上海市高二物理第七章能的轉(zhuǎn)化與能量守恒定律專(zhuān)題

1、.知識(shí)結(jié)構(gòu)1溫度是表示物體的 ，是物體分子運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的 。物體的溫度升高，表明它的分子熱運(yùn)動(dòng) 增大。2分子勢(shì)能跟分子 有關(guān)，如圖所示。 3物體內(nèi)能是 ，與物體的 以及 有關(guān)。4改變物體內(nèi)能的方法有兩種： 。r0rOEp5熱力學(xué)第一定律關(guān)系式為 。注意正負(fù)符號(hào)。第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)是 制成的。： 專(zhuān)題概述。1分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。物體的分子勢(shì)能。物體的內(nèi)能。2做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的二種方式。熱量，能量守恒定律。 3熱力學(xué)第一定律。熱力學(xué)第二定律。永動(dòng)機(jī)的不可能。絕對(duì)零度的不可達(dá)到。4能源的開(kāi)發(fā)和利用，環(huán)境保護(hù)。 一、物體的內(nèi)能1物體的內(nèi)能：物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的分子

2、動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能也叫做物體的熱力學(xué)能2任何物體都具有內(nèi)能因?yàn)橐磺形矬w都是由不停地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)并且相互作用著的分子所組成3決定物體內(nèi)能的因素：（1）從宏觀上看：物體內(nèi)能的大小由物體的摩爾數(shù)、溫度和體積三個(gè)因素決定（2）從微觀上看：物體內(nèi)能的大小由組成物體的分子總數(shù)，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子間的距離三個(gè)因素決定 二、熱力學(xué)第一定律：1、改變物體內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞在一般情況下，物體跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞的過(guò)程。2、熱力學(xué)第一定律內(nèi)容：物體內(nèi)能的增量U等于外界對(duì)物體做的功W和物體吸收的熱量Q的總和.3、表達(dá)式：U = W + Q4、符號(hào)法則：物體內(nèi)能增加時(shí)，U為正

3、，物體內(nèi)能減少時(shí)，U為負(fù)；外界對(duì)物體做功時(shí)，W為正，物體對(duì)外界做功時(shí)，W為負(fù)；物體吸收熱量時(shí)，Q為正，物體放出熱量時(shí)，Q為負(fù)5、幾種特殊情況：（1）物體與外界沒(méi)有熱交換時(shí)（絕熱過(guò)程）Q=0外界對(duì)物體做多少功，它的內(nèi)能就增加多少，反之物體對(duì)外界做功多少，它的內(nèi)能就減少多少， W = DU （2）物體與外界間沒(méi)有做功時(shí)，物體從外界吸收多少熱量，它的內(nèi)能就增加多少；物體向外界放出多少熱量，它的內(nèi)能就減少多少， Q = DU （3）若過(guò)程中始、末物體內(nèi)能不變， DU =0，則W+Q=0或W=-Q外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量6、熱力學(xué)第一定律是反映機(jī)械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化和守恒的具體表現(xiàn)形式; 三、能量

4、守恒定律：1、物質(zhì)的不同運(yùn)動(dòng)形式對(duì)應(yīng)不同形式的能，如機(jī)械能、內(nèi)能等；2、各種形式的能在一定條件下可以轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能的總量守恒。3、能量守恒定律：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)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量不變3、能量守恒定律的歷史意義4、能的轉(zhuǎn)化和守恒是自然界的普遍規(guī)律，違背該定律的永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。它是沒(méi)有條件的。5、理解：（1）某種形式的能減小，一定存在其他形式的能增加，且減小量和增加量一定相等。（2）某個(gè)物體的能減小，一定存在其他物體的能量增加，且減小量和增加量一定相等。6、第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)：（1）、永

5、動(dòng)機(jī)-不需要任何能量而能永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)的裝置。（2）、第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)：人們把設(shè)想中的不消耗能量的機(jī)器叫做第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)（3）、第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)的設(shè)想由于違背了能量守恒定律，所以不可能制成 .典例精講：本章的題目基本以選擇題為主題型一： 改變內(nèi)能的方式【例1】（）金屬制成的氣缸中裝有柴油與空氣的混合物，有可能使氣缸中柴油達(dá)到燃點(diǎn)的過(guò)程是（ ） A迅速向里推活塞 B迅速向外拉活塞 C緩慢向里推活塞 D緩慢向外拉活塞【答案】A【解析】物體內(nèi)能的改變有兩種方式，做功和熱傳遞，而且兩者是等效的迅速向里推活塞，外界對(duì)氣體做功，而且沒(méi)來(lái)得及進(jìn)行充分熱交換，內(nèi)能增加溫度升高，如果達(dá)到燃點(diǎn)即點(diǎn)燃，故A正確迅速向外拉活塞氣體對(duì)

6、外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，故B錯(cuò)緩慢向里推活塞，外界對(duì)氣體做功，但由于緩慢推，可充分進(jìn)行熱交換無(wú)法確定溫度情況，故C錯(cuò)同理D錯(cuò) 【例2】（）如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，把浸有乙醚的一小塊棉花放在厚玻璃筒內(nèi)底部，當(dāng)很快向下壓活塞時(shí)，由于被壓縮的氣體驟然變熱，溫度升高達(dá)到乙醚的燃點(diǎn)，使浸有乙醚的棉花燃燒起來(lái)，此實(shí)驗(yàn)的目的是要說(shuō)明對(duì)物體( )A、做功可以增加物體的熱量B、做功可以改變物體的內(nèi)能C、做功一定會(huì)升高物體的溫度D、做功一定可以使物態(tài)發(fā)生變化【答案】B【解析】把浸過(guò)乙醚的棉花放入玻璃筒內(nèi)，把活塞迅速壓下去，棉花會(huì)燃燒，這是因?yàn)閴嚎s筒內(nèi)空氣做功，空氣的內(nèi)能增加，溫度升高。題型二：內(nèi)能與其他形式的能

7、的區(qū)別【例3】（）關(guān)于物體內(nèi)能，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A手感到冷時(shí)，搓搓手就會(huì)感到暖和些，這是利用做功改變物體的內(nèi)能 B將物體舉高或使它們的速度增大，是利用做功來(lái)使物體的內(nèi)能增大 C陽(yáng)光照曬衣服，衣服的溫度升高，是利用熱傳遞來(lái)改變物體的內(nèi)能D用打氣筒打氣，簡(jiǎn)內(nèi)氣體變熱，是利用熱傳遞來(lái)改變物體的內(nèi)能【答案】A C【解析】對(duì)于本題，要明白做功的方式與條件就可以了【例4】（）關(guān)于內(nèi)能和機(jī)械能下列說(shuō)法正確的是（ ）A、機(jī)械能大的物體內(nèi)能一定很大 B、物體的機(jī)械能損失時(shí)內(nèi)能可能增加C、物體的內(nèi)能損失時(shí)機(jī)械能必然減少 D、物體的機(jī)械能為零而內(nèi)能不可為零【答案】BD【解析】機(jī)械能和內(nèi)能是兩種不同形式的能

8、。物體的機(jī)械能可為零，但物體的內(nèi)能不可是零。物體的機(jī)械能損失時(shí)內(nèi)能可能增加。物體的內(nèi)能損失時(shí)機(jī)械能可能增加也可能減少。但兩者之間沒(méi)有直接的聯(lián)系。所以答案B、D正確。 題型三：能量守恒定律【例5】（）如圖所示，密閉絕熱的具有一定質(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 (彈簧處于自然長(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)換為氣體的內(nèi)能B、EP一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力

9、勢(shì)能，其余部分仍為彈簧的彈性勢(shì)能C、EP全部轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢(shì)能和氣體的內(nèi)能D、EP一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢(shì)能，一部分轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能，其余部分仍為彈簧的彈性勢(shì)能【答案】D【解析】由于氣缸和活塞密閉絕熱,那么氣體與外界就無(wú)熱交換。活塞與器壁的摩擦忽略不計(jì)，則也沒(méi)有摩擦生熱的問(wèn)題。最初彈簧的彈性勢(shì)能比較大，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)，說(shuō)明彈簧的長(zhǎng)度比斷開(kāi)前長(zhǎng)，活塞上升，重力勢(shì)能增大。活塞有重力，氣體對(duì)活塞有向下的壓力，所以最終彈簧還是要被壓縮，有彈性勢(shì)能。彈簧形變量減小，氣體體積較小，內(nèi)能增加。選D?！咀兪接?xùn)練】（）A、B兩裝置，均由一支一端封閉

10、，一端開(kāi)口且?guī)в胁Ａ莸墓軤钊萜骱退y槽組成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他條件都相同。將兩管抽成真空后，開(kāi)口向下豎直插入水銀槽中（插入過(guò)程沒(méi)有空氣進(jìn)入管內(nèi)），水銀柱上升至圖示位置停止。假設(shè)這一過(guò)程水銀與外界沒(méi)有熱交換，則下列說(shuō)法正確的是（ ）AA中水銀的內(nèi)能增量大于B中水銀的內(nèi)能增量BB中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀的內(nèi)能增量CA和B中水銀體積保持不變，故內(nèi)能增量相同DA和B中水銀溫度始終相同，故內(nèi)能增量相同【答案】B【解析】?jī)煞N情況下氣體對(duì)水銀做功相同，但A中水銀克服重力做的功多，所以增加的內(nèi)能少，B中水銀克服重力做功少，所以增加的內(nèi)能多故選B.方法回顧常見(jiàn)概念： （1）內(nèi)能-物體內(nèi)所有分

11、子的動(dòng)能和勢(shì)能之和.（2）熱能-是物體內(nèi)能的不確切的說(shuō)法.（3）熱量-在熱傳遞中用來(lái)度量物體內(nèi)能變化的多少. 熱量不表示內(nèi)能的多少,僅表示內(nèi)能的改變量.（4）溫度-物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志;指示著熱傳遞的方向.（5）機(jī)械能-物體整體動(dòng)能與勢(shì)能的總和.魔法小測(cè)（10分鐘小測(cè)試，滿分50分）1（）如圖所示容器，A、B中各有一個(gè)可以自由移動(dòng)的輕活塞（質(zhì)量不計(jì)），活塞下面是水，上面為大氣，大氣壓恒定。A、B間用帶有閥門(mén)的管道相連，整個(gè)裝置與外界隔熱。A容器的橫截面積大于B容器的橫截面積，開(kāi)始時(shí)A的液面高于B的液面，開(kāi)啟閥門(mén)后，A中的水逐漸流向B，直至兩邊液面相平。在這個(gè)過(guò)程中 A、大氣壓力對(duì)水做功，水的

12、內(nèi)能增加B、水克服大氣壓力做功，水的內(nèi)能減小C、大氣壓力對(duì)水不做功，水的內(nèi)能不變D、大氣壓力對(duì)水不做功，水的內(nèi)能增加【答案】D2（）在某密閉隔熱的房間內(nèi)有一電冰箱，現(xiàn)接通電源使電冰箱開(kāi)始工作，并打開(kāi)電冰箱的門(mén)，則過(guò)段時(shí)間后室內(nèi)的溫度將（ ）A、降低 B、不變 C、升高 D、無(wú)法判斷【答案】C3（）有甲、乙兩個(gè)物體，已知甲的溫度比乙的溫度高，則可以肯定（ ） A甲物體的內(nèi)能比乙物體的內(nèi)能多 B甲物體含的熱量比乙物體含的熱量多 C甲物體分子的平均動(dòng)能比乙物體分子的平均動(dòng)能大D如果降低相同的溫度，甲比乙放出的熱量多【答案】C4（）一個(gè)物體沿粗糙斜面勻速滑下，則下列說(shuō)法正確的是（ ）A、物體機(jī)械能不變

13、，內(nèi)能也不變B、物體機(jī)械能減小，內(nèi)能不變C、物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量減小D、物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量不變【答案】D5（）0的冰熔解為0的水，在這個(gè)過(guò)程中分子的( ) A平均動(dòng)能增大 B平均動(dòng)能減小 C平均動(dòng)能和勢(shì)能都增大 D平均動(dòng)能不變而勢(shì)能增大【答案】D6（）子彈頭射入置于光滑水平面上的木塊中，以下說(shuō)法正確的是（）子彈頭損失的機(jī)械能等于木塊內(nèi)能的增加量子彈頭損失的機(jī)械能等于木塊和子彈內(nèi)能的增加量木塊的內(nèi)能改變是由于做功木塊和子彈組成的系統(tǒng)的總能量守恒【答案】C D解析：還包括木塊的動(dòng)能，故B錯(cuò)。7（）圖中活塞將氣缸分成兩氣室，氣缸、活塞（連同拉桿）是絕熱的

14、，且不漏氣，以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內(nèi)能，則在將拉桿緩慢向外拉的過(guò)程中（ ）AE甲不變，E乙減小 BE甲增大，E乙不變CE甲增大，E乙減小 DE甲不變，E乙減小【答案】C熱力學(xué)定律與能量守恒定律一、概念規(guī)律題組1一個(gè)氣泡從恒溫水槽的底部緩慢向上浮起，(若不計(jì)氣泡內(nèi)空氣分子勢(shì)能的變化)則()A氣泡對(duì)外做功，內(nèi)能不變，同時(shí)放熱B氣泡對(duì)外做功，內(nèi)能不變，同時(shí)吸熱C氣泡內(nèi)能減少，同時(shí)放熱D氣泡內(nèi)能不變，不吸熱也不放熱2一定質(zhì)量的氣體在某一過(guò)程中，外界對(duì)氣體做了8×104 J的功，氣體的內(nèi)能減少了1.2×105 J，則下列各式中正確的是()AW8×104 J

15、，U1.2×105 J，Q4×104 JBW8×104 J，U1.2×105 J，Q2×105 JCW8×104 J，U1.2×105 J，Q2×104 JDW8×104 J，U1.2×105 J，Q4×104 J3下列說(shuō)法中正確的是()A一切涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性B一切不違反能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的物理過(guò)程都是可能實(shí)現(xiàn)的C由熱力學(xué)第二定律可以判斷物理過(guò)程能否自發(fā)進(jìn)行D一切物理過(guò)程都不可能自發(fā)地進(jìn)行4對(duì)于一定質(zhì)量的氣體()A吸熱時(shí)其內(nèi)能可以不變B吸熱時(shí)其內(nèi)能一定不變C不吸熱也不放

16、熱時(shí)其內(nèi)能可以減小D不吸熱也不放熱時(shí)其內(nèi)能一定不變二、思想方法題組5下列過(guò)程中，可能發(fā)生的是()A某種物質(zhì)從高溫?zé)嵩次?0 kJ的熱量，全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而沒(méi)有產(chǎn)生其他任何影響B(tài)打開(kāi)一高壓密閉容器，其內(nèi)氣體自發(fā)溢出后又自發(fā)溢進(jìn)去，恢復(fù)原狀C利用其他手段，使低溫物體溫度更低，高溫物體的溫度更高D將兩瓶不同液體混合，然后它們又自發(fā)地各自分開(kāi)圖16如圖1所示，用絕熱活塞把絕熱容器隔成容積相同的兩部分，先把活塞鎖住，將質(zhì)量和溫度都相同的理想氣體氫氣和氧氣分別充入容器的兩部分，然后提起銷(xiāo)子，使活塞可以無(wú)摩擦地滑動(dòng)，當(dāng)活塞平衡時(shí)()A氫氣的溫度不變 B氫氣的壓強(qiáng)減小C氫氣的體積增大 D氧氣的溫度升高一、

17、熱力學(xué)第一定律的理解及應(yīng)用1熱力學(xué)第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過(guò)程是等效的，而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系此定律是標(biāo)量式，應(yīng)用時(shí)熱量的單位應(yīng)統(tǒng)一為國(guó)際單位制中的焦耳2對(duì)公式UQW符號(hào)的規(guī)定符號(hào)WQU外界對(duì)物體做功物體吸收熱量?jī)?nèi)能增加物體對(duì)外界做功物體放出熱量?jī)?nèi)能減少3.幾種特殊情況(1)若過(guò)程是絕熱的，則Q0，WU，外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加(2)若過(guò)程中不做功，即W0，則QU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加(3)若過(guò)程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即U0，則WQ0或WQ.外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量特別提示1應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時(shí)要明確研究

18、的對(duì)象是哪個(gè)物體或者是哪個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)2應(yīng)用熱力學(xué)第一定律計(jì)算時(shí)，要依照符號(hào)法則代入數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)果的正、負(fù)也同樣依照規(guī)則來(lái)解釋其意義【例1】 一定質(zhì)量的氣體，在從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)的過(guò)程中，吸收熱量280 J，并對(duì)外做功120 J試問(wèn)：(1)這些氣體的內(nèi)能發(fā)生了怎樣的變化？(2)如果這些氣體又返回原來(lái)的狀態(tài)，并放出了240 J熱量，那么在返回的過(guò)程中是氣體對(duì)外界做功，還是外界對(duì)氣體做功？做功多少？規(guī)范思維針對(duì)訓(xùn)練(2011·福建·28(2)一定量的理想氣體在某一過(guò)程中，從外界吸收熱量2.5×104 J，氣體對(duì)外界做功1.0×104 J，則該理想氣體的_(

19、填選項(xiàng)前的字母)A溫度降低，密度增大 B溫度降低，密度減小C溫度升高，密度增大 D溫度升高，密度減小二、對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解及應(yīng)用1在熱力學(xué)第二定律的表述中，“自發(fā)地”、“不產(chǎn)生其他影響”的涵義(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助(2)“不產(chǎn)生其他影響”的涵義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過(guò)程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對(duì)周?chē)h(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響如吸熱、放熱、做功等2熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀過(guò)程的方向性，進(jìn)而使人們認(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3熱力學(xué)過(guò)程方向性實(shí)例：特別提示熱量不可能自發(fā)地從

20、低溫物體傳到高溫物體，但在有外界影響的條件下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，如電冰箱；在引起其他變化的條件下內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如氣體的等溫膨脹過(guò)程【例2】 圖2為電冰箱的工作原理示意圖壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過(guò)冷凝器時(shí)制冷劑液化，放出熱量到箱體外圖2(1)下列說(shuō)法正確的是()A熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外B電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因?yàn)槠湎牧穗娔蹸電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律D電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律(2)電冰箱的制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收的熱量與釋放到外界的熱量相比，有怎樣的關(guān)

21、系？規(guī)范思維三、熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合當(dāng)氣體的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，如溫度變化、體積變化時(shí)，理想氣體的內(nèi)能要發(fā)生變化，同時(shí)伴隨著做功，所以氣體實(shí)驗(yàn)定律常與熱力學(xué)第一定律相結(jié)合解題，要掌握幾個(gè)過(guò)程的特點(diǎn)：(1)等溫過(guò)程：內(nèi)能不變，U0；(2)等容過(guò)程：W0；(3)絕熱過(guò)程：Q0.【例3】 (2009·山東高考)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中AB過(guò)程為等壓變化，BC過(guò)程為等容變化已知VA0.3 m3，TATC300 K，TB400 K.(1)求氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積(2)說(shuō)明BC過(guò)程壓強(qiáng)變化的微觀原因(3)設(shè)AB過(guò)程氣體吸收熱量為Q1，BC過(guò)程氣體放出熱量為Q2，比較

22、Q1、Q2的大小并說(shuō)明原因思路點(diǎn)撥(1)AB過(guò)程等壓，利用蓋呂薩克定律分析；(2)從微觀上影響壓強(qiáng)的兩個(gè)因素入手，進(jìn)行分析；(3)利用熱力學(xué)定律分析規(guī)范思維【基礎(chǔ)演練】1(2011·廣東·14)圖3為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，M、N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體，M可沿N的內(nèi)壁上下滑動(dòng)，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動(dòng)的過(guò)程中()圖3A外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大B外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能減小C氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能增大D氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減小2熱機(jī)是一種把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，以?xún)?nèi)燃機(jī)為例，汽缸中的氣體得到燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量Q1，推動(dòng)活塞做功W，

23、然后排出廢氣同時(shí)把熱量Q2散發(fā)到大氣中，則下列說(shuō)法正確的是()A由能量守恒定律知Q1WQ2B該熱機(jī)的效率為C理想熱機(jī)效率可達(dá)到100%D內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化圖43已知理想氣體的內(nèi)能與溫度成正比，如圖4所示的實(shí)線為汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)1到狀態(tài)2的變化曲線，則在整個(gè)過(guò)程中汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能()A先增大后減小B先減小后增大C單調(diào)變化D保持不變4(2010·福建卷)如圖5所示，圖5一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中，容器內(nèi)裝有一可以活動(dòng)的絕熱活塞今對(duì)活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后，氣體的體積減小若忽略活塞與容器壁間

24、的摩擦力，則被密封的氣體()A溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少B溫度降低，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少C溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增加D溫度降低，壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加5.圖6(2011·江蘇·12A(1)如圖6所示，一演示用的“永動(dòng)機(jī)”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，輕桿的末端裝有用形狀記憶合金制成的葉片輕推轉(zhuǎn)輪后，進(jìn)入熱水的葉片因伸展而“劃水”，推動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)離開(kāi)熱水后，葉片形狀迅速恢復(fù)，轉(zhuǎn)輪因此能較長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)下列說(shuō)法正確的是()A轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動(dòng)，不需要消耗外界能量B轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)所需能量來(lái)自形狀記憶合金自身C轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片不斷攪動(dòng)熱水，水溫升高D葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量6(2

25、009·寧夏、遼寧卷)帶有活塞的汽缸圖7內(nèi)封閉一定量的理想氣體氣體開(kāi)始處于狀態(tài)a，然后經(jīng)過(guò)過(guò)程ab到達(dá)狀態(tài)b或經(jīng)過(guò)過(guò)程ac到達(dá)狀態(tài)c，b、c狀態(tài)溫度相同，如圖7所示設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強(qiáng)分別為pb和pc ，在過(guò)程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac，則()Apb>pc，Qab>Qac Bpb>pc，Qab<QacCpb<pc，Qab>Qac Dpb <pc，Qab<Qac題號(hào)123456答案7.(2009·江蘇高考)(1)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_

26、(填寫(xiě)選項(xiàng)前的字母)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)的熵增加(2)若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過(guò)程中，對(duì)外界做了0.6 J的功，則此過(guò)程中的氣泡_(填“吸收”或“放出”)的熱量是_ J氣泡到達(dá)湖面后，溫度上升的過(guò)程中，又對(duì)外界做了0.1 J的功，同時(shí)吸收了0.3 J的熱量，則此過(guò)程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了_ J.8(2010·山東卷)如圖8所示，一太陽(yáng)能空氣集熱器，底面及側(cè)面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0，開(kāi)始時(shí)內(nèi)部封閉氣體的壓強(qiáng)為p0，經(jīng)過(guò)太陽(yáng)曝曬，氣體溫度由T0300 K升至T1350

27、 K.圖8(1)求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)(2)保持T1350 K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強(qiáng)再變回到p0.求集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來(lái)總質(zhì)量的比值判斷在抽氣過(guò)程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡(jiǎn)述原因【能力提升】圖99(山東高考)某壓力鍋的結(jié)構(gòu)如圖9所示蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔上，給壓力鍋加熱，當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí)，氣體就把壓力閥頂起假定在壓力閥被頂起時(shí)，停止加熱(1)若此時(shí)鍋內(nèi)氣體的體積為V，摩爾體積為V0，阿伏加德羅常數(shù)為NA，寫(xiě)出鍋內(nèi)氣體分子數(shù)的估算表達(dá)式(2)假定在一次放氣過(guò)程中，鍋內(nèi)氣體對(duì)壓力閥及外界做功1 J，并向外界釋放了2 J的熱量，鍋內(nèi)原有氣體的內(nèi)能如何變化？變化了

28、多少？(3)已知大氣壓強(qiáng)p隨海拔高度H的變化滿足pp0(1H)，其中常數(shù)>0.結(jié)合氣體定律定性分析在不同的海拔高度使用壓力鍋，當(dāng)壓力閥被頂起時(shí)鍋內(nèi)氣體的溫度有何不同10如圖10所示，兩個(gè)可導(dǎo)熱的汽缸豎直放置，它們的底部由一細(xì)管連通(忽略細(xì)管的容積)兩汽缸各有一活塞，質(zhì)量分別為m1和m2，活塞與汽缸壁無(wú)摩擦活塞的下方為理想氣體，上方為真空當(dāng)氣體處于平衡狀態(tài)時(shí)，兩活塞位于同一高度h.(已知m13m，m22m)圖10(1)在兩活塞上同時(shí)各放一質(zhì)量為m的物塊，求氣體再次達(dá)到平衡后兩活塞的高度差(假設(shè)環(huán)境的溫度始終保持為T(mén)0)(2)在達(dá)到上一問(wèn)的終態(tài)后，環(huán)境溫度由T0緩慢上升到T，試問(wèn)在這個(gè)過(guò)程中

29、，氣體對(duì)活塞做了多少功？氣體是吸收還是放出熱量？(假定在氣體狀態(tài)變化過(guò)程中，兩物塊均不會(huì)碰到汽缸頂部)熱力學(xué)定律與能量守恒定律解析【課前雙基回扣】1B在氣泡緩慢上升的過(guò)程中，氣泡外部的壓強(qiáng)逐漸減小，氣泡膨脹，對(duì)外做功，故氣泡中空氣分子的內(nèi)能減小，溫度降低但由于外部恒溫，且氣泡緩慢上升，故可以認(rèn)為上升過(guò)程中氣泡內(nèi)空氣的溫度始終等于外界溫度，內(nèi)能不變，故需從外界吸收熱量，且吸收的熱量等于泡內(nèi)空氣對(duì)外界所做的功2B因?yàn)橥饨鐚?duì)氣體做功，W取正值，即W8×104 J；內(nèi)能減少，U取負(fù)值，即U1.2×105 J；根據(jù)熱力學(xué)第一定律UWQ，可知QUW1.2×105 J8

30、5;104 J2×105 J，即B選項(xiàng)正確3AC熱力學(xué)第二定律指出了熱現(xiàn)象的方向性，而同時(shí)也指出了發(fā)生這些單一方向的過(guò)程的條件自發(fā)，這也就說(shuō)明了這些過(guò)程中的一些，其逆過(guò)程在某些條件下也是可以發(fā)生的，但也有的是不可能發(fā)生的4AC內(nèi)能的改變既可以通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)，又可以通過(guò)熱傳遞來(lái)完成，還可以做功和熱傳遞同時(shí)進(jìn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)，由此分析知A、C是可能的，B、D是不絕對(duì)的，故答案為A、C.5C根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不可能從低溫物體自發(fā)地傳遞給高溫物體，而不引起其他的變化，但通過(guò)一些物理手段是可以實(shí)現(xiàn)的，故C正確；內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能不可能自發(fā)地進(jìn)行，要使內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能必定要引起其他變化，故A錯(cuò)誤

31、；氣體膨脹具有方向性，故B錯(cuò)誤；擴(kuò)散現(xiàn)象也有方向性，D也錯(cuò)誤6BCD氫氣和氧氣的質(zhì)量雖然相同，但由于氫氣的摩爾質(zhì)量小，故氫氣物質(zhì)的量多，又體積和溫度相同，所以氫氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)大，活塞將向氧氣一方移動(dòng)當(dāng)拔掉銷(xiāo)子后，由于氫氣物質(zhì)的量多，壓強(qiáng)大，會(huì)推動(dòng)活塞向氧氣一方移動(dòng)，這時(shí)氫氣對(duì)外做功，又無(wú)熱傳遞，由UWQ可知，氫氣內(nèi)能減少，溫度降低，對(duì)氧氣而言，外界對(duì)它做功，體積減小，由UWQ，無(wú)熱傳遞的情況下，氧氣內(nèi)能增加，溫度升高思維提升1改變物體內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞，二者是等效的2熱力學(xué)第一定律：UQW.3熱力學(xué)第二定律的表述(1)按照熱傳遞的方向性表述熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體(2)按照

32、機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程的方向性表述不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響(3)熱力學(xué)第二定律使人們認(rèn)識(shí)到：自然界中進(jìn)行的涉及到熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性，揭示了大量分子參與的宏觀過(guò)程具有方向性4永動(dòng)機(jī)由能量守恒定律知，第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成由熱力學(xué)第二定律知，第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成【核心考點(diǎn)突破】例1 (1)增加了160 J(2)外界對(duì)氣體做功80 J解析(1)由熱力學(xué)第一定律可得UWQ120 J280 J160 J內(nèi)能增加了160 J(2)由于氣體的內(nèi)能僅與狀態(tài)有關(guān)，所以氣體從狀態(tài)回到狀態(tài)的過(guò)程中內(nèi)能的變化應(yīng)等于從狀態(tài)到狀態(tài)過(guò)程中內(nèi)能的變化，則從狀態(tài)到狀態(tài)的內(nèi)能應(yīng)減少16

33、0 J，即U160 J，又Q240 J根據(jù)熱力學(xué)第一定律得UWQ所以WUQ160 J(240 J)80 J即外界對(duì)氣體做功80 J規(guī)范思維求解此題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)用熱力學(xué)第一定律求解內(nèi)能變化，注意熱量Q、功W的正負(fù)(2)氣體從末態(tài)到初態(tài)與從初態(tài)到末態(tài)的U的大小相同，結(jié)合熱力學(xué)第一定律計(jì)算，并做出判斷例2 (1)BC(2)見(jiàn)解析解析(1)熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化規(guī)律，是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的具體表現(xiàn)，適用于所有的熱學(xué)過(guò)程，故C正確，D錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，必須借助于其他系統(tǒng)做功，A錯(cuò)誤，B正確，故選B、C.(2)由熱力學(xué)第一

34、定律可知，電冰箱制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收了熱量，同時(shí)消耗了電能，釋放到外界的熱量比從冰箱內(nèi)吸收的熱量多規(guī)范思維涉及熱力學(xué)第二定律的問(wèn)題分析技巧：(1)理解熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)，清楚熱力學(xué)第二定律的兩種表述形式(2)掌握熱力學(xué)第二定律的一些等效說(shuō)法如：“第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成”，“不可能制成效率為百分之百的熱機(jī)”等例3 (1)0.4 m3(2)、(3)見(jiàn)解析解析(1)設(shè)氣體在B狀態(tài)時(shí)的體積為VB，由蓋呂薩克定律得代入數(shù)據(jù)得VB0.4 m3(2)微觀原因：氣體的體積不變，分子的密集程度不變，溫度變化(降低)，氣體分子的平均動(dòng)能變化(減小)，導(dǎo)致氣體的壓強(qiáng)變化(減小)(3)Q1大于Q2.因?yàn)門(mén)ATC，故

35、AB增加的內(nèi)能與BC減少的內(nèi)能相同，而AB過(guò)程氣體對(duì)外做正功，BC過(guò)程中氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律可知Q1大于Q2.規(guī)范思維理想氣體狀態(tài)變化時(shí)，要抓住在滿足三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律或狀態(tài)方程的前提下，內(nèi)能只與溫度有關(guān)，氣體體積的變化決定了外界對(duì)氣體做功的情況針對(duì)訓(xùn)練D思想方法總結(jié)1應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題的步驟：(1)確定研究對(duì)象，就是要明確內(nèi)能變化的是哪一個(gè)物體或哪一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)；(2)定性分析研究對(duì)象的內(nèi)能變化是由外界哪些物體或系統(tǒng)通過(guò)哪些過(guò)程引起的；(3)根據(jù)符號(hào)法則，確定U、Q、W的正負(fù)號(hào)，代入公式UQW進(jìn)行計(jì)算或判斷(4)若與外界絕熱，則Q0.2要正確理解“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”它包含以下三層意思：從單一熱庫(kù)吸收熱量，一般來(lái)說(shuō)只有部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不可能制成的；機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能是自然的，可以全部轉(zhuǎn)化；如果產(chǎn)生其他影響，可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功3應(yīng)用能量守恒定律解決問(wèn)題時(shí)，首先應(yīng)明確有哪幾種能量參與轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，哪些增、哪些減，然后利用守恒觀點(diǎn)列出方程求