高中物理 第三章 熱力學基礎章末整合課件 粵教版選修3-3.ppt

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,第三章 熱力學基礎 章末整合,高中物理選修3-3粵教版,網絡構建,一、做功、熱傳遞與內能變化的關系 1做功與熱傳遞的區(qū)別與聯(lián)系 做功和熱傳遞是改變物體內能的兩種方式，它們在改變物體的內能上是等效的，但它們的本質不同做功是其他形式的能和內能之間的轉化，熱傳遞則是物體間內能的轉移,分類突破,2熱力學第一定律 UWQ正確理解公式的意義及符號含義是解決本類問題的關鍵 (1)外界對物體做功，W0；物體對外做功，W0；物體放出熱量，Q0，物體的內能增加；U0，物體的內能減少 分析題干，確定內能改變的方式(W，Q)判斷W，Q的符號代入公式UWQ得出結論,分類突破,例1 當把打足氣的車胎內的氣體迅速放出時，會發(fā)現(xiàn)車胎氣嘴處的溫度明顯降低，則在這個過程中 ( ) A氣體對外做功，同時向外散發(fā)熱量 B氣體對外做功，車胎內氣體溫度降低，從外界吸熱 C外界對車胎內氣體做功，車胎內氣體向外傳遞熱量 D外界對車胎內氣體做功，同時向車胎內氣體傳遞熱量 答案 B 解析 氣體迅速放出時，氣體體積膨脹對外做功，同時溫度降低，使氣嘴處溫度明顯低于外界溫度，從外界吸熱故正確答案為B.,分類突破,例2 (雙選)一定質量的理想氣體自狀態(tài)A經狀態(tài)C變化到狀態(tài)B.這一過程的VT圖象表示如圖1所示，則 ( ),分類突破,圖1,A在過程AC中，外界對氣體做功，內能不變 B在過程CB中，外界對氣體做功，內能增加 C在過程AC中，氣體壓強不斷變大 D在過程CB中，氣體壓強不斷減小 答案 AC 解析 由圖象可知，AC過程是等溫壓縮，CB過程是等容升溫，據(jù)氣態(tài)方程可判斷出：AC過程氣體體積變小，外界對氣體做功，氣體內能不變，氣體壓強不斷變大；CB過程氣體體積不變，內能增加，顯然氣體從外界吸熱，氣體壓強不斷增大，故A、C正確,分類突破,例3 一定質量的氣體從外界吸收了4.2105J的熱量，同時氣體對外做了6105J的功，問： (1)物體的內能是增加還是減少？變化量是多少？ (2)分子勢能是增加還是減少？ (3)分子的平均動能是增加還是減少？ 答案 (1)內能減少1.8105J (2)分子勢能增加 (3)分子平均動能減少,分類突破,解析 (1)氣體從外界吸熱為Q4.2105J，氣體對外做功W6105J，由熱力學第一定律UWQ(6105J)(4.2105J)1.8105J.U為負，說明氣體的內能減少了所以，氣體內能減少了1.8105J.(2)因為氣體對外做功，所以氣體的體積膨脹，分子間的距離增大了，分子力做負功，氣體分子勢能增加了(3)因為氣體內能減少，同時分子勢能增加，所以分子平均動能減少,分類突破,二、能量守恒定律及應用 1能量守恒定律：能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，在能的轉化或轉移過程中其總量不變 能量守恒定律是自然界普遍適用的規(guī)律，不同形式的能可以相互轉化,分類突破,2應用能量守恒定律解題的方法和步驟 (1)認清有多少種形式的能(例如動能、勢能、內能、電能、化學能、光能等)在相互轉化 (2)分別寫出減少的能量E減和增加的能量E增的表達式 (3)根據(jù)下列兩種思路列出能量守恒方程：E減E增 某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等 某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量與增加量一定相等 (4)解方程，代入數(shù)據(jù)，計算結果,分類突破,例4 在近地的高空中，雨滴幾乎是勻速下落的，設在此過程中所產生的熱量有30%被雨滴吸收，求雨滴在近地下落40 m前、后的溫度差？(g取10 m/s2) 答案 升高0.03 ,分類突破,分類突破,三、熱力學第二定律的應用 1熱力學第二定律的兩種表述 (1)按照熱傳遞的方向性表述為：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，這是熱力學第二定律的克勞修斯表述 (2)按照機械能與內能轉化的方向性表述為：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產生其他影響這是熱力學第二定律的開爾文表述,分類突破,2熱力學第二定律的微觀意義 (1)一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行 (2)用熵來表示熱力學第二定律：在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減小 3在整個自然界中，無論有無生命，所有宏觀的自發(fā)過程都具有單向性，都是不可逆過程如河水向下游流，重物向下落，房屋由新到舊直至倒塌，人要從嬰兒到老年直至死亡等,分類突破,例5 (雙選)下面關于熱力學第二定律微觀意義的說法中正確的是 ( ) A從微觀的角度看，熱力學第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律 B一切自然過程總是沿著分子熱運動無序性減小的方向進行 C有的自然過程沿著分子熱運動無序性增大的方向進行，有的自然過程沿著分子熱運動無序性減小的方向進行 D在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減小 答案 AD,分類突破,解析 系統(tǒng)的熱力學過程就是大量分子無序運動狀態(tài)的變化，從微觀角度看，熱力學第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律，所以A對；熱力學第二定律的微觀意義是“一切自然過程總是沿著分子熱運動無序性增大的方向進行”，所以B、C均錯；D項是在引入熵之后對熱力學第二定律微觀意義的描述，D對故正確答案為A、D.,分類突破,例6 炎炎夏日，兩位同學在充滿涼意的空調室內，就空調機的工作過程是否遵循熱力學第二定律的問題發(fā)生了爭論 甲同學說：空調機工作時，不斷地把熱量從室內傳到室外，即從低溫物體傳到高溫物體，可見它并不遵循熱力學第二定律 乙同學說：熱力學第二定律是熱力學系統(tǒng)的普遍規(guī)律，空調機的工作過程不可能違反它 兩人各執(zhí)一詞，都無法使對方信服請你對他們的論點作出評價,分類突破,答案 空調機工作時，熱量是由低溫物體傳到高溫物體，但不是自發(fā)的，要有壓縮機工作，產生了其它影響，所以不違背熱力學第二定律，乙同學的觀點正確,分類突破,