专题05 选修3-3 热力学定律-2018-2019学年高二物理下学期核心知识随学随练

专题05 选修3-3 热力学定律 1．物体内能的改变 （1）做功是其他形式的能与内能的相互转化过程，内能的改变量可用做功的数值来量度． （2）热传递是物体间内能的转移过程，内能的转移量用热量来量度． 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． 符号 W Q ΔU ＋[来源:学科网ZXXK] 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．外界对物体做的功等于物体放出的热量． 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，能量的总量不变，这就是能量守恒定律． （2）任何违背能量守恒定律的过程都是不可能的，不消耗能量而对外做功的第一类永动机是不可能制成的． 4．热力学第二定律 （1）两种表述 ①第一种表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体（克劳修斯表述）． ②第二种表述：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（开尔文表述）． （2）第二类永动机是指设想只从单一热库吸收热量，使之完全变为有用的功而不产生其他影响的热机．这类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律． 例题：1．（2017春•呼图壁县校级期末）做功和热传递是等效的，这里指的是（　　） A．它们能使物体改变相同的温度 [来源:Z§xx§k.Com] B．它们能使物体改变相同的内能 C．它们能使物体增加相同的热量 D．它们本质上是相同的 2．（2018秋•虹口区校级期末）关于内能，下列说法正确的是（　　） A．理想气体吸热，温度一定升高 B．物体动能越大，分子动能越大 C．外界对气体做功10J，同时气体放出20J的热量，则气体的内能减少10J D．只有热传递可以改变物体的内能 3．（2018春•未央区校级期末）如图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙，现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动P的过程中（　　） A．外力对乙做功，甲的内能不变 [来源:学科网ZXXK] B．外力对甲做功，甲的内能增加 C．乙传递热量给甲，乙的内能减少 D．甲吸热，乙放热，甲、乙内能都增加 4．（2018春•兴庆区校级期末）如图所示，一定质量的氢气（可看作理想气体）由状态A经状态B变化到状态C．设由A到B、由B到C的过程外界对气体做的功分别为W1、W2，气体从外界吸收的热量分别为Q1、Q2．则（　　） A．W1＞0，W2＞0 B．Q1＞0，Q2＞0 C．|W1|+|W2|＝|Q1|+|Q2| D．|W1|+|W2|＞|Q1|+|Q2| 5．（2018•江津区校级模拟）下列说法正确的是（　　） A．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减少的方向进行 B．密闭容器中液体上方的饱和汽压随温度的升高而增大 C．一种溶液是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系 D．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 E．有的物态变化中虽然吸收热量但温度却不升高 6．（2019•凉山州模拟）如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T1，现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，活塞与容器底部相距2h。已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与气缸间的摩擦，求： ①加热后气体的温度； ②加热过程中气体的内能增加量。 7.如图所示，一定质量的理想气体，从状态A经绝热过程A→B、等容过程B→C、等温过程C→A又回到了状态A ， 则(　　) A. A→B过程气体降温  B. B→C过程气体内能增加，可能外界对气体做了功 C. C→A过程气体放热 D. 全部过程气体做功为零 8.如图所示为一定质量气体发生状态变化的P－V图象，1、2是两条等温线，A、B是等温线1上的两点，C、D是等温线2上的两点，若气体按图线从A→B→C→D→A进行状态变化，则下列说法正确的是（   ） A.等温线1对应的气体温度比等温线2对应的气体温度高 B.气体从状态A变化到状态B，气体一定吸收热量 C.气体从状态B变化到状态C，气体吸收的热量比气体做功多 D.气体从状态C变化到状态D，气