15.4　热力学定律与能量守恒定律——2027届高中物理一轮复习课件人教版（2019）（含答案）

这是一份15.4　热力学定律与能量守恒定律——2027届高中物理一轮复习课件人教版（2019）（含答案），共24页。PPT课件主要包含了Q+W，保持不变，能量守恒定律，自发地等内容，欢迎下载使用。
学习目标:1.理解热力学第一定律,知道改变内能的两种方式,并能用热力学第一定律解决相关问题。2.理解热力学第二定律,知道热现象的方向性。3.知道第一类永动机和第二类永动机不可能制成。
解析 1.×　做功和热传递都能改变系统的内能,二者是改变内能的两种等效方式。2.×　做功是能量转化(机械能↔内能),热传递是能量转移(内能迁移),实质不同。3.×　绝热过程中,外界对气体做功,气体内能增加。做功20 J,内能增加20 J。4.√5.×　根据热力学第二定律,热机效率不可能达到100%,必然有热量散失到低温热源。6.×　打气筒温度升高主要是因活塞压缩空气做功,机械能转化为内能。7.√8.×　热量不能自发从低温传向高温。在外界做功条件下可以实现(如电冰箱)。9.×　机械能通过摩擦和阻力转化为内能,总能量守恒,并未消失。
考点一　热力学第一定律　能量守恒定律
1.改变物体内能的两种方式(1)　　　　;(2)传热。 2.热力学第一定律(1)内容:一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的　　　　与外界对它所做的功的和。　　　 　 注意W和Q的正负 (2)表达式:ΔU=　　　　。 (3)表达式中的正、负号法则:
3.能量守恒定律(1)内容能量既不会凭空　　　,也不会凭空消失,它只能从一种形式　　　为其他形式,或者从一个物体　　　到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量　　　　　　。 (2)条件性能量守恒定律是自然界的普遍规律,某一种形式的能是否守恒是有条件的(例如:机械能守恒)。(3)第一类永动机是不可能制成的,它违背了　　　　　　　　。 
典例1　如图所示,某同学将空的玻璃瓶开口向下缓缓压入水中,设水温均匀且恒定,将瓶内空气看作理想气体,下降过程中瓶内空气质量不变,则(　　)A.瓶内气体分子斥力明显增大B.瓶内气体对外放出热量C.瓶内气体分子平均动能增大D.单位时间与瓶壁碰撞的分子数不变
典例2　(2026徐淮连宿一模)如图所示为一定质量的某种理想气体内能U随体积V变化的图像,A、B两点与坐标原点O在一条直线上,该气体的内能U与热力学温度T成正比,则该气体由状态A到B过程中(　　)A.压强增大B.压强减小C.吸收热量D.放出热量
考点二　热力学第二定律
1.热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯表述:热量不能　　　　从低温物体传到高温物体。 (2)开尔文表述:不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。2.热力学第二定律的含义(1)“自发地”指明了传热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。
3.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。
4.两类永动机的比较
典例3　炎热的夏季,冰箱可以为我们储存食物,下列说法正确的是(　　)A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能C.电冰箱的工作原理违背热力学第一定律D.电冰箱除了将热量从低温热库传到高温热库外,工作过程中所产生的其他一切影响,有可能加以消除
考点三　热力学第一定律与气体图像的综合应用
典例4　如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C、D后又回到状态A,其中A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程,这就是著名的“卡诺循环”,则该气体(　　)A.在A→B过程中,密度不变B.在B→C过程中,分子的速率分布曲线不发生变化C.在B→C和D→A过程中,对外界做功的绝对值相等D.在一次循环过程中,吸收的热量小于放出的热量
典例5　一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环过程。下列说法正确的是(　　)A.A→B→C过程中,气体压强先增加后不变B.C→D→A过程中,单位体积内分子数先不变后增加C.整个循环过程中,气体对外界做的功大于外界对气体做的功D.整个循环过程中,气体对外界放热,内能不变
D→A过程中,气体经历了等容降温,内能减小,压强减小,气体与外界没有相互做功,由ΔU4=Q4+W4可知,气体向外界释放了热量。综上所述,气体与外界相互做功发生在A→B和C→D过程中,其中A→B是一个降压过程,C→D是一个等压过程,由D→A过程可知,A→B过程中压强的最大值pA小于C→D过程中的压强,两个过程中气体的体积变化量相等,所以A→B过程中气体对外界做的功小于C→D过程中外界对气体做的功,故C错误;由上面的分析可知,整个循环过程中,外界对气体做的功大于气体对外界做的功,气体的温度、体积最终回到了开始状态,内能变化量为零,由热力学第一定律ΔU=Q+W可知,气体对外界放了热,故D正确。
考点四　热力学第一定律与气体实验定律的综合应用
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