2012高考总复习物理课件38热力学定律和能量守恒.pptVIP

* 题型二　对热力学第二定律的理解 [例2]　根据热力学第二定律，可知下列说法中正确的有 (　　) A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体 B．热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体 C．机械能可以全部转化为热量，但热量不可能全部转化为机械能 D．机械能可以全部转化为热量，热量也可能全部转化为机械能 * [解析]　根据热传递的规律可知热量能够从高温物体传到低温物体；当外界对系统做功时，可以使系统从低温物体吸取热量传到高温物体上去，制冷机(例如冰箱和空调)就是这样的装置．但是热量不能自发地从低温物体传到高温物体．选项A错误．B正确．一个运动的物体，克服摩擦阻力做功，最终停止，在这个过程中机械能全部转化为热量．外界条件发生变化时，热量也可以全部转化为机械能．例如在等温膨胀过程中，系统吸收的热量全部转化为对外界做的功． [答案]　BD * 题后反思：热力学第二定律反映了一个自然规律：与热现象有关的宏观物理过程具有方向性．由于人们发现这样的规律是从研究热机的问题开始的，所以较多地集中在机械能向内能的转化的方向性和热传导的方向性．定律的表述方式比较抽象．大家要通过一些实例来认识有哪些现象能表明能量转化过程中的方向性． * 用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图1所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象，这一实验是否违反热力学第二定律？热水和冷水的温度是否会发生变化？简述这一过程中能的转化情况． * 图1 解析：热水温度降低，冷水温度升高，转化效率低于100% 答案：不违反 * 题型三　能量守恒定律的应用 [例3]　现代典型的燃煤发电厂，总效率一般为40%，有一座大型燃煤发电厂，如果发出1.0×109 J的电力，可供一个大城市使用．图2表示这这座发电厂的能量流向．请回答： * 图2 * (1)燃煤提供的能量应等于哪几项能量之和？ (2)图中烟囱废气所带走的能量及涡轮机损耗没有标出，请你算出来，在图中补上． (3)算出这座发电厂的总效率． (4)根据图所示的电厂能量流向，你认为在哪些地方进行改进可以提高发电厂的总效率？ [分析]　仔细分析发电过程的能量流向图，搞清各项能量或功间的关系，根据能量转化与守恒定律可求解． * [解析]　(1)燃煤提供的能量等于进入涡轮机的能量和通过烟囱排出的能量． (2)根据(1)中的解析可得通过烟囱废气所带走的能量为： E＝2.5×109 J－2.2×109 J＝3×108 J 涡轮机从外界吸热2.2×109 J，对外做功W＝1.0×109 J 所以涡轮机损耗 2．2×109 J－1.0×109 J＝1.2×109 J. (3)由能量流向图可知该发电厂产生的电能为1.0×109 J，消耗的总能量为2.5×109 J，所以其总效率为： η＝ ×100%＝40%. * (4)从能量流向图中可以看出，该发电厂的损耗共达到了1．5×109 J，即达到了60%，最主要的损耗是涡轮机的损耗，由冷凝器排出，所以这个地方应作为改造的重点，降低通过冷凝器时能量的消耗，以此提高涡轮机的效率，进而提高整个电厂的效率，另外，也要尽可能降低另外两个途径的损耗，一是通过烟囱废气带走的能量，对燃煤锅炉及其烟囱进行改造；二是减少输电过程中的电能损耗． [答案]　见解析 * 题后反思：能的转化一定要通过做功来实现，而能的转移是要通过某种形式的传递来完成．由热力学第一定律可知，要使一个系统内能增加，其他系统必须对它传递热量、做功或者既传递热量又做功，其他系统减少等量的能量，而二者的总能量保持不变． * 在高为h＝0.8 m的光滑桌面上放着一个质量为M＝2 kg的木块，一颗质量m＝10 g的铅弹从水平方向射中木块(未穿出)，把木块打落在地面上，落地点与桌边的水平距离s＝0.4 m．设增加的内能有η＝60%使铅弹的温度升高，铅弹的温度升高多少度？[铅的比热c＝1.3×102 J/(kg·℃)，取g＝10 m/s2] * * * 答案：92.8℃ * 1．(2009·全国卷Ⅱ)如图3，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝．气缸壁和隔板均绝热．初始时隔板静止，左右两边气体温度相等．现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源．当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比 (　　) * A．右边气体温度升高，左边气体温度不变 B．左右两边气体温度都升高 C．左边气体压强增大 D．右边气体内能的