【步步高】2014-2015学年高中物理人教版选修3-3 课件+学案+每课一练+章末总结+章末检测：第十章　热力学定律（26份）

章末总结 一、热力学第一定律的综合应用 热力学第一定律揭示了内能的增量(ΔU)与外界对物体做功(W)与物体从外界吸收热量(Q)之间的关系，即ΔU＝W＋Q，正确理解公式的意义及符号含义是解决本类问题的保证． (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，物体的内能增加；ΔU<0，物体的内能减少． 分析题干，确定内能改变的方式(W、Q)→判断W、Q的符号→代入公式ΔU＝W＋Q→得出结论 例1　如图1所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B.此过程中，气体压强p＝1.0×105 Pa不变，吸收的热量Q＝7.0×102 J，求此过程中气体内能的增量． 图1 解析　等压变化过程有，对外做的功W＝p(VB－VA) ＝ 根据热力学第一定律有ΔU＝Q－W， 代入数据解得ΔU＝5.0×102 J. 答案　5.0×102 J 针对训练　 图2 如图2所示，p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收热量420 J，同时膨胀对外做功300 J．当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时，外界压缩气体做功200 J，判断此过程中气体是吸热还是放热，并求出热量变化的多少． 答案　放热　320 J 解析　一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收的热量Q1大于气体膨胀对外做的功W1，气体内能增加，由热力学第一定律可知，气体内能的增加量为 ΔU＝Q1－W1＝420 J－300 J＝120 J 气体由状态B经过程Ⅱ回到状态A时，气体内能将减少120 J，而此过程中外界又压缩气体做了W2＝200 J的功，因而气体必向外界放热，放出的热量为 Q2＝ΔU′－W2＝(－120 J)－200 J＝－320 J 即此过程中气体放出的热量是320 J. 二、热力学第二定律 1．热力学第二定律的两种表述 (1)按照热传递的方向性表述为：热量不能自发地从低温物体传到高温物体，这是热力学第二定律的克劳修斯表述． (2)按照机械能与内能转化的方向性表述为：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．这是热力学第二定律的开尔文表述． 2．热力学第二定律的微观意义 (1)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． (2)用熵来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小． 3．分析此类问题的方法 掌握热力学第二定律时，要注意理解其本质，即热力学第二定律是对宏观自然过程进行方向的说明．凡是对这种宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述．本章对热力学第二定律的表述很多，这些不同形式的表述都是等价的． 例2　关于热力学定律，下列说法正确的是__________．(填入正确选项前的字母) A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量 B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功 D．不可能使热量从低温物体传向高温物体 E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 解析　由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知A正确，B错误；由热力学第二定律知，C、D这些过程在借助于外界帮助的情况下是可以实现的，所以C正确，D错误；由于自然界中一切与热现象有关的过程都是不可逆的，所以E正确，故正确答案为A、C、E. 答案　ACE 1．(热力学第一定律)如图3所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度内，A、B两球用同一种材料制成，当温度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高同一值，两球膨胀后，体积相等，则(　　) 图3 A．A球吸收的热量较多 B．B球吸收的热量较多 C．两球吸收的热量一样多 D．无法确定 答案　B 解析　两球初、末态温度分别相同，初、末态体积也相同，所以内能增量相同，但水银中的B球膨胀时对外做功多，所以吸热较多，故选B. 2．(热力学第一定律的综合应用)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是(　　) A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变 B．若气体的温度不断升高，其压强也一定不断增大 C．若气体温度升高1 K，其等容过程所吸收的热量一定大于等压过程所吸收的热量 D．在完全失重状态下，气体的压强为零 答案　A 解析　一定质量的理想气体的内能与温度有关，若气体的压强和体积都不变，则温度不变，其内能也一定不变，A正确；由＝C知，气体的温度不断升高，压强不一定增大，B错误；根据热力学第一定律有ΔU＝Q＋W，气体温度升高1 K，ΔU相同，等容过程W＝0，等压过程，体积增大，则W<0，故等容过程所吸收的热量一定小于等压过程所吸收的热量，C错误；气体的压强是由于分子频繁撞击器壁而产生的，与是否失重无关，