2018-2019版高中物理 第四章 能量守恒與熱力學(xué)定律 第五章 能源與可持續(xù)發(fā)展章末總結(jié)學(xué)案 教科版選修3-3.doc
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第四章 能量守恒與熱力學(xué)定律 第五章 能源與可持續(xù)發(fā)展 章末總結(jié) 一、熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用 熱力學(xué)第一定律揭示了內(nèi)能的增量(ΔU)與外界對(duì)物體做功(W)和物體從外界吸收熱量(Q)之間的關(guān)系,即ΔU=W+Q,正確理解公式的意義及符號(hào)含義是解決本類問題的關(guān)鍵. (1)外界對(duì)物體做功,W>0;物體對(duì)外界做功,W<0; (2)物體從外界吸熱,Q>0;物體放出熱量,Q<0; (3)ΔU>0,物體的內(nèi)能增加;ΔU<0,物體的內(nèi)能減少. 分析題干,確定內(nèi)能改變的方式(W、Q)→判斷W、Q的符號(hào)→代入公式ΔU=W+Q→得出結(jié)論 例1 如圖1所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過程到狀態(tài)B.此過程中,氣體壓強(qiáng)p=1.0105Pa不變,吸收的熱量Q=7.0102J,求此過程中氣體內(nèi)能的增量. 圖1 答案 5.0102J 解析 等壓變化過程有=, 對(duì)外做的功W=p(VB-VA) 根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU=Q-W, 代入數(shù)據(jù)解得ΔU=5.0102J. 例2 (多選)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其p-T圖像如圖2所示.下列判斷正確的是( ) 圖2 A.過程ab中氣體一定吸熱 B.過程bc中氣體既不吸熱也不放熱 C.過程ca中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱 D.a(chǎn)、b和c三個(gè)狀態(tài)中,狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小 答案 AD 解析 由p-T圖像可知過程ab是等容變化,溫度升高,內(nèi)能增加,由熱力學(xué)第一定律可知過程ab中氣體一定吸熱,選項(xiàng)A正確;過程bc溫度不變,即內(nèi)能不變,由于過程bc體積增大,所以氣體對(duì)外做功,由熱力學(xué)第一定律可知,氣體一定吸收熱量,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;過程ca壓強(qiáng)不變,溫度降低,內(nèi)能減少,體積減小,外界對(duì)氣體做功,由熱力學(xué)第一定律可知,放出的熱量一定大于外界對(duì)氣體做的功,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,由p-T圖像可知,a狀態(tài)氣體溫度最低,則平均動(dòng)能最小,選項(xiàng)D正確. 二、熱力學(xué)第二定律及其應(yīng)用 1.熱力學(xué)第二定律的表述 (1)克勞修斯表述:不可能把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響. (2)開爾文表述:不可能從單一熱源吸取熱量使之全部變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響. (3)用熵表述:在任何自然過程中,一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減?。? 2.熱力學(xué)第二定律的微觀解釋 (1)一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性增大的方向進(jìn)行. (2)掌握熱力學(xué)第二定律時(shí),要注意理解其本質(zhì),即熱力學(xué)第二定律對(duì)宏觀自然過程進(jìn)行方向的說明,凡是對(duì)這種宏觀自然過程進(jìn)行方向說明的,都可以作為熱力學(xué)第二定律的表述.熱力學(xué)第二定律的表述很多,但這些不同的表述都是等價(jià)的. 例3 (多選)根據(jù)熱力學(xué)第二定律,下列判斷中正確的是( ) A.熱機(jī)中燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部變成機(jī)械能 B.電流的電能不可能全部變成內(nèi)能 C.在火力發(fā)電機(jī)中,燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部變成電能 D.在熱傳導(dǎo)中,熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體 答案 ACD 解析 凡是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都具有方向性.機(jī)械能可以自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化,故A正確.由電流熱效應(yīng)中的焦耳定律可知,電流的電能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故B錯(cuò)誤.火力發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí),能量轉(zhuǎn)化的過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,在此過程中會(huì)對(duì)外放出熱量,因此,內(nèi)能不可能全部變?yōu)殡娔?,故C正確.D中符合克勞修斯表述,故D正確.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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