3.2 热力学第一定律&3.3 能量守恒定律-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步辅导与测试(人教版)

物理·选择性必修第三册 2热力学第一定律 3能量守恒定律 (1)知道人类对能量概念的逐步认识过程」 物理观念 (2)理解能量守恒定律，知道能量守恒是自然界普遍遵从的基本规律。 (3)知道第一类永动机是不可能实现的」 (1)能以系统为研究对象，用综合分析的方法推导出热力学第一定律。 科学思维 (2)能运用热力学第一定律解释和计算能量的转化、转移问题。 科学探究 探究能量的转化过程和总量的变化情况 (1)理解能量和能量守恒观念对世界统一性的意义。 科学态度与责任 (2)体会科学探索中的挫折和失败对科学发展的意义。 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 一、热力学第一定律热力学第一定律的应用 自主评价 1.热力学第一定律 (1)改变内能的两种方式： 1.判断正误 (2)热力学第一定律 (1)外界对系统做功，系统的内能一定增加。 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 (2)系统内能增加，一定是系统从外界吸收了 的和。 热量 ( ②表达式：△U= (3)系统内能减少，一定是系统对外界做了功。 2.热力学第一定律的应用 ( 公式△U=Q十W中符号的规定 (4)违背能量守恒定律的过程是不可能发生的。 符号 W Q AU 外界对系统做功 系统吸收热量 内能 2.情景思考 系统对外界做功 系统放出热量 内能 给旱区送水的消防车停在 水平地面上。在缓慢放水 二、能量守恒定律 的过程中，若车胎不漏气且 1.内容 胎内气体温度不变，不计分 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能 子间的势能，试分析气体的吸放热情况 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， 保持不变。 2.意义 (1)各种形式的能可以 (2)各种物理现象可以用 联系在一起。 3.永动机不可能制成 (1)第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能 不断地 的机器。 (2)不可制成的原因：违背了 定律。 60 第三章热力学定律 关键能力·合作探究 讲练设计探究重点 要点1热力学第一定律的理解和应用 : [典例1]一定质量的实际气体从外界吸收了4.2× 105J的热量，同时气体对外做了6×10J的功，问： 探究导入如图所示，快速推动 (1)气体的内能是增加还是减少？变化量是 活塞对汽缸内气体做功10J, 多少？ 气体内能改变了多少？若保持 (2)分子势能是增加还是减少？ 气体体积不变，汽缸向外界传 (3)分子的平均动能是增加还是减少？ 递10J的热量，气体内能改变了多少？若推动活 [听课记录] 塞对汽缸内气体做功10J的同时，汽缸向外界传 递10J的热量，气体的内能改变了多少？ 探究归纳 1.对公式△U=Q十W符号的规定 符号 W Q △LU /名师点评/ 体积减小，外界对 热力学系统 内能增加 应用热力学第一定律解题的方法 热力学系统做功 吸收热量 (1)明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力 体积增大，热力学 热力学系统 学系统。 内能减少 系统对外界做功 放出热量 (2)分别找出题目中研究对象吸收或放出的热 量；外界对研究对象所做的功或研究对象对外 2.气体状态变化的几种特殊情况 界所做的功；研究对象内能的增加量或减少量。 (1)绝热过程：Q=0,则△U=W,系统内能的增加 (3)根据热力学第一定律△U=Q十W列出方程 (或减少)量等于外界对系统（或系统对外界）做 进行求解。 的功。 (4)特别注意物理量的正负号及其意义。 (2)等容过程：W=0,则△U=Q,物体内能的增加： 量（或减少量）等于系统从外界吸收（或系统向外： 针对训练 界放出)的热量。 (3)等温过程：理想气体的内能不变，即△U=0,1.若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底缓 则W=一Q(或Q=一W),外界对系统做的功等： 慢上升到湖面的过程中，对外界做了0.6J的功， 于系统放出的热量（或系统吸收的热量等于系统： (设湖水的温度相等且保持不变) 对外界做的功)。 (1)气泡上升过程中吸收的热量是多少？ 3.判断气体是否做功的方法 (2)气泡到达湖面后，由于太阳的照射，在温度上 一般情况下看气体的体积是否变化。 升的过程中又对外界做了0.1J的功，同时吸收 (1)若气体体积增大，表明气体对外界做功， 了0.3J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增 W<0。 加了多少？ (2)若气体体积减小，表明外界对气体做功， W>0。 4.应用热力学第一定律解题的一般步骤 (1)根据符号法则写出各已知量(W、Q、△U)的： 正负； (2)根据方程△U=W+Q求出未知量； (3)再根据未知量结果的正负来确定吸放热情 况、做功情况或内能变化情况。 61 物理·选择性必修第三册 要点2能量守恒定律和第一类永动机 想源源不断地做功，就必须使系统不断回到初始 状态，在无外界能量供给的情况下是不可能的。 探究导入(1)不耗油的汽车能不能制成，为什么？[典例2]如图所示，上端开口、粗细 不消耗能量的汽车呢？ 均匀的U形管的底部中间有一阀 (2)如图所示是18世纪人们发明的各种不同形： 门，开始阀门关闭，两管中的水面 式的“永动机”，现在这些“永动机”只能在博物馆 高度差为h。现将阀门打开，最终 中看到了，警示人们不要再做这方面的工作。试 两管水面相平，则这一过程中 分析“永动机”不能成功的原因。 A.大气压做正功，重力做负功，水的内能不变 B.大气压不做功，重力做正功，水的内能增大 C.大气压不做功，重力做负功，水的内能增大 D.大气压做负功，重力做正功，水的内能不变 [听课记录] 针对训练 2.(多选)空调市场上有很多变频空调，据专家介绍 变频空调比定频的要节能，因为定频空调开机时 就等同于汽车启动时，很耗能，是正常运行的5~ 7倍。空调在工作时达到设定温度就停机，等温 探究归纳 度高了再继续启动。这样的频繁启动，耗电多， 而变频空调启动时有一个由低到高的过程，运行 1.能量的存在形式及相互转化 过程是自动变速来保持室内温度，从开机到关机 (1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机： 中间不停机，而是达到设定温度后就降到最小功 械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁能、化： 率运行，所以比较省电。阅读上述介绍后，以下 学能、原子能等。 说法合理的是 (2)各种形式的能，通过某种力做功可以相互转： A.变频空调节能，运行中不遵守能量守恒定律 化。例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化为内 B.变频空调运行中做功少，转化能量多 能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮 C.变频空调在同样工作条件下运行效率高，省电 子温度升高，机械能转化为内能。 D.变频空调与定频空调做同样功时，消耗同样电能 2.与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的，3.（多选）细绳一端固定在天花板上，另一 例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力或系；端拴一质量为m的小球，如图所示。使 统内的弹力做功；而能量守恒定律是没有条件： 小球在竖直平面内摆动，经过一段时间 的，它是一切自然现象都遵守的基本规律。 后，小球停止摆动。下列说法中正确的是( 3.第一类永动机失败的原因分析 A.小球机械能不守恒 如果没有外界热源供给热量，则有U2一U1=W,: B.小球能量正在消失 就是说，如果系统内能减少，即U2<U1,则W<: C.小球摆动过程中，只有动能和重力势能在相互转化 0,系统对外做功是要以内能减少为代价的。若 D.总能量守恒，但小球的机械能减少 素养演练·提升技能 达标训练素养提高 1.气体膨胀对外做功100J,同时从外界吸收：2.汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速运动，在这一 了120J的热量，它的内能的变化情况是 过程中 ( A.汽车的机械能守恒 ( )1 B.汽车的动能和势能相互转化 A.减小20J B.增大20J C.机械能逐渐转化为内能，总能量逐渐减少 C.减小220J D.增大220J D.机械能逐渐转化为内能，总能量不变 62 第三章 热力学定律 3.至今为止，第一类永动机从来没有成功过，其原：5.如图所示，粗细均匀的玻 A 因是 )· 璃管，长为L、内横截面积 A.机械制造的技术没有过关 为S,将其固定在水平面 B.违反了牛顿运动定律 上并保持平衡状态，A端封闭，B端开口，在B端 C.违反了电荷守恒定律 用厚度不计的轻质活塞进行封闭，用力推活塞缓 D.违反了能量守恒定律 慢向里移动x时停止，该过程推力对活塞做功为 4.(2022·山东等级考)如图所示，内壁光滑的绝热： WF.设整个过程管内气体温度不变，管内气体视 汽缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初： 为理想气体，活塞与玻璃管壁间的摩擦不计，外 始时汽缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将 界大气压强为p0.求： 汽缸缓慢转动90过程中，缸内气体 ( (1)活塞移动x时，管内气体压强pz; (2)活塞移动x过程，气体与外界传递的热量Q。 ummmmmimmmmmmam A.内能增加，外界对气体做正功 B.内能减小，所有分子热运动速率都减小 C.温度降低，速率大的分子数占总分子数比例 减少 D.温度升高，速率大的分子数占总分子数比例 增加 温馨提示 请做课时分层检测（十二） 微专题3热力学第一定律和气体实验定律的综合应用 关键能力·合作探究 讲练设计探究重，点 类型1热力学第一定律和热学图像的结合 (3)与外界绝热，则不发生传热，此时Q=0: 探究归纳 (4)如果研究对象是理想气体，则由于理想气体 1.应用气体状态变化图像时要注意以下两点 没有分子势能，所以气体内能的变化主要体现在 (1)点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像 分子动能的变化上，从宏观上看就是温度的 问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想 变化。 气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量； [典例1]在如图甲所示的密闭汽缸内装有一定质 图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量 的理想气体状态变化的一个过程。 量的理想气体，图乙是它从状态A变化到状态 (2)斜率的物理意义：在V-T图像（或-T图 B的V-T图像。己知图线AB的反向延长线 像)中，比较两个状态的压强（或体积）大小，可以 通过坐标原点，气体在A点的压强为p=1.0× 通过比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，： 105Pa,在从状态A变化到状态B的过程中，气 判断两个状态的压强（或体积）的大小。 体吸收的热量Q=6.0×10J,求： 2.判定物体内能变化的方法 ↑V/(×10-3m) (1)内能的变化都要利用热力学第一定律进行综 B B A 合分析： 6.0 (2)做功情况要看气体体积的变化情况：体积增 大，气体对外做功，W为负；体积缩小，外界对气： 3.04.0T1(×102K) 甲 乙 体做功，W为正； 63第三章热力学定律 2热力学第一定律 1功、热和内能的改变 3能量守恒定律 必备知识·自主梳理 必备知识·自主梳理 一、1.(1)吸热放热(2)①上升②热效应(3)始末方式 一、1.(1)做功传热(2)①热量做的功②Q十W2.增加 2.(1)①自身状态②做功(2)①△U=W②增加减少 减少 二、1.(1)温度(2)热2.(1)热力学内能(2)内能变化 二、1.转化转移能量的总量2.(1)相互转化(2)能量守恒定律 (3)①△V=Q②增加减少3.(1)转化(2)相同的 3.(1)对外做功(2)能量守恒 自主评价 自主评价 1.(1)/(2)/(3)×(4)×(5)× 1.(1)×(2)×(3)×(4)/ 2.提示：小朋友治滑梯下滑时克服摩擦力做功，内能增加。 :2.提示：由于车胎内气体温度不交，故气体分子的平均动能不交，内能 关键能力·合作探究 不交。放水过程中气体体积增大，对外做功，由热力学第一定律可 要点1 知，车胎内气体吸热。 探究导入提示：因为压缩空气做功，使空气的内能增加，温度升高，！ 关键能力·合作探究 达到了乙酸的燃点。 要点1 [典例1]解析由于汽缸及活塞均绝热，故外界对气体所做的功全：探究导入提示：内能增加了10J;减少了10J:没政变 部转化为气体的内能，即△U=W外=(m潘发十m物株)g△h十p,S△h=![典例1]解析(1)气体从外界吸热，故Q=4,2X105J, (5+15)×10×0.1J+1.01×105×0.10.1J=1030J。 气体对外做功，故W=一6×105J, 答案1030J 由热力学第一定律有△U=W+Q=(-6×105J)十(4.2×105J) 针对训练 1.8×10°J。 1.解析图1中通过压缩活塞对空气做功，气体内能增加，温度升高， △U为负，说明气体的内能减少了，所以气体内能减少了1.8X 达到棉花着火点，使棉花燃烧，并非是传热使温度升高，故A错误：！ 10J。 图2中重物下落带动叶片转动，由叶片对水做功而使水的温度升 (2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大 高，故B错误：图3中降落的重物使发电机发电，电流对电阻做功使 了，分子力做负功，气体分子势能增加 电阻发热，然后电阻把热量传递给水，使水的温度升高，故C错误： (3)因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子的平 做功和传热都可以使物体的内能增加，故D正确。 均动能一定减少。 答案 D 2,解析绝热过程只有做功改变物体的内能，外界对气体做功，内能！针对训练 答案(1)减少1.8×105J(2)增加(3)减少 增加：气体对外界做功，内能减小。接触面是绝热面，拉动拉杆，对 !1.解析(1)气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律△U=Q十 乙部分气体来讲，气体对外界做功，内能减小，即E,减小：对甲部 W,则Q=△U-W=0-(-0.6J)=0.6J。 分气体来讲，外界对气体做功，内能增加，即E甲增大。 (2)由热力学第一定律得△U=Q十W=0.3J十（一0.1J)=0.2J,内 答案D 能增加0.2J。 要点2 答案(1)0.6J(2)0.2J 探究导入提示：(1)热量从高温处向低温处传递 要点2 (2)热传递是能量的转移过程，做功是能量的转化过程。 ·探究导入提示：(1)前者能制成而后者不能制成。这是因为可以用 [典例2]解析热传递实质上是热量在两物体间或同一物体不同部 太附能、电能等能源代替石油能源制造出太附能汽车、电动汽车等， 分间发生转移，故A错误：热传递发生的条件是物体间存在温度差，· 但是不消耗任何能量的汽车不可能制成，因为它违背能量守恒 高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之 定律 间便不会发生热传递，故B正确，C错误；：物体吸收或放出热量，内 (2)永动机违背了能量守恒定律。 能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，还可以用做功：[典例2]解析由于两管粗细相同，作用在水上的大气压力不做功： 的方式改变内能，故D错误。 水流动过程中重心下降，重力做正功，水的重力势能减少，减少的重 答案B 力势能最终转化为内能，故水的内能增大，选项B对，A、C、D错。 针对训练 答案B 3.解析热量是过程量，不能说一个物体含多少热量，A错误：热传递：针对训练 发生在有温度差的两物体问或一个物体的两部分间，且总是从高温！2解析 自然界的一切过程都遵守能量守恒定律，A错误：功是能量 物体（或部分）传递给低温物体（或部分），与物体内能的多少、比热 转化的量度，做同样的功，消耗同样电能，B错误，D正确：由变频空 容的高低均无关，B正确，C、D错误 调的工作特点可知省电的原因是效率高，C正确。 答案B 答案CD 4.解析 热量是物体间进行传热时内能变化的量度，不能说物体含有！3.解析小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动，说 多少热量，故A错误：物体的内能越大，温度不一定越高，故B错误： 明机械能通过克服阻力做功不断地转化为内能，即机械能不守恒， 由于做功和传热都可引起物体内能的变化，只根据做功无法准确判： 故A项正确；小球的机械能转化为内能，能量的种类变了，但能量不 断物体内能的变化，故C错误：物体间发生传热的条件是存在温度 会消失，故B项错误；小球长时间摆动过程中，重力势能和动能相互 差，故D正确。 转化的同时，机械能不断地转化为内能，故摆动的幅度越来越小，但 答案D 总能量守恒，故C项错误，D项正确。 素养演练·提升技能 答案AD 1,解析焦耳是英国物理学家，主要贡献为焦耳定律和测定热功当·素养演练·提升技能 量，热功当量实验是在绝热系统中进行的，与外界不能有热交换，研 11.解析研究对象为气体，外界对其做功W=一100】，吸收热量Q 究对象是容器及容器中的水组成的系统，实验中要使容器和容器中 120J,由热力学第一定律有△U=W十Q=一100J+120J=20J。 的水组成的系统升高相同的温度，必须使重物的重力做功相同，A、· △U>0,说明气体的内能增加。 C、D正确，B错误。 答案B 答案ACD ,2.解析汽车在关闭发动机后能匀速运动，说明汽车和斜坡之间一定 2.解析热传递实质是热量从高温物体转移到低溫物体，传递的是热 有摩擦力作用，所以汽车的机械能不守恒，一部分机械能转化为内 量，而不是温度，A项错误：不接触的物体之间可以通过热辐射的方 能，但能的总量保持不变，故D正确。 式进行热传递，B项错误；热量总是从温度高的物体传递给温度低 答案 D 的物体，和物体的比热容没有关系，C项错误；温度相同的物体之间！3.解析 第一类永动机不可能制成的原因是违背了能量守恒定律。 不存在温度差，不会发生热传递，D项正确。 答案 答案D 4.解析初始时汽缸开口向上，活塞处于平衡状态，汽缸内外气体对 3.解析车床上车刀切削工件后发热，擦火柴时火柴头温度升高，搓： 活塞的压力差与活塞的重力平衡，则有(p1一po)S=mg,汽缸在缓 搓手就会觉得手发热，都是通过做功改变物体内能的：用肥皂水淋 慢转动的过程中，汽缸内外气体对活塞的压力差大于重力沿汽缸壁 车刀后车刀降温是通过热传递改变物体内能的，选项C正确。 答案 的分力，故汽缸内气体缓慢地将活塞往外推，最后汽缸水平，缸内气 C 压等于大气压。汽缸、活塞都是绝热的，故缸内气体与外界没有发 4,解析在快速推铁丝而马铃著小块未飞出的过程中，外界对笔芯内 生热传递，汽缸内气体压强作用将活塞往外推，气体对外做功，根据 封闭气体做功，气体的内能增加，温度升高，故A正确，B错误：马铃！ 热力学第一定律△U=Q十W得：气体内能减小，故缸内理想气体的 薯小块高速飞出时，笔芯内气体对马铃薯做功，气体内能减小，即马 温度降低，分子热运动的平均速率减小，并不是所有分子热运动的 铃薯高速飞出的动能来自气体的内能，故C正确，D错误 速率都减小，A、B错误：气体内能减小，缸内理想气体的溫度降低， 答案AC 分子热运动的平均速率减小，故速率大的分子数占总分子数的比例 5,解析充气过程中，储气室内气体的质量增加，气体的温度不变，故} 减小，C正确，D错误。 气体的平均动能不变，气体内能增大，选项A正确，B错误：喷水过！ 答案C 程中，气体对外做功，体积增大，而气体温度不变，则气体吸热，气体！5，解析(1)以理想气体为研究对象，初状态p1=0,V1=LS 压强减小，选项C正确，D错误。 答案AC 末状态p2=px,V2=(L一x)S 由于气体温度不变，由玻意耳定律p1V1=p,V2 211 PoL 联立方程解得力一一工 ;由ABC,亡在增大，则体积V在变小，故外界对气体微功，W> (2)在整个过程中，外界对气体做功W=xS十WF,气体温度不变 0,B、D错误；由热力学第一定律△U=Q十W可知Q0,故气体向 △U=0,由热力学第一定律有△U=W十Q,联立方程解得Q= 外界放热，C正确。 (PoxS+WF) 答案C :3.解析对处于平衡快态的活塞进行受力分析，受到大气压力、重力 答案片 (2)-(poxS+WE) 和气体向上的压力，则有mg十pS-p1S=0,解得p1="十p,故 微专题3热力学第一定律和气体实验定律的 A错误：活塞缓慢上升过程中气体压强不变，根据盖一吕萨克定律 综合应用 有三二，解得T=2T,故B正确，气体对外做功W三1SL月 关键能力·合作探究 类型1 mgL十p,SL,根据热力学第一定律△U=Q-mgL-pSL,故C、D [典例1]解析(1)由V一T图像中图线AB的反向延长线通过坐： 错误。 标原点，可知从A到B理想气体发生等压变化。 答案B V B 4.解析 (1)活塞下降的过程，气体发生的是等压膨胀。 由盖一吕萨克定律得T 解得VB一TA 4.0×102 VA=3.0×102×6.0×103m=8.0×10-m。 (2)从A到B气体对外界做功，则 即气空未得1=21 W=-p(VB-V4)=-1.0×105×(8.0×10-3-6.0×10-3)J= 气体的温度升高了△T=T2一T1=T1。 -2.0×102J 根据热力学第一定律△U=Q十W (②)汽缸内气体的压强为力=p。G十C 解得△U=6.0×102J-2.0×10J 活塞向下运动的过程中，对外做功 =4.0×102J=400J。 W=pSh=po Sh-(G+Go)h 答案(1)8.0×10-3m3(2)400J 根据热力学第一定律可知，气体的内能增加量为△U=Q一W=Q十 针对训练 (G+十Go)h-pSh=Q-(poS-G-Go)h。 1解析报据一定质量理想气体的状态方程'=C可知原点与图像 答案(1)T1(2)Q-(oS-G-G0)h 4 热力学第二定律 某点连线的斜率代表压强的倒数，所以6<卫：过程]属于等容变·必备知识·自主梳理 化，W=0,根据热力学第一定律可知气体放出的热量等于内能减少 、特定自发不可逆 王1「行口正·z王「世巴亚g亚的·工二，￥胜9甲彩通与、「华的中G孝碧 于内能减少量，过程1、2内能减少量相同，所以Q<Q,故D 、1.升温做功2.(1)储能物质(2)品质 正确。 :自主评价 答案D 11.(1)×,(2)×(3)/ 类型2 :2提示：不能。“自发地”是指没有第三者影响，例如空调、冰箱等制冷 [典例2]解析(1)设平衡时活塞距汽缸底部的距离为2，取封闭！ 机就是把热量从低温物体传到了高温物体，但是产生了其他影响， 即外界做了功。 气体为研究对象，气体发生等压变化，由盖一吕萨克定律有气=关键能力·合作探究 ·要点1 h2S To ,解得h2=1.4mo ·探究导入提示：不会降低室内的平均温度。若将一台正在工作的电 (2)在此过程中气体对外界做的功 冰箱的门打开，尽管可以不断向室内释放冷气，但同时冰箱的箱体 向室内散热，就整个房间来说，由于外界通过导线不断有能昼输入， w=p△V=pSh2-h1)其中b="竖+p 室内的乎均温度会不断升高。 ![典例1]解析热力学第一定律适用于所有的热学过程，C正确： 由热力学第一定律有△U=Q一W 热力学第二定律可知，A、D错误，B正确。 联立解得△U=4.8J。 ! 答案BC 答案(1)1.4m(2)4.8J 针对训练 针对训练 :1.解析在一与外界绝热的房间内，将一台正在工作的电冰箱的门打 2,解析全部充气完毕，罐内气体压强也变为®，设充出的气体总体 开，消耗了电能，产生了焦耳热，所以房间温度不仅不能降低还会升 积为V,则根据理想气体状态变化规律pV1一pV 高，故A不可能发生：蒸汽机不可能把蒸汽的内能全部转化为机械 将p1=1.0×10Pa,V1=30L,po=1.0×105Pa,代入可解得V= 能，转化过程中必然存在能量耗散，故B不可能发生： ·个在粗糙的 3000L 水平地面上运动的物体最终要停下来，物体的动能全部转化为内 设总共充气n个符合要求的气体，则V=V1十nVo,V。=6L 能，C可能发生：在热传导中，热量可以自发地从高温物体传向低温 代入可得n一495，故A错误：对充入气球内的氦气，从氦气罐内到！ 物体，D可能发生。 气球内的过程，体积增大，对外做功，不计温度变化，将气视为理 答案AB 想气体，则内能不变，根据热力学第一定律△U三Q十W,△U二0，W!要点2 为负位，则Q为正值，气体吸热，故B正确；当气球发生爆裂时，气球探究导入提示：(1)热机从高温热库吸收热量，推动活塞做功，然后 体积膨胀到9L,设此时气球离地面高度为h,则爆裂时气体的压强 向低温热库放出热量。 6h (2)汽车发动机工作时低温热库就是汽缸外界空间中的大气。 和温度分别是2=p,-11h,T2=T0一1000 (3)热力学第二定律揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，如 机械能可以全部转化为内能，内能却不可能全部转化为机械能而不 代入理想气体状态方程0V=V2 引起其他变化，进一步揭示了任何宏观自然过程都具有方向性，告 T。T, 诚人们：第二类永动机不可能制成。 解得h=3448m,故C正确；由C中分析可以推导出h与V。的函数！[典例2] 解析 发电站的发电效率约为90%×40%×99% 105 关系式为h= 9一，可见，V。越小，h越大，D错误。 35,64%,A错误：提高输送电压并不能提高发电站的发电效率， B错误：1kg标准煤完全燃烧能输送到用户端的电能约为2.93× 10J×35.64%×90%≈9.4×105J,C正确：由于1kW·h=3.6× 答案BC 3.6X10】≈0.38kg,用户瑞消耗1kW·h的电能，发电 10Jg.4×10J/kg 素养演练·提升技能 站需要烧约0.38kg的标准煤，D错误 1,解析根据图像可知，气体的体积变大，说明气体对外界做正功，故！ 答案C 据一定质量的理想气体公式丁=C方结合图像可知，图！2解析开尔文表迷没有排除热受可以完金转化为功， 线的斜率表示压强的倒数，从状态变化到状态b的过程中，斜率不 其他影响，A错误：开尔文表述指出，热机不可能只有单一热库，但 断减小，压强不断变大，故B错误：根据图像可知，气体的体积变大， Q1一Q2 说明气体对外界做功，而因为温度升高，理想气体不考虑分子势能，· 未必就是两个热库，可以具有两个以上热库，B错误：由7= Q 则气体的内能增大，根据热力学第一定律△U=Q十W可知，这个过} 可知，当Q2≠0时，≠1，如果Q2=0,则低温热库不存在，违背了开 程中Q>0,即此过程中气体从外界吸热，故C、D错误。 尔文表述，故C错误，D正确。 答案A 答案 D 2.解析由题图知图线斜率飞=pV,而斜率不变，说明pV不变，根据！3.解析第一类求动机违背了能量守恒定律，第二类求动机违背了热 理想气体状态方程Ψ =C可知，气体温度不变，内能不变，A错误； 力学第二定律，故选项A正确，B错误：热力学第一定律与热力学第 二定律相铺相成，互相独立，选项C正确：热力学第二定律的两种表 212