第3章 热力学定律章末综合提升（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步导学案（鲁科版2019）

选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 规律归纳 分类聚焦 章末综合测评（三） 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 核心素养构建 物理观念：热力学第一定律、能量守恒定律、第一类永动机、热力学第二定律、第二类永动机、熵、能量退降。 科学思维：1.能利用热力学第一定律进行有关计算。 2.会用能量守恒的观点分析、解决有关问题。能运用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移以及宏观自然过程的方向性问题。 科学态度与责任：能从熵增加的角度认识当前环境问题，增强环保意识和可持续发展意识。 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 素养1　做功、热传递与内能变化的关系 1．做功与热传递的区别与联系 做功和热传递是改变物体内能的两种方式，它们在改变物体的内能上是等效的，但它们的本质不同。做功是其他形式的能和内能之间的转化，热传递则是物体间内能的转移。 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 2．热力学第一定律 正确理解ΔU＝W＋Q的意义及符号含义是解决本类问题的关键。 (1)外界对物体做功，W>0；物体对外做功，W<0。 (2)物体从外界吸热，Q>0；物体放出热量，Q<0。 (3)ΔU>0，则内能增加|ΔU|；ΔU<0，则内能减少|ΔU|。 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 [典例1]　当把打足气的车胎内的气体迅速放出时，会发现车胎气嘴处的温度明显降低，则在这个过程中(　　) A．气体对外做功，同时向外散发热量 B．气体对外做功，车胎内气体温度降低，从外界吸热 C．外界对车胎内气体做功，车胎内气体向外传递热量 D．外界对车胎内气体做功，同时向车胎内气体传递热量 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 [解析]　气体迅速放出时短时间内认为Q＝0，气体体积膨胀对外做功，W<0，所以ΔU<0，温度降低；因为车胎内温度低于环境温度，所以从外界吸热，故正确答案为B。 [答案]　B 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 1．(多选)一定质量的理想气体自状态A经状态C变化到状态B。这一过程的V-T图像表示如图所示，则(　　) A．在过程A→C中，外界对气体做功，内能不变 B．在过程C→B中，外界对气体做功，内能增加 C．在过程A→C中，气体压强不断变大 D．在过程C→B中，气体压强不断减小 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 答案：AC 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 2．一定质量的理想气体从外界吸收了4.2×105 J的热量，同时气体对外做了6×105 J的功，问： (1)气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？ (2)分子的平均动能是增加还是减少？ 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 解析： (1)气体从外界吸收的热量Q＝4.2×105 J，气体对外做的功W＝－6×105 J，由热力学第一定律得ΔU＝W＋Q＝(－6×105 J)＋(4.2×105 J)＝－1.8×105 J。ΔU为负，说明气体的内能减少了。所以气体内能减少了1.8×105 J。 (2)因为气体内能减少，所以气体温度降低，分子平均动能减少。 答案： (1)减少　1.8×105 J　(2)减少 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 素养2　能量守恒定律及应用 1．能量守恒定律：能量既不会消失，也不会创生，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另一个物体，而能量的总值保持不变。 能量守恒定律是自然界普遍适用的规律，不同形式的能可以相互转化。 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 2．应用能量守恒定律解题的方法和步骤 (1)认清有多少种形式的能(例如动能、势能、内能、电能、化学能、光能等)在相互转化。 (2)分别写出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式。 (3)根据下列两种思路列出能量守恒方程：ΔE减＝ΔE增。 ①某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。 ②某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量与增加量一定相等。 (4)解方程，代入数据，计算结果。 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 [典例2]　在近地的高空中，雨滴几乎是匀速下落的，设在此过程中所产生的热量有30%被雨滴吸收，求雨滴在近地下落40 m前、后的温度差。[已知c＝4.2×103 J/(kg·℃)，g取10 m/s2] 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 [答案]　升高0.03 ℃ 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页