复习学案六热力学定律复习学案文档格式.docx

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C．做功可以改变系统的内能，但单纯地对系统传热不能改变系统的内能

D．气体在大气中绝热膨胀时对外做了功，但气体的内能不变

2.一定质量的空气，从外界吸收了

的热量，同时在

个大气压的恒定压强下，体积由

增大到

，空气的内能增加了

A．

B．

C．

D．

3.金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气，打开筒的开关，筒内高压空气迅速向外逸出，待筒内外压强相等时，立即关闭开关．在外界保持恒温的条件下，经过一段较长的时间后，再次打开开关，这时出现的现象是（）．

A．筒外空气流向筒内

B．筒内空气流向筒外

C．筒内外有空气交换，处于动态平衡，筒内空气质量不变

D．筒内外无空气交换

4.下列说法中正确的是（）．

A．做功和热传递在改变物体内能上是等效的，因此做功与热传递是没有区别的

B．虽然做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，但我们还是可以通过分析改变前后物体的内能，来区别是做功还是热传递改变内能的

C．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，表明要使物体的内能发生变化，既可以通过做功来实现，也可以通过热传递来实现

D．功和热传递在改变内能的效果上是等效的，说明人在出汗散热时，还可以通过对外做功来代替出汗改变内能

5．对于热量、功和内能三者的说法正确的是（）．

A．热量、功、内能三者的物理意义等同

B．热量、功都可以作为物体内能的量度

C．热量、功、内能的单位不相同

D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的

6.如下图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中．设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓缓下降过程中，筒内空气体积减小，空气一定（　　）

A．从外界吸热B．内能增大C．向外界放热D．内能减小

7.一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用

表示外界对气体做的功，

表示气体对外界做的功，

表示气体吸收的热量，

表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有（）．

A．

D．

8.

两装置，均由一支一端封闭，一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。

将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止。

假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是（）

中水银的内能增量大于

中水银的内能增量

B．

C．

和

中水银体积保持不变，故内能增量相同

D．

中水银温度始终相同，故内能增量相同

【知识梳理2】

四、热力学第二定律的两种表述

（1）热力学第二定律的克劳修斯表述（按照热传递的方向性表述）：

热量不能自发地从低温物体传到高温物体．

（2）热力学第二定律的开尔文表述（按照机械能与内能转化的方向性表述）：

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．

“自发地”和“不产生其他影响”是理解热力学第二定律的关键．凡是对宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述，且这些不同形式的表述都是等价的．

五、分析永动机不可能制成的原因

第一类永动机违背了能量守恒定律，不可能制成．第二类永动机也是不可能制成的，它虽然不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律中宏观热现象的方向性．

六．热力学第二定律的微观解释和意义

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．

与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行的．

由大量分子组成的系统自发变化时，总是向着无序程度增加的方向发展，至少无序程度不会减少．

七．熵

1.熵的概念：

物理学中，用来量度系统无序程度的物理量叫做熵．

2.熵增加原理

在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，如果过程可逆，则熵不变；

如果过程不可逆，则熵增加．

在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行，这就是熵增加原理．

【对应题组2】

9．关于热学现象和热学规律，下列说法中正确的是（）．

A．将地球上所有海水的温度降低

，以放出大量的内能供人类使用

B．布朗运动是液体分子的运动，它说明液体分子在永不停息地做无规则的运动

C．在热传递中，热量一定是从内能多的物体传向内能少的物体

D．在热传递中，热量一定是从温度高的物体流向温度低的物体

10.（多选）下列说法正确的是（）．

A．热量能自发地从高温物体传给低温物体

B．热量不能从低温物体传到高温物体

C．热传导是有方向性的

D．气体向真空中膨胀的过程是有方向性的

11．如图中气缸内盛有一定量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气。

现将活塞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（）

A．气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，因此该过程违反热力学第二定律

B．气体是从单一热源吸热，但并未全部用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律

C．气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律

D．A、B、C三种说法都不对

12.（多选）根据热力学第二定律分析，下列说法中正确的是（）．

A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体

B．热量能够从高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体

C．机械能可以全部转化为内能，但变化的内能不可以全部转化为机械能

D．机械能可以全部转化为内能，变化的内能也可以全部转化为机械能

13．下列对能量耗散的理解正确的有（）．

A．能量耗散说明能量在不断减少

B．能量耗散遵守能量守恒定律

C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失

D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性

【知识梳理3】

八.热力学第一定律与气体实验定律的综合应用

1、气体变化过程的特点

热力学第一定律与气体实验定律的结合量是气体的体积和温度，当温度变化时，气体的内能变化；

当体积变化时，气体将伴随着做功。

解题时要掌握气体变化过程的特点：

⑴等温过程：

内能不变ΔU＝0。

⑵等容过程：

W＝0。

⑶绝热过程：

Q＝0

2、气体实验定律与热力学定律的综合问题的解题思路：

⑴1.气体实验定律的研究对象是一定质量的理想气体。

⑵分清气体的变化过程是求解问题的关键。

⑶理想气体体积变化对应着做功；

温度变化，内能一定变化。

⑷结合热力学第一定律求解。

【对应题组3】

14.（2018全国3）（多选）如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示。

在此过程中______。

A．气体温度一直降低

B．气体内能一直增加

C．气体一直对外做功

D．气体一直从外界吸热

E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功

15.（2017·

全国3）（多选）如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。

下列说法正确的是________。

A．在过程ab中气体的内能增加

B．在过程ca中外界对气体做功

C．在过程ab中气体对外界做功

D．在过程bc中气体从外界吸收热量

E．在过程ca中气体从外界吸收热量

16.（2016·

全国1）（多选）一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其pT图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。

下列判断正确的是________。

（填正确答案标号）

A．气体在a、c两状态的体积相等

B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能

C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功

D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功

E．在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功

17.（2015重庆）某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大.若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么（）

A.外界对胎内气体做功，气体内能减小B.外界对胎内气体做功，气体内能增大

C.胎内气体对外界做功，内能减小D.胎内气体对外界做功，内能增大

18.（2013江苏）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。

其中，

为等温过程，

为绝热过程（气体与外界无热量交换）。

这就是著名的“卡诺循环”。

（1）该循环过程中，下列说法正确的是______。

（A）

过程中，外界对气体做功

（B）

过程中，气体分子的平均动能增大

（C）

过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多

（D）

过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化

（2）该循环过程中，内能减小的过程是_______（选填“

”、“

”或“

”）。

若气体在

过程中吸收63kJ的热量，在

过程中放出38kJ的热量，则气体完成一次循环对外做的功为_______kJ。

（3）若该循环过程中的气体为1mol，气体在A状态时的体积为10L，在B状态时压强为A状态时的

。

求气体在B状态时单位体积内的分子数。

（已知阿伏加德罗常数

，计算结果保留一位有效数字）

19.如下图所示，倒悬的导热汽缸中封闭着一定质量的理想气体．轻质活塞可无摩擦地上下移动，活塞的横截面积为S，活塞的下面吊着一个重为G的物体，大气压强恒为p0.起初环境的热力学温度为T0时，活塞到汽缸底面的距离为L.当环境温度逐渐升高，导致活塞缓慢下降，该过程中活塞下降了0.1L，汽缸中的气体吸收的热量为Q.求：

（1）汽缸内部气体内能的增量ΔU；

（2）最终的环境温度T.

20.如下图，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

，

为正的常量；

容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求

（1）气缸内气体与大气达到平衡时的体积

：

（2）在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q.

复习学案五热力学定律答案

1.AB2.B

3.B

【解析】因高压空气急剧外逸时，气体来不及充分与外界发生热交换，可近似看成绝热膨胀过程，气体对外做功，内能减少，所以关闭开关后，筒内气体温度较外界偏低，再经过较长时间后，筒内外气体温度相同．对筒内剩余气体分析，属等容升温过程，压强要升高，大于外界气压，所以再打开开关时，筒内气体要流向筒外．

4.C

【解析】做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本质不同，做功是将其他形式的能量转化为内能或将内能转化为其他形式的能量；

热传递是将一个物体的内能传递给另一个物体．故A、B均错误，C正确；

人在出汗散热时，显然是不可以通过对外做功来代替出汗改变内能，D错误。

5.D6.C7.A8.B

9.D

【解析】自然界一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，A错；

布朗运动不是液体分子的运动，而是固体颗粒的运动．B错；

内能多不一定温度高，C错；

故只有选项D正确．

10.A、C、D

【解析】如果是自发的过程，热量只能从高温物体传到低温物体，但这并不是说热量不能从低温物体传到高温物体。

只是不能自发地进行，在外界条件的帮助下，热量也能从低温物体传到高温物体，选项A对，B错，C对；

气体向真空中膨胀的过程也是不可逆的，具有方向性，选项D对．

11.C

【解析】由于这个过程缓慢进行，所以可看成温度不变，即气体内能不变。

因此气体吸收的热量和气体对外做的功相等，也就是从单一热源吸热，全部用来对外做功。

实际上这个过程是不能自发进行地，即气体是无法吸了热再推动活塞缓慢向右移动；

它必须考外力使杆向右移动，才能使气体膨胀，从而内能减少，温度下降，然后再从外界吸热。

也就是说，在这个过程中拉杆消耗了能量，即引起了其他的变化，所以选C

12.BD13.BD

14.BCD

【解析】一定质量的理想气体从a到b的过程，由理想气体状态方程paVa/Ta=pbVb/Tb可知，Tb>

Ta，即气体的温度一直升高，选项A错误；

根据理想气体的内能只与温度有关，可知气体的内能一直增加，选项B正确；

由于从a到b的过程中气体的体积增大，所以气体一直对外做功，选项C正确；

根据热力学第一定律，从a到b的过程中，气体一直从外界吸热，选项D正确；

气体吸收的热量一部分增加内能，一部分对外做功，选项E错误。

15.　ABD

【解析】

（1）ab过程是等容变化，ab过程压强增大，温度升高，气体内能增大，选项A正确；

而由于体积不变，气体对外界不做功，选项C错误。

ca过程是等压变化，体积减小，外界对气体做功，选项B正确：

体积减小过程中，温度降低，内能减小，气体要放出热量，选项E错误。

bc过程是等温变化，内能不变，体积增大，气体对外界做功，则需要吸收热量，选项D正确。

16.ABE

【解析】　由理想气体状态方程

＝C得，p＝

T，由图象可知，Va＝Vc，选项A正确；

理想气体的内能只由温度决定，而Ta＞Tc，故气体在状态a时的内能大于在状态c时的内能，选项B正确；

由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，cd过程温度不变，内能不变，则Q＝－W，选项C错误；

da过程温度升高，即内能增大，则吸收的热量大于对17.D

17.D

【解析】对车胎内的理想气体分析知，体积增大为气体为外做功，内能只有动能，而动能的标志为温度，故中午温度升高，内能增大，故选D。

18.

（1）C

（2）

25

（3）等温过程

单位体积内的分子数

.

解得

代入数据得

【解析】：

A选项：

从图上看：

A到B过程体积变大，则气体对外做功，W＜0，故A项错误；

对B项：

B到C过程为绝热过程，则热交换Q=0，且从图上看，气体的体积增大，气体对外做功，W＜0，由热力学第一定律ΔU=Q+W知：

ΔU＜0，则气体的温度将变低，气体分子的平均动能变小，故B项错误；

对C项：

从图上看，C到D过程的气体压强在增大，则单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C项正确；

对D项：

D到A为绝热过程，则热交换Q=0，且从图上看，气体的体积减小，外界对气体做功W＞0，由热力学第一定律ΔU=Q+W知，气体的内能ΔU＞0，故气体温度升高，则气体分子的速率分布曲线会发生变化，故D项错误。

本题答案为：

C。

（2）从

（1）的分析中，知内能减小的过程为B到C。

B到C和D到A为绝热过程，无热量交换，若在A到B过程中吸收63kJ的热量,在C®

D过程中放出38kJ的热量，则整个过程热量交换Q总=Q吸-Q放=25kJ，整个循环中内能变化量ΔU=0，由ΔU=Q+W知W=-25kJ，即整个过程对外做的功为25kJ。

（3）A®

B过程为等温过程，由

得

则由关系式

，代入数据可得气体在B状态时单位体积内的分子为:

19.【答案】

（1）Q－0.1p0SL＋0.1LG　

（2）1.1T0

（1）密封气体的压强p＝p0－（G/S）

密封气体对外做功W＝pS×

0.1L

由热力学第一定律得ΔU＝Q－W

得ΔU＝Q－0.1p0SL＋0.1LG

（2）该过程是等压变化，由盖—吕萨克定律有

解得T＝1.1T0

20.【答案】

（1）

（2）

（1）在气体由压缩

下降到

的过程中，气体体积不变，温度由

变为

，由查理定律得

在气体温度由

的过程中，体积由V减小到

，气体压强不变，由盖—吕萨克定律得

解得,

（2）在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为

在这一过程中，气体内能的减少为

由热力学第一定律得，气缸内气体放出的热量为

解得