人教版高中物理选修3课件第10章 热力学定律-6第十章 热力学定律本章高效整合

人教版高中物理选修3课件第10章 热力学定律-6第十章 热力学定律本章高效整合

§ 做功和传热是改变物体内能的两种方式，它们 在改变物体的内能上是等效的，但它们的本质 不同：做功是其他形式的能和内能之间的转化， 传热则是物体间内能的转移．理解时应注意以 下两点： § 1．存在温度差是发生传热的必要条件，热量 是传热过程中物体内能的改变量，热量与物体 内能的多少、温度的高低无关． § 2．机械能是描述物体机械运动状态的量，而 内能是描述物体内部状态的量，两者没有直接 关系，但可以相互转化． § 当把打足气的车胎内的气体迅速放出时，会发 现车胎气嘴处的温度明显降低，这是因为在这个过程 中(　　) § A．气体对外做功，同时向外传递热量 § B．气体对外做功，车胎内气体温度降低，从外界吸 热 § C．外界对气体做功，车胎内气体向外传递热量 § D．外界对车胎内气体做功，同时向车胎内气体传递 热量 § 解析：　气体迅速放出时，体积增大，对外做功，同 时温度降低，从外界吸热，使气嘴处温度降低． § 答案：　B § 1．热力学第一定律 § 热力学第一定律揭示了内能的增量(ΔU)与外界对物 体做功(W)与物体从外界吸热(Q)之间的关系，即ΔU ＝Q＋W，正确理解公式的意义及符合的含义是解决 此类问题的保证． § (1)外界对物体做功，W>0；物体对外界做功，W<0. § (2)物体从外界吸热，Q>0；物体放出热量，Q<0. § (3)ΔU>0，物体的内能增加；ΔU<0，物体的内能减 少． § 【特别提醒】　(1)只有绝热过程Q＝0，ΔU＝ W，用做功可判断内能变化． § (2)只有在气体体积不变时，W＝0，ΔU＝Q， 用吸热放热情况可判断内能的变化． § (3)若物体内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q， 功和热量符号相反，大小相等．因此判断内能 变化问题一定要全面进行考虑． § 2．能量守恒定律 § (1)能量守恒定律内容：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其总量保持不变． § 能量守恒定律是自然界普遍适用的规律，不同 形式的能可以相互转化，但总能量守恒． § (2)永动机不可能制成 § 第一类永动机：不消耗任何能量，却可以源源 不断地对外做功，这种永动机违背了能量守恒 定律，是不可能制成的． § 下列关于分子运动和热现象的说法正 确的是________(填入正确选项前的字母)． § A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这 是因为气体分子之间存在势能的缘故 § B．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气， 其分子之间的势能增加 § C．对于一定量的气体，如果压强不变，体积 增大，那么它一定从外界吸热 § D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高， 气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大 § E．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子 之间势能的总和 § F．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加 § 气体分子总数不变，温度升高，平均动能 增大，因体积变化不知，故压强变化未知， D错；内能是指所有分子热运动动能和分子 间势能的总和，E正确；温度升高是大量分 子的平均速率增加而不是所有的分子速率 都增加，F错． § 答案：　BCE § 1．热力学第二定律的两种表述 § (1)热传导具有方向性：热量不能自发地从低 温物体传到高温物体． § (2)机械能与内能转化的方向性：不可能从单 一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生 其他影响． § 2．热力学第二定律的微观意义 § (1)一切自然过程总是沿着分子热运动的无序 性增大的方向进行． § (2)用熵来表示热力学第二定律：在任何自然 过程中，一个孤立系统的总熵不会减小． § 热力学第二定律常见的表述有两种． § 第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到 高温物体，而不引起其他变化；第二种表述： 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做 功，而不引起其他变化．图甲是根据热力学第 二定律的第一种表述画出的示意图：外界对制 冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物 体．请你根据第二种表述完成示意图乙．根据 你的理解，热力学第二定律的实质是 ________． § 解析：　第二种表述的意思是：热机吸收热量，对外 做功，同时把热量传给低温物体．其表述示意图如图 所示．其实质是：一切与热现象有关的宏观过程都具 有方向性． § 答案：　其表述示意图如图所示　一切与热现象有关 的宏观过程都具有方向性