第十四章 第3讲 热力学定律与能量守恒-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮教师用书word（新教材，人教版）

第3讲　热力学定律与能量守恒 [必备知识·填充] [知识点一]　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： [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　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　，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　. [学情自测·验收] 一、思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”) 1.热力学系统对外界做功时，W取负值，吸收热量时，Q取正值．(　√　) 2．物体与外界不发生热交换，物体的内能也可能增加．(　√　) 3．传热的过程是具有方向性的．(　√　) 4．科技发达后，热机的效率可以达到100%.(　×　) 5．机械能可以全部转化为内能，而内能不能自发地全部转化为机械能．(　√　) 6．各种能量之间可以转移或转化，但总量保持不变．(　√　) 7．根据能量守恒定律可知，节约能源是没有必要的．(　×　) 8．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性．(　√　) 二、走进教材 1．(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 2．(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 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，温度没有意义 状 态 量 内能(热能) 物体内所有分子动能和势能的总和，它是由大量分子的热运动和分子的相对位置所决定的能 热量 是热传递过程中内能的改变量，热量用来度量热传递过程中内能转移的多少 过 程 量 功 做功过程是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程 [跟进题组] 1．金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气，打开筒的开关，筒内高压空气迅速向外逸出，待筒内外压强相等时，立即关闭开关．在外界保持恒温的条件下，经过一段较长的时间后，再次打开开关，这时出现的现象是(　　) A．筒外空气流向筒内 B．筒内空气流向筒外 C．筒内