第十四章 第3讲 热力学定律与能量守恒-2023高考物理艺考生文化课百日冲关教师用书word（新教材，人教版）

第3讲　热力学定律与能量守恒 [基础知识·填一填] [知识点1]　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　. (3)ΔU＝　Q＋W　中正、负号法则： 物理量 意义 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　 [知识点2]　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．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　. [知识点3]　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　，或表述为“　第二类　永动机是不可能制成的”． 2．用熵的概念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　减少　. 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． 4．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　. [思维诊断]——————————► 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”． (1)做功和热传递的实质是相同的．(　×　) (2)外界压缩气体做功20 J，气体的内能可能不变．(　√　) (3)给自行车打气时，发现打气筒的温度升高，这是因为外界对气体做功．(　×　) (4)电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递．(　√　) (5)科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机．(　×　) (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)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．(　√　) (8)一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加．(　√　) [教材挖掘·做一做] 1．关于图所示的实验，下列说法正确的是(　　) A．图甲，迅速下压活塞，棉花会燃烧起来，说明热传递可以使物体的温度升高 B．图乙，重物下落带动叶片转动，由于叶片向水传递热量而使水的温度升高 C．图丙，降落的重物使发电机发电，电流对液体做功使液体的温度升高 D．由以上实验可知，做功可以使系统的内能增加 答案：D 2．(人教版选择性必修第三册 P53第1题改编) 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200 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100 J B．温度升高，内能减少200 J C．温度降低，内能增加100 J D．温度降低，内能减少200 J 答案：A 3．(人教版选择性必修第三册 P63第2题改编)(多选)下列现象中能够发生的是(　　) A．一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热 B．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能 C．桶中浑浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离 D．电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体 答案：CD 考点一　热力学第一定律 [考点解读] 1．热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且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.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 区 别 从运动 形式看 做功是宏观的机械运动向物体的微观分子热运动的转化 热传递是通过分子之间的相互作用．使同一物体的不同部分或不同物体间的分子热运动发生变化 从能量 角度看 做功是其他形式的能与内能相互转化的过程，能的性质发生了变化 不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移，能的性质不变 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 4.温度、内能、热量、功的比较 含义 特点 温度 表示物体的冷热程度，是物体分子平均动能大小的标志，它是大量分子热运动的集体表现，对个别分子来说