高考物理一轮总复习精品课件 第15章 热学 第5讲 热力学定律 能量守恒定律 (4).pptVIP

考向二热力学第一定律与热力学第二定律的比较典题9下列关于能量转换过程的叙述,违背热力学第一定律的有,不违背热力学第一定律,但违背热力学第二定律的有。(填正确答案标号)?A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热B.冷水倒入保温杯后,冷水和杯子的温度都变得更低C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功,而不产生其他影响D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内BC解析B项中,冷水倒入保温杯后,在热传递过程中,保温杯降温,冷水必升温,若都降温,就违背了热力学第一定律;C项中,新型热机的效率也达不到100%,热量不可能全部转化为功,违背了热力学第二定律。本课结束××√提示第一类永动机违背了热力学第一定律。研考点?精准突破1.热力学第一定律不仅反映了做功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关系。2.对公式ΔU=Q+W符号的规定符号WQΔU+外界对物体做功物体吸收热量内能增加-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,W=ΔU,外界对物体做的功等于物体内能的增加量。(2)若过程中不做功,即W=0,则Q=ΔU,物体吸收的热量等于物体内能的增加量。(3)若过程的始末状态物体的内能不变,即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q,外界对物体做的功等于物体放出的热量。4.解决热力学第一定律与气体实验定律的综合问题的思维流程5.热力学定律与气体实验定律问题的处理方法(1)气体实验定律问题的研究对象是一定质量的理想气体。(2)解决具体问题时,分清气体的变化过程是求解问题的关键,根据不同的变化,找出与之相关的气体状态参量,利用相关规律解决。(3)对理想气体,只要体积变化,外界对气体(或气体对外界)就要做功,如果是等压变化,W=pΔV;只要温度发生变化,其内能就发生变化。(4)结合热力学第一定律ΔU=W+Q求解问题。考向一热力学第一定律的理解典题1(2021山东卷)如图所示,密封的矿泉水瓶中,距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中,小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶,小瓶下沉到底部,松开后,小瓶缓慢上浮,上浮过程中,小瓶内气体()A.内能减少B.对外界做正功C.增加的内能大于吸收的热量D.增加的内能等于吸收的热量B解析由于越接近矿泉水瓶口,水的温度越高,因此小瓶上浮的过程中,小瓶内气体的温度升高,内能增加,A错误;在小瓶上升的过程中,小瓶内气体的温度逐渐升高,压强逐渐减小,根据理想气体状态方程,气体体积膨胀,对外界做正功,B正确;由A、B分析,小瓶上升时,小瓶内气体内能增加,气体对外做功,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,由于气体对外做功,因此吸收的热量大于增加的内能,C、D错误。典题2水枪是孩子们喜爱的玩具,常见的气压式水枪储水罐示意图如图。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。若水在不断喷出的过程中,罐内气体温度始终保持不变,则气体()A.压强变大B.对外界做功C.对外界放热D.分子平均动能变大B解析储水罐中封闭的气体可看作理想气体,温度不变,体积增大,由pV=CT可知,压强变小,故A错误;气体体积增大,对外界做功,故B正确;由于一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关,温度不变,故内能也不变,即ΔU=0,由于气体对外界做功,即W0,由热力学第一定律ΔU=W+Q可知,Q0,因此气体从外界吸热,故C错误;温度不变,分子平均动能不变,故D错误。考向二热力学第一定律与气体实验定律的综合应用典题3(多选)(2023山东卷)一定质量的理想气体,初始温度为300K,压强为1×105Pa。经等容过程,该气体吸收400J的热量后温度上升100K;若经等压过程,需要吸收600J的热量才能使气体温度上升100K。下列说法正确的是()A.初始状态下,气体的体积为6LB.等压过程中,气体对外做功400JC.等压过程中,气体体积增加了原体积的D.两个过程中,气体的内能增加量都为400JAD解析理想气体的内能只和温度有关,等容过程ΔU=400J,故两个过程内能增加量都为400J,选项D正确;等压过程Q=600J,根据ΔU=W+Q,可得W=-200J,选项B错误;等压过程中,-W=pΔV,解得ΔV=2×10-3m3=2L,根据,解得V0=6L,选项A正确,C错误。典题4(2021江