2024高考物理一轮复习 第69讲 热力学定律与能量守恒定律（课件）

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1、理解和掌握热力学第一定律和第二定律。2、能够熟练处理热力学第一定律与气体实验定律相结合的问题。
知识点 热力学第一定律
1．对热力学第一定律的理解(1)做功和热传递在改变系统内能上是等效的。(2)做功过程是系统与外界之间的其他形式能量与内能的相互转化。(3)热传递过程是系统与外界之间内能的转移。2．热力学第一定律的三种特殊情况(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。(2)若过程中不做功，则W＝0，Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。 (3)若过程的始、末状态物体的内能不变，则W＋Q＝0，即物体吸收的热量全部用来对外做功，或外界对物体做的功等于物体放出的热量。
3．公式ΔU＝W＋Q中符号法则的理解
1．如图所示，将一空的金属易拉罐开口向下压入恒温游泳池的水中，则金属罐在水中缓慢下降的过程中，下列说法正确的是（罐内空气可视为理想气体）（　 　）A．罐内空气内能增大B．罐内空气分子间的平均距离减小C．罐内空气向外界放热D．外界对气体做正功E．罐内空气既不吸热，也不放热
考向 热力学第一定律的应用
【答案】BCD【详解】A．由于温度不变，故气体内能不变（理想气体内能取决于温度），故A错误；B．取金属罐中封闭的理想气体为研究对象，金属罐向下压入恒温游泳池中的过程，可视为等温过程，由题意知压强变大，根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2，可知体积变小，故分子间的平均距离变小，故B正确；CDE．恒温游泳池，气体的内能不变，ΔU＝0，体积变小，W＞0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＜0，即向外放热，故CD正确，E错误。故选BCD。
知识点1 热力学第二定律
1.热力学第二定律的含义(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助。(2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等。在产生其他影响的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程。2．热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。
知识点2 热力学第一、第二定律的比较
1.热力学第一、第二定律的比较
2．根据热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是（　　 ）A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能B．自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的C．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－293 ℃D．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以被制造出来E．空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下，热量可以逆向传递
考向 热力学第二定律的应用
【答案】ABE【详解】A．机械能可以全部转化为内能，而内能也可以全部转化为机械能，只是在这个过程中会引起其他变化，A正确；B．根据热力学第二定律可知，自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，B正确；C．尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达100%，制冷机也不能使温度降到－293℃，只能接近－273.15 ℃，却不可能达到，C错误；D．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能被制造出来，D错误；E．根据热力学第二定律可知，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但在不自发的条件下，能从低温物体传递到高温物体，E正确。故选ABE。
知识点 处理与气体图像的综合问题的思路
处理热力学第一定律与气体图像的综合问题的思路：(1)根据气体图像的特点判断气体的温度、体积的变化情况，从而判断气体与外界的吸、放热关系及做功关系。(2)在p­V图像中，图线与V轴围成的面积表示气体对外界或外界对气体做的功。(3)结合热力学第一定律判断有关问题。
考向 与气体图像的综合问题
知识点 与气体实验定律的综合问题的思路
考向 与气体实验定律的综合问题