2023届高考物理一轮复习学案： 热力学定律与能量守恒

选修3-3----3热力学定律与能量守恒定律 夯实基础 知识点一　热力学第一定律 1．改变物体内能的两种方式：(1)________．(2)________． 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＝________． 知识点二　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________为另一种形式，或者是从一个物体________到别的物体，在________或________的过程中，能量的总量保持不变． 2．第一类永动机是不可能制成的，它违背了________． 知识点三　热力学第二定律 1．热力学第二定律的三种表述 (1)克劳修斯表述：热量不能自发地从__________物体传到__________物体． (2)开尔文表述：如图甲所示，不可能从单一热源________热量，使之完全变成功，而不产生________．或表述为“第二类永动机不可能制成”． (3)用熵的概念表示热力学第二定律 如图乙所示，用熵的概念表述：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会________(热力学第二定律又叫做熵增加原理)． 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________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，气体的内能一定减少．(　　) (3)物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变．(　　) (4)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量正在消失．(　　) (5)尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－283 ℃.(　　) (6)对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机．(　　) (7)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．(　　) (8)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．(　　) 考点突破 考点一　热力学第一定律的理解和应用自主演练 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 1．对公式ΔU＝Q＋W符号的规定 2.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． [多维练透] 1．(多选)夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂．若接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内气体看做理想气体．则上升过程中，以下说法正确的是(　　) A．气泡内气体对外界做功 B．气泡内每个气体分子的动能都变大 C．气泡内气体从外界吸收热量 D．气泡内气体的压强可能不变 2．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104 J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程(　　) A．气体从外界吸收热量2.0×105 J B．气体向外界放出热量2.0×105 J C．气体从外界吸收热量6.0×104 J D．气体向外界放出热量6.0×104 J 3．水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图．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．若在水不断喷出的过程中，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 考点二　热力学定律与气体实验定律的综合应用师生共研 气态变化中的做功、内能、热量的判断方法 (1)做功情况看体积：体积V减小→外界对气体做功→W>0；体积V增大→气体对外界做功→W<0； 自由膨胀→W＝0； (2)内能变化看温度：温度T升高→内能增加→ΔU>0；温度T降低→内能减少→ΔU <0； (3)吸(放)热看定律：先判断做功和内能变化，再根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，确定吸(放)热． 特别注意：吸(放)热不能直接根据温度变化判断． 题型1|热力学第一定律与图像的综合应用 例1 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p­V图像如图所示．已知三个状态的坐标分别为a(V0，2p0)、b(2V0，p0)、c(3V0，2p0).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