2024届一轮复习新人教版 第十四章第3讲 热力学定律与能量守恒定律 学案.docx

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1、第3讲热力学定律与能量守恒定律梳理必备知识填一填回顾基础一、功、热和内能的改变1功与内能的改变在热力学系统的绝热过程中，内能的变化量AU等于外界对系统所做的功W,BPU=Wo在绝热过程中，外界对系统做功，系统的内能增加;系统对外界做功,系统的内能减少。2 .热与内能的改变当系统经过单纯的传热过程时，内能的变化量AU等于外界向系统传递的热量Q,即4U=Q03 .做功和传热引起系统内能改变的区别做功时，内能与其他形式的能（如内能与机械能、内能与电能等）发生转化,而传热只是不同物体（或一个物体的不同部分）之间内能的转移。二、热力学第一定律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热量与外界对

2、它所做的功的和。这个关系叫作热力学第一定律。2 .表达式U=Q+Wo3 .应用外界对系统做功时,W取正值;系统对外界做功时,W取负值。外界对系统传递的热量Q取正值,系统向外界传递的热量Q取鱼值。三、能量守恒定律1 .能量守恒定律的表述能量既不会凭空比生,也不会凭空消隽,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。2 .第一类永动机不可能制成第一类永动机的思想违背了能量立恒定律,所以是不可能制成的。四、热力学第二定律1定义反映宏观自然过程的方包性的定律就是热力学第二定律。3 .两种表述克劳修斯表述:热量不能巨龙地从低温物体传到高温物体。

3、开尔文表述: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。4 .能源是有限的能源的使用过程中虽然能量的总量保持守恒,但能量的品质下降了。虽然能量总量不会减少,但能遮会逐步减少，因此能源是有限的资源。做一做情境自测1 .正误辨析做功和热传递的实质是相同的。（X）外界压缩气体做功20J,气体的内能可能不变。（）给塑料瓶打气时,发现塑料瓶的温度升高,这是因为塑料瓶从外界吸热。（X）热机中,燃气的内能可以全部变成机械能而不引起其他变化。（X）热量不可能从低温物体传给高温物体。（X）2 .古人发明的点火器的示意图如图所示,用牛角做套筒,木质推杆前端粘着艾绒,猛推推杆,可点燃艾绒。在筒内封闭

4、的气体被推杆压缩过程中（B）1:OA.气体温度升高,压强不变B.气体温度升高,压强变大C.气体对外界做正功,气体内能增加D.外界对气体做正功,气体内能减少解析:封闭的气体被推杆压缩过程中，外界对气体做功,气体内能增加,温度升高,并且气体体积减小,压强增大,综上知B正确。3.（多选）下列现象中符合热力学第二定律的是（CD）A.一杯热茶在打开杯盖后,茶会自动变得更热B.蒸汽机把水蒸气的内能全部转化成机械能C.桶中浑浊的泥水在静置一段时间后,泥沙下沉,上面的水变清,泥、水自动分离D.电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体解析:根据热力学第二定律知,A、B错误,D正确;泥、水分离是因为泥沙所

5、受重力大于受到的浮力,C正确。考点一对热力学第一定律的理解和应用想想提炼核心1 .对热力学第一定律的理解内能的变化都要用热力学第一定律进行综合分析。做功情况看气体的体积:体积增大,气体对外做功,W为负;体积缩小,外界对气体做功,W为正。(气体向真空自发扩散过程中,气体对外界不做功)与外界绝热,则不发生热传递,此时Q=Oo(4)如果研究对象是理想气体,因理想气体忽略分子势能,所以当它的内能变化时,主要体现在分子动能的变化上,从宏观上看就是温度发生了变化。2 .三种特殊情况若过程是绝热的,则Q=0,W=AU,外界对物体做的功等于物体内能的增加。若过程中不做功，即W=O,则Q=AU,物体吸收的热量等

6、于物体内能的增加。若过程的初、末状态物体的内能不变，即AU=O,则W+Q=0或归-Q,外界对物体做的功等于物体放出的热量。悟悟典题例练例1对热力学第一定律的理解（2023北京朝阳区三模）恒温水槽中的气泡缓慢上升的过程中（D）A.压强增加,外界对气泡做功,气泡对外放热B.压强增加,气泡对外做功,气泡从外界吸热C.压强减小,外界对气泡做功,气泡对外放热D.压强减小,气泡对外做功,气泡从外界吸热解析:气泡上升过程中，外界压强降低,则气泡压强减小,气泡温度不变则内能不变,根据P1Vfp2V2,可知气泡的体积变大,则气泡对外界做功,根据热力学第一定律U=Q+W=0,其中W0,气泡从外界吸热，故D正确,A

7、、B、C错误。例2公式AU=W+Q的应用（2023山东卷,5）如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体,初始时气缸开口向上放置,活塞处于静止状态,将气缸缓慢转动90过程中，缸内气体（C）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解析:初始时气体的压强P1PO+卓,体积为V1,温度为T1;将气缸缓慢转过90。后,气体的压强为P2=P0,体积为V2,温度为T2。易知V2%,故气体对外界做功，因气缸和活塞都是绝热的,根据热力学第一定律可得UT2,选项A、D错误；

8、内能减小,不是所有气体分子热运动速率都减小,但速率大的分子数占总分子数的比例减少,选项B错误,C正确。方法点拨对一定量理想气体的内能变化,吸热还是放热及外界对气体如何做功等问题,可按下面方法判定：(1)做功情况看体积。体积V减小f外界对气体做功fW0;体积V增大f气体对外界做功fWO;温度T降低f内能减少fU-2poS1,解得Q=3RT1+2p01S,故选Do例6查理定律与热力学第一定律的综合如图所示是某气压式柱形保温瓶的结构示意简图,现倒入热水,封闭活塞a,其与液面间封闭一定质量的理想气体,此时瓶内气体温度为T1,压强为po,经过一段时间温度降为T2,忽略这一过程中气体体积的变化。(1)求温度降