统考版高中物理一轮复习13.3第3讲热力学定律与能量守恒课件

这是一份统考版高中物理一轮复习13.3第3讲热力学定律与能量守恒课件，共31页。PPT课件主要包含了必备知识·自主排查，关键能力·分层突破，热传递，Q＋W，能量守恒定律，其他影响，第二定律，两类永动机的比较，答案BCE，答案ABD等内容，欢迎下载使用。
一、热力学第一定律1．改变物体内能的两种方式(1)________．(2)________．2．热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和．(2)表达式：ΔU＝________．二、能量守恒定律1．内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式________为另一种形式，或者是从一个物体________到别的物体，在________或________的过程中，能量的总量保持不变．2．第一类永动机是不可能制成的，它违背了___________．
三、热力学第二定律1．热力学第二定律的三种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从_____物体传到____物体．(2)开尔文表述：如图甲所示，不可能从单一热源________热量，使之完全变成功，而不产生________．或表述为“第二类永动机不可能制成”．(3)用熵的概念表示热力学第二定律如图乙所示，用熵的概念表述：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会________(热力学第二定律又叫做熵增加原理)．
2．热力学第二定律的微观意义：一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性________的方向进行．3．第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学________.,
生活情境1.某驾驶员发现中午时车胎内的气压比清晨时高，且车胎体积增大．若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，则(1)外界对胎内气体做功，气体内能减少．(　　)(2)外界对胎内气体做功，气体内能增加．(　　)(3)胎内气体对外界做功，内能减少．(　　)(4)胎内气体对外界做功，内能增加．(　　)
教材拓展2.[源于教材人教版选修3－3P56(说一说)]17～18世纪，许多人致力于制造一种机器，它不需要任何动力或燃料，却能不断对外做功，史称“第一类永动机”．下图展示了其中的一种设计．(1)轮子在转动过程中产生了能量．(　　)(2)轮子转动几下后便会停止，这说明能量在消失．(　　)(3)方案设计者是想机器不消耗任何能量，却不断地对外做功．(　　)(4)方案中的机器称为第一类永动机．(　　)(5)第一类永动机违反了能量守恒定律．(　　) 
考点一　热力学第一定律的理解和应用1．对公式ΔU＝Q＋W符号的规定
2.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． 
角度1热力学第一定律的理解例1. [2022·广东汕头一模]拔罐是中医传统养生疗法之一，以罐为工具，将点燃的火源放入小罐内加热，然后移走火源并迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上．假设罐内封闭气体质量不变，可以看作理想气体．与刚压在皮肤上的时刻对比，火罐“吸”到皮肤上一段时间后，火罐内气体的内能________，压强________，单位体积内的分子数________．(均选填“增大”“减小”或“不变”)
解析：把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变，气体经过热传递，温度不断降低，气体的内能减小；火罐“吸”到皮肤上一段时间后，人的一部分皮肤组织进入火罐内，可知气体的体积减小；人的一部分皮肤组织进入火罐是由于火罐内外气体压力差作用，可知气体压强减小；气体的体积均减小，则单位体积内的分子数增大．
角度2热力学定律与气体实验定律的综合应用 例2.如图所示，长为40 cm、内壁光滑的汽缸固定在水平面上，汽缸内用横截面积为100 cm2的活塞封闭有压强为1.0×105 Pa、温度为27 ℃的理想气体，开始时活塞位于距汽缸底30 cm处，现对封闭的理想气体加热，使活塞缓慢向右移动，已知大气压强为1.0×105 Pa.(1)试计算当温度升高到327 ℃时，缸内封闭气体的压强p；(2)若在此过程中封闭气体共吸收了800 J的热量，试计算气体增加的内能ΔU.
答案：(1)1.5×105 Pa　(2)700 J
跟进训练1. [2022·广东汕头一模]夏天，从湖底形成的一个气泡，缓慢上升到湖面．越接近水面水的温度越高，水面上大气压强保持不变．若泡内气体可看作质量不变的理想气体，则气泡缓慢上升的过程中，泡内气体单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力________，泡内气体分子平均动能________，同时泡内气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，泡内气体从湖水中________．
解析：气泡缓慢上升的过程中，压强减小，所以泡内气体单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力减小；上升过程，水温升高，气泡内气体分子平均动能增大．上升过程，气泡的体积增大而对外做功，但泡内气体温度升高，内能增大，根据热力学笫一定律知，气泡内气体从湖水中吸热．
2.一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p ­ V图象如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27 ℃，求：(1)该气体在状态B时的温度．(2)该气体从状态A到状态C的过程中与外界交换的热量．
答案：(1)－173 ℃　(2)从外界吸热200 J
3．[2022·辽宁鞍山模拟]一容积为V0的容器通过细管与一个装有水银的粗细均匀的U形管相连(U形管和细管中的气体体积远小于容器的容积V0)，U形管的右管与大气相通，大气压为750 mmHg.关闭阀门，U形管的左、右管中水银面高度相同，此时气体温度为300 K.现仅对容器内气体进行加热．(1)如图所示，当U形管右侧管中的水银面比左侧管中的水银面高H＝50 mm时，求封闭容器内气体的温度；(2)保持(1)问中的温度不变，打开阀门缓慢抽出部分气体，当U形管左侧管中的水银面比右侧管中的水银面高50 mm时(水银始终在U形管内)，求封闭容器内剩余气体的质量与原来总质量的比值；(3)判断在抽气的过程中剩余气体是吸热还是放热，并阐述原因．
[思维方法]气态变化中的做功、内能、热量的判断方法(1)做功情况看体积体积V减小→外界对气体做功→W>0；体积V增大→气体对外界做功→W0；温度T降低→内能减少→ΔU