高考物理總復(fù)習(xí) 2熱力學(xué)定律 能的轉(zhuǎn)化和守恒課件 新人教版選修3-3.ppt
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,,第2單元 熱力學(xué)定律 能的轉(zhuǎn)化和守恒,一、物體的內(nèi)能 1.分子的動(dòng)能 (1)物體內(nèi)分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)所具有的能稱為分子動(dòng)能. 分子的動(dòng)能是指一個(gè)分子具有的能,不是分子的總動(dòng)能.從物質(zhì)是由大量分子組成的觀點(diǎn)看,研究單個(gè)分子的動(dòng)能是沒(méi)有意義的,應(yīng)從統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)看分子的動(dòng)能,由此可見(jiàn),有意義的是分子的平均動(dòng)能.,(2)分子的平均動(dòng)能: 物體內(nèi)分子動(dòng)能的平均值. (3)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志:,【例1】 對(duì)一定量的氣體, 下列說(shuō)法正確的是( ) A.氣體的體積是所有氣體分子的體積之和 B.氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,氣體溫度就越高 C.氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對(duì)器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的 D.當(dāng)氣體膨脹時(shí),氣體分子之間的勢(shì)能減小,因而氣體的內(nèi)能減少,【解析】 氣體分子距離遠(yuǎn)大于分子大小,所以氣體的體積遠(yuǎn)大于所有氣體分子體積之和,A項(xiàng)錯(cuò);溫度是物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,是表示分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的物理量,B項(xiàng)正確;氣體壓強(qiáng)的微觀解釋是大量氣體分子頻繁撞擊產(chǎn)生的,C項(xiàng)正確;氣體膨脹,說(shuō)明氣體對(duì)外做功,但不能確定吸、放熱情況,故不能確定內(nèi)能變化情況,D項(xiàng)錯(cuò). 【答案】 BC,(4)分子的動(dòng)能與機(jī)械運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能不同: 分子的動(dòng)能是對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)中物體的動(dòng)能的拓展,但和機(jī)械運(yùn)動(dòng)中物體的動(dòng)能有本質(zhì)的區(qū)別.機(jī)械運(yùn)動(dòng)的形式取決于外界作用的客觀條件,所以機(jī)械運(yùn)動(dòng)中物體的動(dòng)能可以為零,而分子運(yùn)動(dòng)是永不停息的,因此分子的動(dòng)能不可能為零.,2.分子的勢(shì)能 (1)存在的前提:分子力做功與路徑無(wú)關(guān),由體積決定.因此理想氣體的內(nèi)能由溫度決定,與體積無(wú)關(guān).原因是:理想氣體分子間無(wú)相互作用的分子力,故無(wú)分子勢(shì)能,與體積無(wú)關(guān). (2)定義:分子間存在相互作用力,由分子間相對(duì)位置所決定的勢(shì)能,叫做分子勢(shì)能. (3)分子勢(shì)能變化的判斷方法: 分子力做正功,分子勢(shì)能減??;分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能增加.,【例2】 (2013·重慶)某未密閉房間的空氣溫度與室外的相同,現(xiàn)對(duì)該室內(nèi)空氣緩慢加熱,當(dāng)室內(nèi)空氣溫度高于室外空氣溫度時(shí)( ) A.室內(nèi)空氣的壓強(qiáng)比室外的小 B.室內(nèi)空氣分子的平均動(dòng)能比室外的大 C.室內(nèi)空氣的密度比室外大 D.室內(nèi)空氣對(duì)室外空氣做了負(fù)功,【解析】 未密閉房間說(shuō)明是等壓變化,壓強(qiáng)不變,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志;溫度升高分子平均動(dòng)能增加,故B項(xiàng)正確;等壓升溫,體積增大,密度變小,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;體積增大,對(duì)外做正功,故D項(xiàng)錯(cuò)誤. 【答案】 B,3.物體的內(nèi)能 (1)定義:物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能. 【例3】 下列說(shuō)法正確的是( ) A.液體中懸浮微粒的布朗運(yùn)動(dòng)是做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的液體分子撞擊微粒而引起的 B.物體溫度越高,其分子的平均動(dòng)能越大 C.物體里所有分子動(dòng)能的總和叫做物體的內(nèi)能 D.只有通過(guò)熱傳遞的方式才能改變物體的內(nèi)能,【解析】 布朗運(yùn)動(dòng)這一現(xiàn)象是液體分子撞擊微粒造成的.溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,所以A、B項(xiàng)正確.內(nèi)能是指物體里所有分子動(dòng)能與勢(shì)能的總和.做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能,所以C、D項(xiàng)錯(cuò)誤. 【答案】 AB,(2)內(nèi)能與溫度和體積的關(guān)系: 由于分子動(dòng)能與溫度有關(guān),分子勢(shì)能與體積有關(guān),所以,一定質(zhì)量的某種物體的內(nèi)能是由物體的溫度和體積共同決定的. 【例4】 關(guān)于內(nèi)能下列說(shuō)法正確的是( ) A.一定質(zhì)量的某種物體的內(nèi)能是由物體的溫度和體積共同決定的 B.由于內(nèi)能與溫度和體積有關(guān),因此兩種物質(zhì)只要體積和溫度相同.它們的內(nèi)能必相同,C.0 ℃的冰溶化成0 ℃的水.體積減小了,分子勢(shì)能必減小 D.0 ℃的冰溶化成0 ℃的水,體積減小了,分子勢(shì)能必增加 【解析】 物體的內(nèi)能在質(zhì)量一定的情況下,內(nèi)能由體積和溫度共同決定,當(dāng)兩種不同物體相比較,分子動(dòng)能和勢(shì)能相同,但分子數(shù)不相同時(shí),物體的內(nèi)能也不相同,故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤.0 ℃的冰溶化成0 ℃的水,體積減小,不能就此認(rèn)為其勢(shì)能也減小,而應(yīng)從改變內(nèi)能的兩種方式上去分析.冰溶化過(guò)程吸收熱量,內(nèi)能增加,而溫度不變,所增加的只能是分子的勢(shì)能.故D項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤.,【答案】 AD,(3)內(nèi)能和機(jī)械能: 物體處于任何狀態(tài)都具有內(nèi)能.但物體只有運(yùn)動(dòng)才有動(dòng)能.物體有內(nèi)能未必有動(dòng)能,但有動(dòng)能一定同時(shí)有內(nèi)能.,二、改變物體內(nèi)能的方式——做功和熱傳遞 1.改變內(nèi)能的兩種方式 做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的,但它們之間又有本質(zhì)的區(qū)別.做功是其他形式的能與物體內(nèi)能的轉(zhuǎn)化;熱傳遞是內(nèi)能在物體間的轉(zhuǎn)移.,【例5】 如圖所示,密閉絕熱容器內(nèi)有一絕熱的具有一定質(zhì)量的活塞,活塞的上部封閉著氣體,下部為真空,活塞與器壁的摩擦忽略不計(jì).置于真空中的輕彈簧的一端固定于容器的底部,另一端固定在活塞上,彈簧被壓縮后用繩扎緊,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep(彈簧處在自然長(zhǎng)度時(shí)的彈性勢(shì)能為零).現(xiàn)繩突然斷開(kāi),彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后活塞靜止,氣體達(dá)到平衡態(tài).經(jīng)過(guò)此過(guò)程( ),A.Ep全部轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能 B.Ep一部分轉(zhuǎn)化成活塞的重力勢(shì)能,其余部分仍為彈簧的彈性勢(shì)能 C.Ep全部轉(zhuǎn)化成活塞的重力勢(shì)能和氣體的內(nèi)能 D.Ep一部分轉(zhuǎn)化成活塞的重力勢(shì)能,一部分轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能,其余部分仍為彈簧的彈性勢(shì)能,【解析】 通過(guò)對(duì)活塞受力分析確定彈簧末狀態(tài)再利用能量守恒判斷.活塞最后平衡,故彈簧處于壓縮狀態(tài),Ep沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.活塞對(duì)氣體做功,并且容器是絕熱的,故氣體內(nèi)能增加,由能量守恒,可判定D項(xiàng)正確. 【答案】 D,2.熱功當(dāng)量J=4.2焦/卡 熱功當(dāng)量的測(cè)定,說(shuō)明做功和熱傳遞在改變內(nèi)能上是等效的.,【例6】 下圖為焦耳實(shí)驗(yàn)裝置圖,用絕熱性能良好的材料將容器包好,重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器里的水,引起水溫升高.關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是( ),A.這個(gè)裝置可測(cè)定熱功當(dāng)量 B.做功增加了水的熱量 C.做功增加了水的內(nèi)能 D.功和熱量是完全等價(jià)的,無(wú)區(qū)別 【答案】 AC,三、兩個(gè)概念 1.熱運(yùn)動(dòng) 指的是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)主體為分子.不是布朗運(yùn)動(dòng),布朗運(yùn)動(dòng)的主體是布朗微粒. 2.熱平衡 指的是兩物體的溫度相同時(shí),達(dá)到平衡的一種狀態(tài).熱平衡的宏觀標(biāo)志為溫度相等.,在達(dá)到熱平衡的過(guò)程中,內(nèi)能是從高溫物體傳向低溫物體,而不是從內(nèi)能大的物體傳向內(nèi)能小的物體.在高考試題中常用“熱傳遞”“絕熱”“導(dǎo)熱”等的說(shuō)法,要將它們區(qū)別開(kāi)來(lái).如“絕熱”活塞,說(shuō)明活塞兩側(cè)無(wú)熱量傳遞,除非巧合,一般溫度不等;“導(dǎo)熱”活塞,說(shuō)明最終兩側(cè)溫度相等.,【例7】 如圖所示,水平放置的密封汽缸內(nèi)的氣體被一豎直隔板分隔為左右兩部分,隔板可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng),右側(cè)氣體內(nèi)有一電熱絲.汽缸壁和隔板均絕熱.初始時(shí)隔板靜止,左右兩邊氣體溫度相等.現(xiàn)給電熱絲提供一微弱電流,通電一段時(shí)間后切斷電源.當(dāng)缸內(nèi)氣體再次達(dá)到平衡時(shí),與初始狀態(tài)相比( ),A.右邊氣體溫度升高,左邊氣體溫度不變 B.左右兩邊氣體溫度都升高 C.左邊氣體壓強(qiáng)增大 D.右邊氣體內(nèi)能的增加量等于電熱絲放出的熱量 【解析】 當(dāng)電熱絲通電后,右邊氣體吸收熱量后,溫度升高,壓強(qiáng)增大,隔板不再平衡,向左移動(dòng),右側(cè)氣體對(duì)左側(cè)氣體做功,由于隔板和汽缸均絕熱,使左側(cè)氣體的內(nèi)能增加,溫度升高,體積減小,因此左側(cè)氣體的壓強(qiáng)也增大,當(dāng)隔板再次平衡時(shí)兩邊壓強(qiáng)均增大了,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B、C正確.,右側(cè)氣體對(duì)左側(cè)氣體做了功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,得右邊氣體內(nèi)能的增加量小于電熱絲放出的熱量,右邊氣體內(nèi)能的增加值為電熱絲發(fā)出的熱量減去對(duì)左邊的氣體所做的功,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 【答案】 BC,四、熱力學(xué)第一定律 1.內(nèi)容 一個(gè)熱學(xué)系統(tǒng)內(nèi)能的變化ΔU,決定于系統(tǒng)與外界交換的熱量Q和做功W. 2.表達(dá)式:ΔU=W+Q 3.符號(hào)法則:得正失負(fù). 外界對(duì)物體做功為正值,反之為負(fù)值;物體從外界吸熱為正值,反之為負(fù)值;物體的內(nèi)能增加為正值,反之為負(fù)值.,【例8】 (2010·廣東)右圖是密閉的汽缸,外力推動(dòng)活塞P壓縮氣體,對(duì)缸內(nèi)氣體做功800 J,同時(shí)氣體向外界放熱200 J,缸內(nèi)氣體的( ),A.溫度升高,內(nèi)能增加600 J B.溫度升高,內(nèi)能減少200 J C.溫度降低,內(nèi)能增加600 J D.溫度降低,內(nèi)能減少200 J 【解析】 由能量守恒,ΔU=W+Q=-200 J+800 J=600 J,內(nèi)能增加600 J,則溫度一定升高. 【答案】 A,五、熱力學(xué)第二定律 內(nèi)容:兩種表述 (1)按照熱傳導(dǎo)的方向性可表述為:熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體. (2)按照機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程的方向性可表述為:不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量,使之完全變成功,而不產(chǎn)生其他影響. 其他表述:第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的;不能制成效率為100%的熱機(jī);任何一類宏觀自然過(guò)程進(jìn)行方向的說(shuō)明都可以作為熱力學(xué)第二定律的表述.熱力學(xué)第二定律使人們認(rèn)識(shí)到,自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性.,【例9】 下列說(shuō)法正確的是( ) A.機(jī)械能全部變成內(nèi)能是不可能的 B.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造成功的原因是因?yàn)槟芰考炔粫?huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式. C.根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體 D.從單一熱源吸收的熱量全部變成功是可能的 【答案】 D,【例10】 判斷下列說(shuō)法是否正確: A.(2007·海南·17)空調(diào)機(jī)作為制冷機(jī)使用時(shí),將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外,所以制冷機(jī)的工作是不遵守?zé)崃W(xué)第二定律的.(×) B.(2007·海南·17)從單一熱源吸取熱量使之全部變成有用的機(jī)械功是不可能的.(×) C.(2009·四川·16)物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功.(√),D.(2009·海南·14)功可以全部轉(zhuǎn)化為熱,但熱量不能全部轉(zhuǎn)化為功.(×) E.(2009·海南·14)熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體,但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體.(√) F.(2008·天津·14)沒(méi)有摩擦的理想熱機(jī)可以把吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.(×) G.(2008·四川·14)熱量只能從高溫物體向低溫物體傳遞.(×),H.(2004·天津·15)熱量不能由低溫物體傳遞到高溫物體.(×) I.(2004·天津·15)外界對(duì)物體做功,物體的內(nèi)能必定增加.(×) G.(2004·天津·15)第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成,是因?yàn)檫`反了能量守恒定律.(×) K.(2004·天津·15)不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功,而不引起其他變化.(√),L.(2006·天津·14)只要對(duì)內(nèi)燃機(jī)不斷改進(jìn),就可以把內(nèi)燃機(jī)得到的全部?jī)?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.(×) M.(2006·天津·14)滿足能量守恒定律的物理過(guò)程都能自發(fā)進(jìn)行.(×) O.(2013·山東·36(1))根據(jù)熱力學(xué)定律,熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%.(×),六、能的轉(zhuǎn)化與守恒定律 能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量不變. 【例11】 在一個(gè)沒(méi)有熱交換的房間內(nèi)打開(kāi)電扇,電扇正常工作.過(guò)一段時(shí)間房間內(nèi)的溫度將作如下變化( ) A.升高 B.降低 C.不變 D.無(wú)法判斷,【解析】 把電扇與房間看作一個(gè)系統(tǒng).電扇正常工作時(shí),電扇和房間內(nèi)熱交換發(fā)生在系統(tǒng)內(nèi),系統(tǒng)內(nèi)部不引起總能量的變化.但電扇消耗電能增加了系統(tǒng)的總能量.根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律知,增加的系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能使房間的溫度升高.故選A項(xiàng). 【答案】 A,七、固體、液體 記住教科書中所列舉的實(shí)例中的晶體和非晶體,理解各向同性、各向異性,液晶的特性,表面張力及其成因,毛細(xì)現(xiàn)象及其成因.,【例12】 (2010·海南)下列說(shuō)法正確的是( ) A.當(dāng)一定質(zhì)量的氣體吸熱時(shí),其內(nèi)能可能減小 B.玻璃、石墨和金剛石都是晶體,木炭是非晶體 C.單晶體有固定的熔點(diǎn),多晶體和非晶體沒(méi) 有固定的熔點(diǎn) D.當(dāng)液體與大氣相接觸時(shí),液體表面層內(nèi)的分子所受其他分子作用力的合力總是指向液體內(nèi)部 E.氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù),與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和氣體溫度有關(guān) 【答案】 ADE,【觸類旁通】 (2012·江蘇)下列現(xiàn)象中,能說(shuō)明液體存在表面張力的有( ) A.水黽可以停在水面上 B.葉面上的露珠呈球形 C.滴入水中的紅墨水很快散開(kāi) D.懸浮在水中的花粉做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),【解析】 由于液體表面層分子引力,使得液體表面具有收縮的趨勢(shì),露珠表面張力使表面面積收縮到最小,從而使它收縮成一個(gè)球形,水面的張力給水黽向上的彈力,選項(xiàng)A、B正確;滴入水中的紅墨水很快散開(kāi)是擴(kuò)散現(xiàn)象,是液體分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反映,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;懸浮在水中的花粉做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng),是液體分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反映,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 【答案】 AB,八、濕度 【例13】 (2011·海南)關(guān)于空氣濕度,下列說(shuō)法正確的是( ) A.當(dāng)人們感到潮濕時(shí),空氣的絕對(duì)濕度一定較大 B.當(dāng)人們感到干燥時(shí),空氣的相對(duì)濕度一定較小 C.空氣的絕對(duì)濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)表示 D.空氣的相對(duì)濕度定義為水的飽和蒸氣壓與相同溫度時(shí)空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)之比,【解析】 在一定氣溫條件下,大氣中相對(duì)濕度越大,水汽蒸發(fā)也就越慢,人就感受到越潮濕,故當(dāng)人們感到潮濕時(shí),空氣的相對(duì)濕度一定較大,但絕對(duì)濕度不一定大,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;在一定氣溫條件下,大氣中相對(duì)濕度越小,水汽蒸發(fā)也就越快,人就越感到干燥,故當(dāng)人們感到干燥時(shí),空氣的相對(duì)濕度一定較小,但絕對(duì)濕度不一定小,故B項(xiàng)正確;絕對(duì)濕度是指一定空間中水蒸氣的絕對(duì)含量,可用空氣中水的蒸氣壓來(lái)表示,故C項(xiàng)正確;相對(duì)濕度為某一被測(cè)蒸氣壓與相同溫度下的飽和蒸氣壓的比值的百分?jǐn)?shù),相對(duì)濕度則給出大氣的潮濕程度,而不是水的飽和蒸氣壓與相同溫度時(shí)空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)之比,故D項(xiàng)錯(cuò)誤.,【答案】 BC 【學(xué)法指導(dǎo)】 絕對(duì)濕度是指一定空間中水蒸氣的絕對(duì)含量,可用空氣中水的蒸氣壓來(lái)表示;相對(duì)濕度為某一被測(cè)蒸氣壓與相同溫度下的飽和蒸氣壓的比值的百分?jǐn)?shù);在一定氣溫條件下,大氣中相對(duì)濕度越大,水汽蒸發(fā)也就越慢,人就感受到越潮濕;在一定氣溫條件下,大氣中相對(duì)濕度越小,水汽蒸發(fā)也就越快,人就越感到干燥.,一、對(duì)“做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的方式”的深化理解 做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的方式,其中“做功”不是任何形式的功,而是指能夠產(chǎn)生內(nèi)能的功.,【例1】 在如圖所示的兩端開(kāi)口的“U”形管中,盛有同種液體,并用管閂K將液體隔成左、右兩部分,左邊液面比右邊液面高.現(xiàn)打開(kāi)管閂K,從打開(kāi)管閂到兩邊液面第一次平齊的過(guò)程中,液體向外放熱為Q,內(nèi)能變化量為ΔU,動(dòng)能變化量為ΔEk;大氣對(duì)液體做功W1,重力做功為W2,液體克服阻力做功為W3.由功能關(guān)系可得:,①W1=0;②W2-W3=ΔEk;③W2-W3=Q=ΔU;④W3-Q=ΔU.其中正確的是( ) A.①②③ B.①②④ C.②③ D.①③ 【解析】 由動(dòng)能定理,可知W2-W3+W1=ΔEk,其中W1=p·ΔV左-p·ΔV右=0,知①②正確.由熱力學(xué)第一定律,知ΔU=W+Q,即ΔU=W3-Q,故④正確,③錯(cuò)誤.綜合以上分析可知B項(xiàng)正確. 【答案】 B,【學(xué)法指導(dǎo)】 本題對(duì)應(yīng)做功的表達(dá)有W1、W2、W3,但能夠改變物體內(nèi)能的功是W3,其中W1、W2、W3功的代數(shù)和為液體外力做的功,對(duì)應(yīng)的應(yīng)該為液體動(dòng)能的改變量.從而看出,同樣是功,但形成效果不同,在理解基本概念、基本規(guī)律時(shí),要注意將看似相同的物理量放在一起,進(jìn)行比較和鑒別,從而達(dá)到認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)的目的.,二、兩類永動(dòng)機(jī)的區(qū)別 1.第一類永動(dòng)機(jī):不消耗任何能量,卻可以源源不斷地對(duì)外做功,這種機(jī)器稱為第一類永動(dòng)機(jī).它所以不能實(shí)現(xiàn),是由于它違反能量轉(zhuǎn)化和守恒定律. 2.第二類永動(dòng)機(jī):一種熱機(jī),只從單一熱源吸收熱量,可以全部用來(lái)做功,而不引起其他變化,這種熱機(jī)叫第二類永動(dòng)機(jī).第二類永動(dòng)機(jī)并不違反能量守恒定律,但因機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,同時(shí)不引起其他變化,因此第二類永動(dòng)機(jī)也是不能實(shí)現(xiàn).即違反了熱力學(xué)第二定律.,【例2】 關(guān)于永動(dòng)機(jī)的說(shuō)法正確的是( ) A.第一類永動(dòng)機(jī)和第二類永動(dòng)機(jī)之所以不能制成,是因?yàn)槎歼`反了能的轉(zhuǎn)化和守恒定律 B.第二類永動(dòng)機(jī)從理論上講可以制成,只是現(xiàn)代科技不夠發(fā)達(dá) C.第二類永動(dòng)機(jī)不可制成,說(shuō)明了機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程有方向性 D.第二類永動(dòng)機(jī)符合能量守恒定律,因此是可以制成的 【答案】 C,熱力學(xué)第二定律的微觀解釋 一、有序、無(wú)序、宏觀態(tài)、微觀態(tài) 【例1】 (1)如圖所示,把一塊潔凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端,使玻璃板水平地接觸水面,如果你想使玻璃板離開(kāi)水面,必須用比玻璃板重力________的拉力向上拉橡皮筋.原因是水分子和玻璃的分子間存在________作用.,(2)往一杯清水中滴入一滴紅墨水,一段時(shí)間后,整杯水都變成了紅色.這一現(xiàn)象在物理學(xué)中稱為_(kāi)_______現(xiàn)象,是由于分子的________而產(chǎn)生的.這一過(guò)程是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性________的方向進(jìn)行的. 【答案】 大 分子引力 擴(kuò)散 無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)(熱運(yùn)動(dòng)) 增加,二、麥克斯韋速率分布律 【例2】 (2010·福建)1859年麥克斯韋從理論上推導(dǎo)出了氣體分子速率的分布規(guī)律,后來(lái)有許多實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一規(guī)律.若以橫坐標(biāo)v表示分子速率,縱坐標(biāo)f(v)表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.下面四幅圖中能正確表示某一溫度下氣體分子速率分布規(guī)律的是( ),【解析】 各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比不能為負(fù)值,A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤;氣體分子速率的分布規(guī)律呈現(xiàn)“中間多,兩頭少”的趨勢(shì),速率為0的分子幾乎不存在,故C選項(xiàng)錯(cuò),D選項(xiàng)正確. 【答案】 D,【觸類旁通】 (2012·江蘇)密閉在鋼瓶中的理想氣體,溫度升高時(shí)壓強(qiáng)增大.從分子動(dòng)理論的角度分析,這是由于分子熱運(yùn)動(dòng)的________增大了.該氣體在溫度T1、T2時(shí)的分子速率分布圖象如圖所示,則T1________(選填“大于”或“小于”)T2.,【解析】 密閉在鋼瓶中的理想氣體體積不變,溫度升高時(shí)分子平均動(dòng)能增大壓強(qiáng)增大.溫度升高時(shí),速率大的分子所占比重較大,T1<T2. 【答案】 平均動(dòng)能 小于,三、熵、熵增原理 【例3】 若一氣泡從湖底上升到湖面的過(guò)程中溫度保持不變,則在此過(guò)程中關(guān)于氣泡中的氣體,下列說(shuō)法正確的是( ) A.氣體分子間的作用力增大 B.氣體分子的平均速率增大 C.氣體分子的平均動(dòng)能減小 D.氣體組成的系統(tǒng)地熵增加,【解析】 氣泡的上升過(guò)程氣泡內(nèi)的壓強(qiáng)減小,溫度不變,由玻意耳定律知,上升過(guò)程中體積增大,微觀上體現(xiàn)為分子間距增大,分子間引力減小,溫度不變,所以氣體分子的平均動(dòng)能、平均速率不變,此過(guò)程為自發(fā)過(guò)程,故熵增大.D項(xiàng)正確. 【答案】 D,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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