创新方案版高考一轮《热力学定律》教学案含答案Word文档格式.docx

1、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小 2.热力学第二定律 （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，或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。 3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，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总和保持不变。（2）能源的利用存在能量耗散和品质降低。重视利用能源时对环境的影响。要开发新能源（如太阳能、生物质能、风能、水流能等）。判断正误（1）做功和热传递的实质是相同的。（）（2

2、）绝热过程中，外界压缩气体，对气体做功，气体的内能可能减少。（3）物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变。（）（4）在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为外界对气体做功。（5）自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量并没有消失。（6）热量可以从低温物体传到高温物体。（7）热机中，燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变化。核心考点分类突破析考点 讲透练足考点一热力学第一定律1热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种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。此定律是标量式，应用时功、内能、热量的单位应统一为国际单位焦耳。2三种特殊情况（1）若过程是

3、绝热的，则 Q0，WU，外界对物体做的功等于物体内能的增加；（2）若过程中不做功，即 W0，则QU，物体吸收的热量等于物体内能的增加；（3）若过程的始、末状态物体的内能不变，即U0，则 WQ0或WQ，外界对物体做的功等于物体放出的热量。典题1多选（2016开封模拟）如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分。已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空。抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态。在此过程中（）A气体对外界做功，内能减少B气体不做功，内能不变C气体压强变小，温度不变D气体压强变大，温度不变E单位时间内撞击容器壁的分子数减少解析绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递，Q0，稀薄气

4、体向真空扩散时气体没有做功，W0，根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变，稀薄气体扩散体积增大，根据玻意耳定律可知，气体的压强必然变小，故A、D错误，B、C正确；温度不变，分子的平均动能不变，压强减小，说明单位时间内撞击容器壁的分子数减少，故E正确。答案BCE理想气体内能变化的判定 对一定质量的理想气体，由于无分子势能，其内能只包含分子无规则热运动的动能，这时内能只与温度有关，故判定一定质量的理想气体内能是否变化，应看温度是否发生了变化，与体积无关。1（2016上海模拟）一定质量的理想气体，经过一个绝热膨胀过程，则此过程中理想气体的（）A内能增大 B温度升高C压强减小 D对外界不做功

5、解析：选C因气体绝热膨胀，故气体对外做功，压强减小，但没有热交换，由热力学第一定律可知，气体内能减小，故A、D错误，C正确；理想气体不计分子势能，故内能只与温度有关，因内能减小，故温度降低，则可知分子的平均动能减小，C正确。2.（2015福建高考）如图所示，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则（）ATbTc，QabQac BTbTc，QabQac DTbTc，Qab选C由理想气体状态方程可知，即，得TcTb，则气体在b、c状态内能相等，因a到b和a到c的U

6、相同；而a到c过程中气体体积不变，W0，a到b过程中气体膨胀对外做功，WQac，选项C正确。考点二热力学第二定律1两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库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响的机器违背能量守恒，不可能制成不违背能量守恒，违背热力学第二定律，不可能制成2.热力学第二定律的涵义（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。3热力学第二定律的实质热力学第二定律的

7、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。4热力学过程方向性实例（1）高温物体低温物体。（2）功热。（3）气体体积V1气体体积V2（较大）。（4）不同气体A和B混合气体AB。典题2多选（2016南昌模拟）下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是（）A第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律B能量耗散过程中能量不守恒C电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律D能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性E物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功解析第一类永动机既不消耗能量又能

8、源源不断对外做功，违背了能量守恒定律，所以不可能制成，故A正确；能量耗散过程中能量也守恒，故B错误；电冰箱的致冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是由于压缩机做功，并不违背了热力学第二定律，故C错误，能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，故D正确；根据热力学第二定律可知：气体不可能从单一热源吸热，并全部用来对外做功，而不引起其它变化，若引起外界变化则可以，故E正确。答案ADE1多选（2016呼伦贝尔模拟）下列说法正确的是（）A随着科学技术的发展，制冷机的制冷温度可以降到280 B随着科学技术的发展，热量可以从低温物体传到高温物体C随着科学技术的发展，热机的效率可以达

9、到100%D无论科技怎样发展，第二类永动机都不可能实现E无论科技怎样发展，都无法判断一温度升高的物体是通过做功还是热传递实现的选BDE热力学温度与分子的平均动能成正比，分子热运动的平均动能不可能为零，制冷机的制冷温度不可以降到273 以下，故A错误；随着科学技术的发展，热量可以从低温物体传到高温物体，故B正确；根据热力学第二定律，热机的效率不可以达到100%，故C错误；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，即第二类永动机都不可能实现，故D正确；做功和热传递都可以改变物体的内能，无论科技怎样发展，都无法判断一温度升高的物体是通过做功还是热传递实现的，故E正确。2关于两类永动

10、机和热力学的两个定律，下列说法正确的是（）A第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能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选D第一类永动机违反能量守恒定律，第二类永动机违反热力学第二定律，A、B错误；由热力学第一定律可知W0，Q0，但UWQ可以等于零，C错误；由热力学第二定律可知D中现象是可能的，但会引起其他变化，D正确。考点三气体实验定律与热力学第一定律的综合典题3（2016兰州

11、模拟）一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的压强pAp0，温度TAT0，线段AB与V轴平行，BC的延长线过原点。求：（1）气体在状态B时的压强pB；（2）气体从状态A变化到状态B的过程中，对外界做的功为10 J，该过程中气体吸收的热量为多少；（3）气体在状态C时的压强pC和温度TC。解析（1）A到B是等温变化，压强和体积成反比，根据玻意耳定律有pAVApBVB解得pB（2）状态A至状态B过程是等温变化，气体内能不变，即U0气体对外界做功W10 J根据热力学第一定律有UQW解得QW10 J（3）由B到C等压变化，根据盖吕萨克定律得解得TC因为B到C等压变化，所

12、以pCpB答案（1）（2）10 J（3） 河池期末）图示是压力保温瓶的结构简图，活塞a与液面之间密闭了一定质量的气体。假设封闭气体为理想气体且与外界没有热交换，则向下压a的过程中，瓶内气体（）A内能增大B体积增大 C压强增大 D温度升高 E分子间作用力增大选ACD当向下压活塞a时，压力对气体做功，气体与外界又没有热交换，由热力学第一定律得瓶内气体的内能增大，故A正确；向下压a的过程中，气体的体积减小，故B错误；一定质量的气体，内能增大，温度升高，体积减小，根据理想气体状态方程C得知气体的压强增大，故C、D正确；据题瓶内气体为理想气体，则气体分子间的作用力为零，不变，故E错误。2.如图所示，内壁

13、光滑的圆柱形金属容器内有一个质量为m、面积为S的活塞。容器固定放置在倾角为的斜面上。一定量的气体被密封在容器内，温度为T0，活塞底面与容器底面平行，距离为h。已知大气压强为p0，重力加速度为g。（1）容器内气体压强为_。（2）由于环境温度变化，活塞缓慢下移时气体温度为_；此过程中容器内气体_（填“吸热”或“放热”），气体分子的平均速率_（填“增大”、“ 减小”或“不变”）。（1）容器内气体的压强与大气压和活塞的重力有关。活塞对气体产生的压强为p，则容器内气体的压强pp0pp0。（2）环境温度变化，活塞缓慢下移，可认为是等压变化，则，且V02V1，解得T1在此等压变化过程中，气体温度降低，内能减

14、少；气体体积减小，外界对气体做功，由热力学第一律UQW知气体放出热量，气体分子的平均速率减小。答案：（1）p0（2）放热 减小3.如图所示，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为 2.4T0、压强为 1.2p0的理想气体，p0和T0分别为大气的压强和温度。已知：气体内能U与温度T的关系为UT，为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的。（1）气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；（2）在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q。（1）在气体由p1.2p0下降到p0的过程中，气体体积不变，温度由T2.4T0变为T1，由查理定律得解得T12T0在气

15、体温度由T1变为T0的过程中，体积由V减小到V1，气体压强不变，由盖吕萨克定律得解得V1（2）在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为Wp0Shp0（VV1）在这一过程中，气体内能的减少量为U（T1T0）由热力学第一定律得，气缸内气体放出的热量为QWU解得QT0（1）专题突破训练延庆模拟）对于一个热力学系统，下列说法正确的是（）A如果外界对它传递热量则系统内能一定增加B如果外界对它做功则系统内能一定增加C如果系统的温度不变则内能一定不变D系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它做功的和选D物体吸收热量，可能同时对外做功，内能不一定增加，故A错误；外界对物体做功，物体可能同时放热，物体的内能不

16、一定增加，故B错误；如果系统的温度不变，物态发生变化，则内能一定变化，故C错误；根据热力学第一定律，系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它做功的和，故D正确。2（2016珠海模拟）在一锅正在沸腾的水中，一个小气泡由底层缓慢地升到液面，上升过程中气泡的压强不断减小，则气泡在上浮过程中（）A内能增大B内能减小C外界对气泡做功 D吸收热量选D气泡缓慢上升的过程中，外部的压强逐渐减小，由于外部恒温，根据C，所以体积增大，气泡膨胀对外做功，温度不变，则内能不变，故A、B错误；根据热力学第一定律可得，UQW知，气泡内能不变，同时对外做功，所以必须从外界吸收热量，故C错误，D正确。3（2016东城区

17、模拟）有关热现象，以下说法正确的是（）A固体很难被压缩，是因为固体分子间有间隙B物体的内能增加，一定因为吸收了热量C物体吸收了热量，温度一定升高D任何热机的效率都不可能达到100%选D根据分子动理论的内容可知，固体很难被压缩是因为其内部的分子之间存在斥力作用，故A错误；做功和热传递都可以改变物体的内能，物体的内能增加，不一定因为吸收了热量，故B错误；如果气体从外界吸收热量，同时气体对外做功，气体内能可能不变，则温度不变，故C错误；根据热力学第二定律，任何热机的效率都不可能达到100%，故D正确。4（2016梅州模拟）小红和小明打乒乓球不小心把乒乓球踩扁了，小明认真观察后发现表面没有开裂，于是把

18、踩扁的乒乓球放在热水里泡一下，基本恢复了原状。乒乓球内的气体可视为理想气体，对于乒乓球恢复原状的过程，下列描述中正确的是（）A内能变大，球内气体对外做正功的同时吸热B内能变大，球内气体对外做正功的同时放热C内能变大，球内气体对外做负功的同时吸热D内能变小，球内气体对外做负功的同时放热选A乒乓球内的气体受力膨胀，故对外做功，故W0，气体温度升高，故内能增加，故U0，根据热力学第一定律公式UQW，Q0，即吸收热量，故A正确，B、C、D错误。5对于一定量的理想气体，下列说法正确的是（）A若气体的压强不变，其内能一定不变B若气体的内能不变，其状态一定不变C若气体的温度随时间不断升高，其压强一定不断增大

19、D当气体温度升高时，气体的内能一定增大选D对于理想气体而言，内能是由温度决定的，根据理想气体状态方程，C可知，当压强不变时，其温度不一定不发生变化，因此内能不一定不变，A错误；而反过来，内能不变只能说明温度不变，可能发生等温变化，也就是气体状态可能发生变化，B错误；根据理想气体状态方程，C，温度升高，只能是pV乘积变大，至于压强可能增加也可能减小，C错误；内能是由温度决定的，当温度升高时，内能一定增加，D正确。6多选（2016宜昌模拟）关于热力学定律，下列说法正确的是（）A第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律B一定量气体，吸热200 J，气体对外做功220 J，内能减少20 JC热

20、量能够自发地从高温物体传到低温物体D利用高科技手段，可以将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化E一定质量的100 的水吸收热量后变成100 的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能选BCE第二类永动机不违反了能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故A错误；气体对外做功220 J，W220 J，吸收200 J热量，Q200 J，根据热力学第一定律UQW得U20 J，即内能减少20 J，故B正确；根据热力学第二定律，热量能够自发地从高温物体传到低温物体，故C正确；根据热力学第二定律利用高科技手段，不可能将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化，故D错误；一定质

21、量的100 的水吸收热量后变成100 的水蒸气，体积增大，对外做功，所以吸收的热量大于增加的内能，故E正确。7多选（2016贵州模拟）下列有关热现象的说法，正确的是（）A不是所有符合能量守恒定律的过程都能发生B一切与热现象相关的宏观自然过程都是不可逆的C达到热平衡的两个系统，其内能相等D将吸收的热量全部用来对外做功的热机是不存在的E在绝热过程中，外界对系统做功的大小决定了系统内能的大小选ABD符合能量守恒定律的过程并不一定能发生，还要符合热力学第二定律的过程才能发生，故A正确；根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，故B正确；达到热平衡的两个系统，温度相等，但内能不一定

22、相等，故C错误；根据热力学第二定律，不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，所以将吸收的热量全部用来对外做功的热机是不存在的，故D正确；在绝热过程中，根据热力学第一定律可知外界对系统做功的大小决定了系统内能的变化量，而不是决定内能的大小，故E错误。8多选（2016衡水模拟）有关热学的说法，正确的是（）A布朗运动的实质就是分子的热运动B气体温度升高，分子的平均动能一定增大C随着科技的进步，物体的温度可以降低到300 D热量可以从低温物体传递到高温物体E对物体做功，物体的内能可能减小选BDE布朗运动就是微粒的运动，它间接反应了液体分子做无规则运动，故A错误；温度是分子平均动能的

23、标志，温度越高，分子的平均动能越大，故B正确；0 K（273 ）是不可能达到的，所以300 是不可能达到的，故C错误；热量在一定的条件下，可以从低温物体传递到高温物体，故D正确；根据热力学第一定律可知，对物体做功的同时，若放出热量，其内能不一定增加，故E正确。9多选（2014全国新课标）一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p T图象如图所示。下列判断正确的是（）A过程ab中气体一定吸热B过程bc中气体既不吸热也不放热C过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热Da、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小Eb和c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