教科版高中物理选择性必修第三册精品课件 第三章热力学定律 本章整合.pptVIP

本章整合第三章内容索引知识网络·系统构建重点题型·归纳剖析知识网络·系统构建吸收的热量对系统所做的功Q+W热力学第一定律转化转移总量蒸汽机内燃机不同领域科学研究自发地不产生其他影响热力学第二定律重点题型·归纳剖析一、热力学第一定律及应用1.表达式:ΔU=Q+W。2.ΔU、Q、W的正负问题凡是能使物体内能增加的,均取正号。如内能增加,ΔU为正;外界对物体做功,W取正号;外界向物体传递热量,Q取正号。反之,取负号。3.两个标志对于气体要抓住体积V变化是做功的标志(气体自由膨胀除外,一般情况下,V变大,对外做功,W0,反之,对内做功,W0);对于理想气体要抓住温度T变化是内能变化的标志(T升高,内能增加,ΔU0,反之,内能减少,ΔU0)。4.注意的问题热力学第一定律中的功是指能够转化为内能的那一部分功,如汽车在牵引力作用下前进,这个牵引力做的功对汽车内能的改变没有任何影响,它只能改变汽车动能的大小,而汽车克服摩擦力所做的功使得汽车的内能增大。【例题1】一种点火器如图所示,用牛角做套筒,木制推杆前端粘着艾绒,猛推推杆,艾绒即可点燃。对筒内封闭的气体,在此压缩过程中()A.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,气体内能减少答案:B【变式训练1】关于物体内能的变化,以下说法正确的是()A.物体放出热量,内能一定减少B.物体对外做功,内能一定减少C.物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变D.物体放出热量,同时对外做功,内能可能不变答案:C解析:物体放出热量,若外界对物体做的功大于放出的热量,其内能增加,故A错误;物体对外做功,如同时从外界吸收热量,则内能不一定减少,故B错误;物体吸收热量,同时对外做功,如二者相等,则内能可能不变,故C正确;物体放出热量,同时对外做功,内能一定减少,故D错误。二、热力学第一定律与热力学第二定律的比较1.关于摩擦生热热力学第一定律中,滑动摩擦力做功可以全部转化为内能。热力学第二定律却说明这部分内能不可能在不引起其他变化的情况下完全变成功。2.关于热量的传递热力学第一定律说明,热量可以从高温物体自动传向低温物体,而热力学第二定律却说明热量不能自发地从低温物体传向高温物体。3.关于能量热力学第一定律说明在任何过程中能量必定守恒,热力学第二定律却说明并非所有能量守恒过程均能实现,能量转化有方向性。4.两个定律的关系热力学第一定律是和热现象有关的物理过程中能量守恒定律的特殊表达形式,说明功及热量与内能改变的定量关系,而热力学第二定律指出了能量转化与守恒能否实现的条件和过程进行的方向,指出了一切变化过程的自然发展方向不可逆,除非靠外界影响。所以二者相互独立,又相互补充。【例题2】(多选)下列说法正确的是()A.热量可以自发地由低温物体传到高温物体B.物体的内能增加了20J,一定是物体吸收了20J的热量C.物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加D.不可能从单一热源吸收热量,使之全部变成功,而不产生其他变化答案:CD解析:热量可以自发地从高温物体传到低温物体,不能自发地从低温物体传到高温物体,故A错误;改变物体内能的方式有做功和热传递,物体的内能增加20J,可能从外界吸收热量同时外界对物体做功,所以吸收的热量不一定是20J,故B错误;物体吸收热量,同时对外做功,当吸收的能量较大时,其内能可能增加,故C正确;在外界的影响下,气体可以从单一热源吸收热量,全部用来对外做功,但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,故D正确。【变式训练2】(多选)关于热力学定律,下列说法正确的是()A.气体向真空的自由膨胀是不可逆的B.对某物体做功,必定会使该物体的内能增加C.一切自发的与热现象有关的宏观过程都是不可逆的D.不可能从单一热源吸收热量,使之完全变为功答案:AC解析:根据热力学第二定律可知气体向真空的自由膨胀是不可逆的,故A正确;做功和热传递是改变物体内能的两种方法,仅对物体做功,物体内能不一定增加,故B错误;由热力学第二定律可知,一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的,都有方向性,故C正确;从单一热源吸收热量,使之完全变为功是可能的,但会引起其他变化,故D错误。三、热力学定律与气体实验定律综合1.气体实验定律和热力学第一定律的结合点是温度和体积。注意三种特殊过程的特点。(1)等温过程:内能不变,ΔU=0。(2)等容过程:体积不变,W=0。(3)绝热过程:Q=0。2.气体实验定律与热力学定律综合的分析思路。【例题3】如图