2024届高考物理一轮复习课件：第二节 能量守恒定律及其应用

第二、三节 能量定律及其应用 热力学第二定律 第三章 热力学定律 理想气体 内能： 温度升高，内能增加 做功： ①体积增大，气体对外界做功 ②体积减小，外界对气体做功 热量： ΔU = Q + W 参量： P ha Δh hb P V Va Vb 等压变化 3.热力学第一定律及其应用 【例11—课本P60】如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是 A.气体自发扩散前后内能相同 B.气体在被压缩的过程中内能增大 C.在自发扩散过程中，气体对外界做功 D.气体在被压缩的过程中，外界对气体做功 E.气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变 ABD 气体的自由膨胀(真空膨胀)不做功 3.热力学第一定律及其应用 典例3　 如图所示，直立容器的内部有被隔板隔开的A、B两部分气 体，A的密度小，B的密度大。抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀 混合。设在此过程中气体吸收的热量为Q，气体内能的增量为ΔE，则 (　　) A．ΔE＝Q　　　　　　　　　 B．ΔE<Q C．ΔE>Q D．ΔE＝0 3.热力学第一定律及其应用 【例12—课本P74】如图所示，容器A、B中各有一个可以自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定.A、B的底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热. 开始时，A 水面高于B水面，打开阀门，使A中的水逐渐向 B流，最后达到平衡，在这个过程中大气压对水 （选填"做功"或"不做功"）.水的内能 （选填"增大""减小"或"不变"）. 增大 不做功 1.能量守恒定律 能量守恒定律 ：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，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移过程中，能量的总量保持不变。 风能转化为电能 电能转化为内能 太阳能转化为电能 化学能转化为电能 机械能守恒定律 ——能量守恒在机械能范围内的表现 热力学第一定律 ——能量守恒在热力学范围内的表现 2.第一类永动不可能制成 第一类永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功的机器。 第一类永动不可能制成原因是违背了能量守恒定律。 滚珠永动机 魔轮永动机 "永动机"构想图 3.热力学第二定律 大家是否发现一些自然事件的发展过程具有方向性、不可逆性? 君不见，黄河之水天上来，奔流到海不复回 覆水难收 3.热力学第二定律 【问题1】一个390C的鸡蛋放入310C的水中，热量会自发地从高温物体传递给低温物体，最终两者的温度相同为340C。可能自发地发生这样的逆过程？ 3.热力学第二定律 热传导的方向性 高温物体 低温物体 自发地 借助外界 高温：大气 低温：贮藏的食品 热量 电源 做功 热量 高温：大气 低温：贮藏的食品 制冷系统 热量 3.热力学第二定律 【问题2】在水平地面上滚动的足球，摩擦力做负功，其动能转化为内能，最终停了下来，同时产生的热量散失在周围的环境中。会不会有这样的现象∶静止在水平地面上的足球和地面、周围的空气自发地降低温度释放内能，并将释放出的内能全部转化为足球的动能，让足球又滚动起来? 机械能 内能 自发地 借助外界 机械能和内能转化的方向性 3.热力学第二定律 【问题3】(1)一滴颜料滴进一杯清水中扩散，整杯水将均匀地变红。那么，水中扩散后颜料能否自发地重新聚集起来，而其余部分又变成清水? （2）两种不同的气体可以自发地混合，最后成为一种均匀的混合气体.相反，一种均匀的混合气体能否自发地分开成为两种气体？ 扩散的方向性 混合 分开 自发地 借助外界 3.热力学第二定律 【问题4】如图所示是两个可以连通的容器，容器A中装有气体，容器B是真空.打开阀门K，容器A中的气体会自发地向容器 B中扩散，最后两个容器都充满压强相等的气体，这个过程被称为气体的自由膨胀. 但气体能否自发地从容器B流回容器A，最后使容器B恢复成真空.？ 气体自由膨胀的方向性 3.热力学第二定律 热机:一种把内能转化为机械能的装置（如汽油机、柴油机...） 燃烧产生 的热量Q 漏气、散热、 摩擦产生热损 输出机械功W 假设无热损 化学能 内能 机械能 燃烧 做功 热机效率 高温热源Q 低温热源 输出机械功W 气缸 大气 3.热力学第二定律 克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体; 或者说不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化. 开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不产生其他影响。 热力学第二