物理人教选修3-3课件10热力学定律.pptVIP

成才之路 · 物理 · 人教版 · 选修3-3 第十章　热力学定律 * 第十章 章 末 小 结 知 识 结 构 规 律 方 法 临 场 练兵 考 题 探 析 知 识 结 构 规 律 方 法 触 及 高 考 考 题 探 析 成才之路 · 物理 · 人教版 · 选修3-3 第十章　热力学定律 第十章 章 末 小 结 第十章 热力学定律章 末 小 结 一、热力学第一定律 1．热力学第一定律揭示了内能的增量(ΔU)与外界对物体做功(W)与物体从外界吸热(Q)之间的关系，即ΔU＝W＋Q，正确理解公式的意义及符号的含义是解决此类问题的保证。 (1)外界对物体做功，W0；物体对外界做功，W0。 (2)物体从外界吸热，Q0；物体放出热量，Q0。 (3)ΔU0，物体的内能增加；ΔU0，物体的内能减少。 2．注意问题： (1)只有绝热过程Q＝0，ΔU＝W，用做功可判断内能变化。 (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，则W＝－Q，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进行考虑。 [例1]　如图所示，p－V图中一定质量的理想气体由状态A经过程变至状态B时，从外界吸收热量420J，同时膨胀对外做功300J。当气体从状态B经过程回到状态A时外界压缩气体做功200J，求此过程气体吸收或放出的热量是多少？ 解析：一定质量的理想气体由状态A经过程变至状态B时，从外界吸收的热量Q1大于气体膨胀对外做的功W1，气体内能增加，由热力学第一定律，气体内能增加量为 ΔU＝Q1＋W1＝420J＋(－300)J＝120J。 气体由状态B经过程回到状态A时，气体内能将减少120J，而此过程中外界对压缩气体做了W2＝200J的功，因而气体必向外界放热，放出的热量为 Q2＝ΔU＋W2＝120J＋200J＝320J。 答案：放出的热量为320J 二、能量守恒定律 1．能量守恒定律是自然界普遍适用的规律，不同形式的能可以相互转化，但总能量守恒。 2．应用能量守恒定律解题的方法步骤 (1)认清有多少种形式的能(例如动能、势能、内能、电能、化学能、光能等)在相互转化。 (2)分别写出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式。 (3)根据下列两种思路列出能量守恒方程：ΔE减＝ΔE增。 某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量与增加量一定相等。 某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量与增加量一定相等。 (4)解方程，代入数据，计算结果。 [例2]　我国自古有“昼涨称潮，夜涨称汐”的说法。潮汐主要是由太阳和月球对海水的引力造成的，以月球对海水的引力为主。 (1)世界两大观潮胜地，一处是亚马孙河北河口，另一处是我国的________入海口。 (2)下图所示为双水库潮汐电站原理示意图。 两个水库之间始终保持着水位差，可以全天发电。涨潮时，闸门的开关情况是________；落潮时，闸门的开关情况是________。从能量的角度说，该电站是将海水________转化为水轮机的动能，再推动发电机发电的。 (3)a、b是某类潮汐发电示意图。涨潮时开闸门(图a)。水由通道进入海湾水库蓄水待水面升至最高点时关闭闸门。当落潮时，开闸放水发电(图b)。设海湾水库面积为5.0×108m2，平均潮差为3.0m，一天涨落潮两次，发电的平均能量转化率为10%，则一天内发电的平均功率约为(ρ海水取1.0×103kg/m3，g取10m/s2)(　　) A．2.6×104kW　　　　　　B．5.2×104kW C．2.6×105kW D．5.2×105kW 解析：(1)钱塘江是世界著名的观潮胜地，有“八月十八潮，壮观天下无”的说法。(2)涨潮时，高水位水库储存水，因此闸门的开关情况为A关B开；落潮时，低水位水库放水，所以闸门应B关A开，从能量转化的角度来说，该电站是将海水的重力势能转化为水轮机的动能，再发电。(3)发电时水减少的势能ΔEp＝mgh＝ρSΔhgΔh，一天发电两次，转化成的电能E＝2ΔEp×10%，P＝，代入数值得：P＝5.2×104kW。 答案：(1)钱塘江　(2)A关B开　B关A开　重力势能　(3)B 三、热力学第二定律 1．热力学第二定律的两种表述： (1)热传导具有方向性：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。 (2)机械能与内能转化的方向性：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。 2．热力学第二定律的微观解释：一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，即在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少。 [例3]　下列说法正确的是(　　) A．冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，因此不遵从热力学第二定律 B