2019-2020学年高中物理 第十章 热力学定律本章优化总结课件 新人教版选修3-3

本章优化总结第十章热力学定律热力学第一定律及其应用1．公式和符号(1)公式：ΔU＝Q＋W.(2)符号①外界对物体做功，则W为正；物体对外界做功(多为气体膨胀)，则W为负．②物体从外界吸热，Q为正；物体放热，Q为负．③物体内能增加，ΔU为正；物体内能减少，ΔU为负．2．在气体的状态变化过程中应注意的问题(1)只有绝热过程Q＝0，ΔU＝W，用做功可判断内能的变化．(2)只有在气体体积不变时，W＝0，ΔU＝Q，用吸热、放热情况可判断内能的变化．(3)若物体内能不变，即ΔU＝0，W和Q不一定等于零，而是W＋Q＝0，功和热量符号相反，大小相等，因此判断内能变化问题一定要全面考虑．(4)对于气体，做功W的正负一般要看气体体积变化，气体体积缩小，W0；气体体积增大，W0.如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)．这就是著名的“卡诺循环”．(1)该循环过程中，下列说法正确的是________．A．A→B过程中，外界对气体做功B．B→C过程中，气体分子的平均动能增大C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化(2)该循环过程中，内能减小的过程是________(选填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”)．若气体在A→B过程中吸收63kJ的热量，在C→D过程中放出38kJ的热量，则气体完成一次循环对外做的功为________kJ.[解析](1)在A→B的过程中，气体体积增大，故气体对外界做功，选项A错误；B→C的过程中，气体对外界做功，W＜0，且为绝热过程，Q＝0，根据ΔU＝Q＋W，知ΔU＜0，即气体内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，选项B错误；C→D的过程中，气体体积减小，单位体积内的分子数增多，故单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，选项C正确；D→A的过程为绝热压缩，故Q＝0，W＞0，根据ΔU＝Q＋W，ΔU＞0，即气体的内能增加，温度升高，所以气体分子的速率分布曲线发生变化，选项D错误．(2)从A→B、C→D的过程中气体做等温变化，理想气体的内能不变，内能减小的过程是B→C，内能增大的过程是D→A.气体完成一次循环时，内能变化ΔU＝0，热传递的热量Q＝Q1－Q2＝(63－38)kJ＝25kJ，根据ΔU＝Q＋W，得W＝－Q＝－25kJ，即气体对外做功25kJ.[答案](1)C(2)B→C251.(多选)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p－T图象如图所示．下列判断正确的是()A．过程ab中气体一定吸热B．过程bc中气体既不吸热也不放热C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小解析：选AD．由p－T图象可知过程ab是等容变化，温度升高，内能增加，体积不变，由热力学第一定律可知过程ab一定吸热，选项A正确；过程bc温度不变，即内能不变，由于过程bc体积增大，所以气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项B错误；过程ca压强不变，温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项C错误；温度是分子平均动能的标志，由p－T图象可知，a状态气体温度最低，则平均动能最小，选项D正确．热力学第二定律及其微观意义1.热力学第二定律的表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．(2)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．(3)用熵表述：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．2.热力学第二定律的微观解释(1)一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．(2)掌握热力学第二定律时，要注意理解其本质，即热力学第二定律对宏观自然过程进行方向的说明．凡是对这种宏观自然过程进行方向说明的，都可以作为热力学第二定律的表述．热力学第二定律的表述很多，但这些不同的表述都是等价的．关于热力学第二定律，下列表述正确的是()A．不可能使热量从低温物体传递到高温物体B．不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功C．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行D．在任何的自然过程中，一个孤立系统的总熵一定增加[解析]如果有外界的帮助，可以使热量从低温物体传递到高温物体，也可以把热量全部用来做功，A、B错误；任何自然的过程都沿无序性增大的方向进行，C正确；在任何自然过程中一个孤立系统的总熵不会减小，总熵不会减小即总熵不变或增加，D错误．[答案]C2.(多选)下列说法正确的是()A．气体对外做功，其内能一定减小B．热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体C．能量耗散说明能量不会凭空产生，但可以凭空消失D．单晶体具有规则的几何外形，物理性质具有各向异性解析：选BD.改变内能的方式有做功和热传递，故气体对外做功，其内能不一定减小，故A错误；热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体，故B正确；能量耗散说明能量不会凭空产生，也不可以凭空消失，故C错误；单晶体具有规则的几何外形，物理性质具有各向异性，故D正确．按ESC键退出全屏播放本部分内容讲解结束