第15章 第3讲 热力学定律与能量守恒定律（PPT课件）-【正禾一本通】2024高考物理高三一轮总复习高效讲义（新教材新高考）

2024版·物理（①） 第十五章 热学 第3讲 热力学定律与能量守恒定律　 做功 热传递 热量 吸收 增加 放出 减少 产生 转化 转移 保持不变 能量守恒定律 自发地 不产生其他影响 无序性 热力学第二定律 × √ √ × × 【课标解读】 　1．理解热力学第一定律，知道改变内能的两种方式，并能用热力学第一定律解决相关问题。2．理解能量守恒定律，能用能量守恒的观点解释自然现象。3．通过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律。 备考第1步——梳理教材基础，落实必备知识 一、热力学第一定律 1．改变物体内能的两种方式：____和______。[1] 2．热力学第一定律 (1)内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的____与外界对它所做的功的和。 (2)表达式：ΔU＝______。 Q＋W (3)表达式中的正、负号法则 物理量 W [2] Q ΔU ＋ 外界对系统做功 系统____热量 内能____ － 系统对外界做功 系统____热量 内能____ 注解[1] 做功和热传递对改变物体的内能具有等效性。 注解[2] 功W的正负可以根据系统的体积变化判断：体积增大→系统对外做功→W<0；体积减小→外界对系统做功→W>0。 3．能量守恒定律 (1)内容：能量既不会凭空____，也不会凭空消失，它只能从一种形式____为其他形式，或者从一个物体____到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量________。 (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____________。 二、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______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______________。或表述为“第二类永动机不可能制成”。 2．热力学第二定律的微观意义[3] 一切自发过程总是沿着分子热运动的______增大的方向进行。 3．第二类永动机不可能制成的原因是违背了______________。 注解[3] 热力学第二定律的每一种表述，都揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。 基础小题自测 1．判断下列说法正误。 (1)绝热过程中，外界压缩气体做功20 J，气体的内能一定减少20 J。(　　) (2)物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变。(　　) (3)可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功。(　　) (4)热机中，燃气的内能可以全部变成机械能而不引起其他变化。(　　) (5)热量不可能从低温物体传给高温物体。(　　) 2．(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．桶中混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给箱外高温物体 答案：CD 3． (2022·湖北黄冈中学高三三模)如图所示，一定质量的理想气体从状态a经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是(　　 ) A．在过程ca中外界对气体做功 B．在过程ab中气体的内能减少 C．在过程ab中气体对外界做功 D．在过程bc中与气体沿直线从状态b到达状态c相比气体吸收热量更多 解析：选A。在过程ca中气体体积减小，则外界对气体做功，故A正确。在过程ab中气体的体积不变，压强变大，由 eq \f(pV,T) ＝C可知，气体温度升高，则内能增加，故B错误。在过程ab中气体的体积不变，则气体不对外界做功，外界也不对气体做功，故C错误。在过程bc中，气体温度不变，则内能不变；体积变大，气体对外做功；根据热力学第一定律有ΔU＝Q＋W＝0可知，气体从外界吸收热量等于气体对外做的功；若在过程bc中气体沿直线从状态b到达状态c，由p ­V图像围成的面积表示气体对外做的功，可知该情形下做的功较多，由于气体内能不变，所以对应从外界吸收的热量更多，故D错误。 备考第2步——突破核心考点，提升关键能力 考点一　热力学第一定律 【核心知识】 1．对热力学第一定律的理解 (1)内能的变化都要用热力学第一定律进行综合分析。 (2)做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，W为负值；体积缩小，外界对气体做功，W为正值。 (3)与外界绝热，则不发生热传递，此时Q＝0。 (4)如果研究对象是理想气体，因理想气体忽略分子势能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化。 2