高中物理教科版選修3-3課件：第4章《能量守恒與熱力學(xué)定律》本章優(yōu)化總結(jié)

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歡迎進入物理課堂 本章優(yōu)化總結(jié) 專題歸納整合 章末綜合檢測 本章優(yōu)化總結(jié) 知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 專題歸納整合 1 公式和符號 1 公式 U Q W 2 符號 外界對物體做功 則W為正 物體對外界做功 多為氣體膨脹 則W為負 物體從外界吸熱 Q為正 物體放熱 Q為負 物體內(nèi)能增加 U為正 物體內(nèi)能減少 U為負 2 注意問題 1 只有絕熱過程Q 0 U W 用做功可判斷內(nèi)能的變化 2 只有在氣體體積不變時 W 0 U Q 用吸熱放熱情況可判斷內(nèi)能的變化 3 若物體內(nèi)能不變 即 U 0 W和Q不一定等于零 而是W Q 0 功和熱量符號相反 大小相等 因此判斷內(nèi)能變化問題一定要全面考慮 4 對于氣體 做功W的正負一般要看氣體體積變化 氣體體積縮小 W 0 氣體體積增大 W 0 如圖4 1所示 一定質(zhì)量的理想氣體 從狀態(tài)A經(jīng)絕熱過程A B 等容過程B C 等溫過程C A又回到了狀態(tài)A 則 A A B過程氣體降溫B B C過程氣體吸熱C C A過程氣體放熱D 全部過程氣體做功為零圖4 1 精講精析 A B過程氣體絕熱膨脹 氣體對外界做功 其對應(yīng)的內(nèi)能必定減小 即氣體溫度降低 選項A正確 B C過程氣體等容升壓 由p T 恒量可知 氣體溫度升高 其對應(yīng)內(nèi)能增加 因做功W 0 故該過程必定從外界吸熱 即選項B正確 C A過程氣體等溫壓縮 故內(nèi)能變化為零 但外界對氣體做功 因此該過程中氣體放熱 選項C正確 A B過程氣體對外做功 其數(shù)值等于AB 線與橫軸包圍的面積 B C過程氣體不做功 C A過程外界對氣體做功 其數(shù)值等于CA線與橫軸包圍的面積 顯然全過程對氣體做的凈功為ABC封閉曲線包圍的面積 選項D不正確 由以上分析易知A B C選項正確 答案 ABC 在應(yīng)用能量守恒定律處理問題時 首先要分清系統(tǒng)有多少種能量 如動能 勢能 內(nèi)能 電能 在相互轉(zhuǎn)化 哪種形式的能增加了 哪種形式的能減少了 某種形式的能增加 一定存在著其他形式的能減少 且增加量等于減少量 其實 計算時要在各自領(lǐng)域內(nèi)遵循各自的規(guī)律 如在機械能領(lǐng)域內(nèi)遵循動力學(xué)的規(guī)律 某學(xué)校興趣小組為了估算太陽的全部輻射功率 做了如下研究 在橫截面積為3dm2的圓筒內(nèi)裝有0 54kg的水 太陽光垂直照射它2min 水溫升高了1 經(jīng)查閱資料可知 大氣頂層的太陽能只有45 到達地面 太陽與地球之間的平均距離為1 5 1011m 請你幫助他們估算出太陽的全部輻射功率是多少 103W m2 以太陽與地球間距離為半徑的球體的表面積為 S 4 r2 4 3 14 1 5 1011 2m2 2 8 1023m2 太陽的全部輻射功率P P S 1 4 103 2 8 1023W 3 9 1026W 答案 3 9 1026W 1 分析問題的方法掌握熱力學(xué)第二定律時 要注意理解其本質(zhì) 即熱力學(xué)第二定律是對宏觀自然過程進行方向的說明 凡是對這種宏觀自然過程進行方向的說明 都可以作為熱力學(xué)第二定律的表述 本章對熱力學(xué)第二定律的表述很多 這些不同形式的表述都是等價的 2 熱力學(xué)第二定律的幾種表現(xiàn)形式 1 熱傳遞具有方向性 兩個溫度不同的物體接觸時 熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體 而低溫物體不可能自發(fā)地將熱量傳給高溫物體 要實現(xiàn)低溫物體向高溫物體傳遞熱量 必須借助外界的幫助 因而產(chǎn)生其他影響或引起其他變化 2 氣體的擴散現(xiàn)象具有方向性 兩種不同的氣體可以自發(fā)地進入對方 最后成為均勻的混合氣體 但這種均勻的混合氣體 絕不會自發(fā)地分開 成為兩種不同的氣體 3 機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性 物體在水平面上運動 因摩擦而逐漸停下來 但絕不可能出現(xiàn)物體吸收原來傳遞出去的熱量后 在地面上重新運動起來 4 氣體向真空膨脹具有方向性 氣體可自發(fā)地向真空容器膨脹 但絕不可能出現(xiàn)氣體自發(fā)地再從容器中流回 使容器變?yōu)檎婵?關(guān)于熱力學(xué)第二定律 下列表述正確的是 A 不可能使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體B 不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功C 第二類永動機是不可能制成的D 熱力學(xué)第二定律是熱力學(xué)第一定律的推論 精講精析 如果有外界的幫助 可以使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體 也可以把熱量全部用來做功 故A B錯 熱力學(xué)第一定律說明在任何過程中能量守恒 熱力學(xué)第二定律卻說明并非能量守恒過程均能實現(xiàn) 熱力學(xué)第二定律是反映宏觀自然過程進行的方向和條件的一個規(guī)律 它指出自然界中出現(xiàn)的過程是有方向性的 某些方向的過程可以實現(xiàn) 而另一方向的過程則不能實現(xiàn) 在熱力學(xué)中 第二定律和第一定律相輔相成 缺一不可 故D錯誤 C正確 答案 C 章末綜合檢測 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 點此進入課件目錄 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全