热力学定律与能量守恒Word文档下载推荐.docx
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C.对外界做负功，内能增大
D•对外界做正功，压强减小
答案：
AC
二、热力学第二定律
1.常见的两种表述
（1）克劳修斯表述：
热量不能自发地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.第二类永动机：
违背宏观热现象方向性的机器被称为第二类永动机.这类永动机不违背能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律，也是不可能制成的.
O矗醯＞2•对热力学第二定律，下列理解正确的是（）
A.自然界进行的一切宏观过程都是可逆的
B.自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的
C.热量不可能由低温物体传递到高温物体
D.由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的
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考点一对热力学第一定律的理解及应用
1.热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系.
2.对公式AU=Q+W符号的规定
符号
W
Q
AU
+
外界对物体做功
物体吸收热量
内能增加—
—
物体对外界做功物体放出热量
内能减少
3•几种特殊情况
⑴若过程是绝热的，则Q=0,W=AU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量.⑵若过程中不做功，即W=0,则Q=AJ，物体吸收的热量等于物体内能的增加量.
⑶若过程的始末状态物体的内能不变，即AJ=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.
特别提醒：
（1）做功与热传递在改变内能的效果上是相同的，但是从运动形式、能
量转化的角度上看是不同的：
做功是其他形式的运动和热运动的转化，是其他形式的能与内
能之间的转化；
而热传递则是热运动的转移，是内能的转移.
（2）气体向真空中膨胀不做功.
在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程：
第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为6J;
第二种变化是从状态A到状态C,该气体从外界吸收的热量为9丄图线AC的反向延长线过坐标原点O,B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零•求：
（1）从状态A到状态C的过程，该气体对外界做的功Wi和其内能的增量AU仁
⑵从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量AU2及其从外界吸收的热量Q2.
［解析］
（1）由题意知从状态A到状态C的过程，气体发生等容变化
该气体对外界做的功W1=0
根据热力学第一定律AUi=Wi+Qi
内能的增量AU1=Q1=9J.
（2）从状态A到状态B的过程，体积减小，温度升高该气体内能的增量AU2=AU1=9J
根据热力学第一定律有AU2=W2+Q2
从外界吸收的热量Q2=AU2-W,=3J.
［答案］
（1）09J
（2）9J3J
［总结提升］
（1）做功看体积：
体积增大，气体对外做功，W为负；
体积缩小，外界对气
体做功，W为正.
（2）与外界绝热，则不发生热传递，此时Q=0.
（3）由于理想气体没有分子势能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化
上，从宏观上看就是温度发生了变化.
340J的热量，并对外做功120J.若该气体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40J,则这一过程中气体（填“吸收”或“放出”）热量J.
解析：
对该理想气体由状态a沿abc变化到状态c,由热力学第一定律可得：
AU=Q-
W=340J-120J=220J,即从a状态到c状态，理想气体的内能增加了220J;
若该气体由
状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40J,此过程理想气体的内能增加还是220J,所
以可以判定此过程是吸收热量，再根据热力学第一定律可得：
AU=Q'
-W'
得Q'
=AU
—W'
=220J+40J=260J.答案：
吸收260
考点二对热力学第二定律的理解
1.在热力学第二定律的表述中，“自发地”、“不产生其他影响”的涵义
（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”的涵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.
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.
热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱；
在引起其他变化的条件下内能也可以全部转
化为机械能，如气体的等温膨胀过程.
3.两类永动机的比较
第一类永动机
第二类永动机
不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器
从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响的机器
违背能量守恒定律，不可能制成
不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，不可能制成
W&
关于热力学定律，下列说法正确的是（）
A.为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量
B.对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C.可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
D.不可能使热量从低温物体传向高温物体
E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
［解析］选项A，内能的改变可以通过做功或热传递进行，故A正确；
选项B,对某物
体做功，物体的内能不一定增加，B错误；
选项C,在引起其他变化的情况下，可以从单一
热源吸收热量，将其全部变为功，C正确；
选项D，在引起其他变化的情况下，可以使热量
从低温物体传向高温物体，D错误；
选项E,涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故E正
确.
［答案］ACE
热力学第二定律说
［规律总结］热力学第一定律说明发生的任何过程中能量必定守恒,明并非所有能量守恒的过程都能实现.
热量Q能自发传给
（1）咼温物体'
热量Q不能自发传给—低温物体能自发地完全转化为
⑵功"
不能自发地完全转化为热量
能自发膨胀到
（3）气体体积
⑷不同气体
V1—不能自发收缩到—气体体积V2（较大）
能自发混合成
A和B不能自发分离成-混合气体AB
2.（2015广东汕头模拟）以下哪个现象不违背热力学第二定律
A.一杯热茶在打开盖后，茶会自动变得更热
B.没有漏气、没有摩擦的理想热机，其效率可能是100%
C.桶中浑浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离
D.热量自发地从低温物体传到高温物体
选C•茶不会自发地变得更热，选项A错误；
无论什么样的热机，效率永远不会
达到100%，选项B错误；
热量不会自发地从低温物体传到高温物体，选项D错误.
（学科素养•能力提升］
方法技巧一一气态方程与热力学第一定律的综合应用
对于一定质量的理想气体，状态发生变化时，必然要涉及做功、热传递、内能的变化，利用气态方程（或实验定律）与热力学第一定律解决这类问题的一般思路如下：
pVV?
AV?
W、
今=C?
£
?
AU=Q+W.
TT?
AT?
AU
個。
（2013高考山东卷）我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录.在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990m深处的海水温度为280K.某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化•如图所示，导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，汽缸所处海平面的温度To=300K,压强po=1atm,封闭
气体的体积V0=3m3,如果将该汽缸下潜至990m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体.
（1）求990m深处封闭气体的体积（1atm相当于10m深的海水产生的压强）.
⑵下潜过程中封闭气体（填“吸热”或“放热”），传递的热量（填
“大于”或“小于”）外界对气体所做的功.
［审题点睛］
（1）分析封闭气体的初、末状态，明确气体状态变化遵守的规律，选用公式列方程求解.
（2）根据温度变化确定内能的变化情况，根据体积的变化，确定做功情况，由热力学第一定律确定吸、放热情况及与做功的关系.
［解析］
（1）当汽缸下潜至990m时，设封闭气体的压强为p,温度为T,体积为V,由
题意可知p=100atm①
根据理想气体状态方程得畔0=半②
10I
代入数据得V=2.8X10_2m3.③
⑵下潜过程中温度降低，则AU<
0，气体体积减小，贝UW>
0，由AU=Q+W知，Q<
0,
放热，且|Q|>
W.
［答案］
（1）2.8X10「2m3⑵放热大于
A.过程ab中气体一定吸热
B.过程be中气体既不吸热也不放热
C.过程ea中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D.a、b和e三个状态中，状态a分子的平均动能最小
E.b和e两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同
选ADE.对一定质量的理想气体，由PV=C进行状态分析.由热力学第一定律AU=W+Q进行吸放热、做功分析.
在不同坐标系中要注意各种图象的不同，从图象中找出体积、温度、压强的变化情况.由
p-T图象可知过程ab是等容变化，温度升高，内能增加，体积不变，由热力学第一定律可知过程ab一定吸热，选项A正确；
过程be温度不变，即内能不变，由于过程be体积增大，所以气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项B错误；
过程ea压
强不变，温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项C错误；
温度是分子平均动能的标志，由p-T图
象可知，a状态气体温度最低，则平均动能最小，选项D正确；
b、e两状态温度相等，分
子平均动能相等，由于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，
选项E正确.
模拟越组
1.（2015青岛模拟）如图中汽缸内盛有一定量的理想气体，汽缸壁是导热的，缸外环境
保持恒温，活塞与汽缸壁的接触是光滑的，但不漏气.现将活塞杆与外界连接使其缓慢向右
移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功.若已知理想气体的内能只与温度有关，则下
列说法正确的是（）
恒温
A•气体是从单一
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