【步步高】高考物理大一轮第十一章53热力学定律与能量守恒定律学案新人教选修33要点.docx
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1、学案53热力学定律与能量守恒定律遽前双基回扣以题挖点,回扣概急规律和方法用心爱心专心9一、概念规律题组1. 一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起,(若不计气泡内空气分子势能的变化)则()A.气泡对外做功,内能不变,同时放热B.气泡对外做功,内能不变,同时吸热C.气泡内能减少,同时放热D.气泡内能不变,不吸热也不放热2. 一定质量的气体在某一过程中,外界对气体做了8X104J的功,气体的内能减少了1.2X105 J ,则下列各式中正确的是 ()A. W= 8X104J, A U= 1.2X105J, Q= 4X104JB. W 8X104 J , A U= - 1.2 X 10 5 J , Q=
2、 -2X105 JC. W= 8X104J, AU= 1.2X105 J , Q= 2X104JD. W= 8X104J, AU= 1.2X105 J , Q= 4X104J3.下列说法中正确的是 ()A. 一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性B. 一切不违反能量转化和守恒定律的物理过程都是可能实现的C.由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行D. 一切物理过程都不可能自发地进行4.对于一定质量的气体()A.吸热时其内能可以不变B.吸热时其内能一定不变C.不吸热也不放热时其内能可以减小D.不吸热也不放热时其内能一定不变二、思想方法题组5.下列过程中,可能发生的是 ()A.某种物质从高温热源
3、吸收20 kJ的热量,全部转化为机械能,而没有产生其他任何影响B.打开一高压密闭容器,其内气体自发溢出后又自发溢进去,恢复原状C.利用其他手段,使低温物体温度更低,高温物体的温度更高D.将两瓶不同液体混合,然后它们又自发地各自分开图16.如图1所示,用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分,先把活塞锁住,将质量和温度都相同的理想气体氢气和氧气分别充入容器的两部分,然后提起销子,使活塞可以无摩擦地滑动,当活塞平衡时 ()A.氢气的温度不变B.氢气的压强减小C.氢气的体积增大D.氧气的温度升高核您考点突破讲练结合,突破重点、热点和难点一、热力学第一定律的理解及应用1 .热力学第一定律不仅反映了做功
4、和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的,而 且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系.此定律是标量式,应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳.2 .对公式AU= Q+ W符号的规定符号WQA U十P外界对物体做功物体吸收热量内能增加一物体对外界做功物体放出热量内能减少3 .几种特殊情况(1)若过程是绝热的,则 Q= 0, Wt A UI,外界对物体做的功等于物体内能的增加.(2)若过程中不做功,即 W 0,则Q= AU,物体吸收的热量等于物体内能的增加.(3)若过程的始末状态物体的内能不变,即AU= 0,则 加Q= 0或 W Q.外界对物体做的功等于物体放出的热量.【特别提示】1
5、 .应用热力学第一定律时要明确研究的对象是哪个物体或者是哪个热力学系统.2 .应用热力学第一定律计算时,要依照符号法则代入数据.对结果的正、负也同样依 照规则来解释其意义.【例1】一定质量的气体,在从一个状态变化到另一个状态的过程中,吸收热量280 J,并对外做功120 J .试问:(1)这些气体的内能发生了怎样的变化?(2)如果这些气体又返回原来的状态,并放出了240 J热量,那么在返回的过程中是气体对外界做功,还是外界对气体做功?做功多少?规范思维针对训练(2011 福建 28(2) 一定量的理想气体在某一过程中,从外界吸收热量2.5 X 104 J ,气体对外界做功 1.0 X 104
6、J ,则该理想气体的 .(填选项前的字母)A.温度降低,密度增大B.温度降低,密度减小C.温度升高,密度增大D.温度升高,密度减小二、对热力学第二定律的理解及应用1 .在热力学第二定律的表述中,“自发地”、“不产生其他影响”的涵义.(1) “自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性,不需要借助外界提供能量的 帮助.(2) “不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成,对周围环 境不产生热力学方面的影响.如吸热、放热、做功等.2 .热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述,都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性,进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方
7、向性.3 .热力学过程方向性实例:(1 )高温物体低温物体热重Q小施目反传希(2)功.里1甚螃迪”一执 不能自发地且不能完全转化为技,气体体积匕 焉霎粉气体体积/较大)不同气体4和8簿编混合气体熊【特别提示】热量不可能自发地从低温物体传到高温物体, 但在有外界影响的条件下, 热量可以从低 温物体传到高温物体, 如电冰箱;在引起其他变化的条件下内能可以转化为机械能,如气体的等温膨胀过程.【例2】 图2为电冰箱的工作原理示意图.压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的 管道中不断循环.在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量,经过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到箱体外.压箱机图2(1)下列说法正确的是()A
8、.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能C.电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D.电冰箱的工作原理违反热力学第一定律(2)电冰箱的制冷系统从冰箱内吸收的热量与释放到外界的热量相比,有怎样的关系?规范思维三、热力学定律与气体实验定律的综合当气体的状态发生变化时,如温度变化、体积变化时,理想气体的内能要发生变化,同时伴随着做功,所以气体实验定律常与热力学第一定律相结合解题,要掌握几个过程的特点:(1)等温过程:内能不变,AU= 0; (2)等容过程: W 0; (3)绝热过程:Q= 0.【例3】(2009 山东高考)一定质量的理想
9、气体由状态 A经状态B变为状态C,其中A-B 过程为等压变化,BfC过程为等容变化.已知VA=0.3 m 3, Ta=Tc= 300 K, Tb= 400 K.(1)求气体在状态B时的体积.(2)说明B-C过程压强变化的微观原因.(3)设A-过程气体吸收热量为 Q, B-过程气体放出热量为 Q,比较Q、Q的大小 并说明原因.思路点拨(1)A-B过程等压,利用盖一吕萨克定律分析;(2)从微观上影响压强的两个因素入手,进行分析;(3)利用热力学定律分析.规范思维课时效果检测限时自测.测速度、练挑布、提能力【基础演练】1. (2011 广东 14)图3为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M N两筒间
10、密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,在 M向下滑 动的过程中( )图3A.外界对气体做功,气体内能增大B.外界对气体做功,气体内能减小C.气体对外界做功,气体内能增大D.气体对外界做功,气体内能减小2.热机是一种把内能转化为机械能的装置,以内燃机为例,汽缸中的气体得到燃料燃 烧时产生的热量 Q,推动活塞做功 W然后排出废气.同时把热量 Q散发到大气中,则下列 说法正确的是()A.由能量守,ff定律知 Q = VW Q WB.该热机的效率为 y=QC.理想热机效率可达到 100%D.内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化oV图43. 已知理想气体的内能与
11、温度成正比,如图4所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由态1到状态2的变化曲线,则在整个过程中汽缸内气体的内能()A.先增大后减小B.先减小后增大C.单调变化D.保持不变4. (2010 福建卷)如图5所示,.WW图5一定质量的理想气体密封在绝热 (即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活 动的绝热活塞.今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小.若忽略活塞与容器壁间的摩擦力,则被密封的气体()A.温度升高,压强增大,内能减少B.温度降低,压强增大,内能减少C.温度升高,压强增大,内能增加D.温度降低,压强减小,内能增加5.厂形状记忆合金图6(2011
12、 江苏 12A(1)如图6所示,一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成,轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片.轻推转轮后,进入热水的叶片因伸展而“划 水”,推动转轮转动.离开热水后,叶片形状迅速恢复,转轮因此能较长时间转动.下列说 法正确的是()A.转轮依靠自身惯性转动,不需要消耗外界能量B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C.转动的叶片不断搅动热水,水温升高D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量6. (2009 宁夏、辽宁卷)带有活塞的汽缸图7内封闭一定量的理想气体.气体开始处于状态a,然后经过过程 ab到达状态b或经过过程ac到达状态c, b c状态温度相同,如图
13、 7所示.设气体在状态 b和状态c的压强分 别为pb和pc ,在过程ab和ac中吸收的热量分别为 Qb和Qc,则( )A. pbpc , QbQcB. pbpc, QbQcC. pbQcD. pb pc, Qb0.结合气体 定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅,当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同.10 .如图10所示,两个可导热的汽缸竖直放置,它们的底部由一细管连通(忽略细管的容积).两汽缸各有一活塞,质量分别为m和m2,活塞与汽缸壁无摩擦.活塞的下方为理想气体,上方为真空.当气体处于平衡状态时,两活塞位于同一高度h.(已知m=3m, m=2m)n fen一图(1)在两活塞上同时各放一质
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