2(V2＞V1)。

(4)不同气体A和B 能自发混合

不能自发分离混合气体AB。

[集训冲关]

1．(2017·连云港模拟)关于能量和能源，下列说法正确的是( )

A．在能源利用的过程中，能量在数量上并未减少

B．由于自然界中总的能量守恒，所以不需要节约能源

C．能量耗散说明能量在转化过程中不断减少

D．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造

解析：选A 根据能量守恒定律可知，在能源使用过程中，能量在数量上并未减少，故A正确，C错误；虽然自然界中的总能量不会减少，但是能源的品质会降低，无法再利用，故还需要节约能源，故B错误；根据能量守恒可知，能量不会被创造，也不会消失，故D错误。

2．(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( )