专题33 物态与物态变化 热力学定律

专题33 物态与物态变化 热力学定律

课时安排：2课时

教学目标：1．知道热力学第一定律的内容，会讨论物体内能的变化情况2．知道热力学第二定律的内容，了解热传导的方向性 3．能够运用所学知识分析解决有关的热现象 本讲重点：热力学第一定律，物体内能的变化 本讲难点：1．热力学第一定律，物体内能的变化 2．热力学第二定律，热传导的方向性

考点点拨：1．关于物体的内能及内能变化――热力学第一定律 2．关于热传导的方向性――热力学第二定 第一课时

[来源:Z,xx,k.Com]3．热力学第一定律

（1）内容：__________________________________________________ （2）表达式：________________________________________________ （3）符号法则：_______________________________________________ 4热力学第二定律

内容：______________________________________________________ 表述一：____________________________________________________表述二：____________________________________________________ 5．能的转化和守恒定律

内容：____________________________________________________ 6．第一类永动机违背_________________________________________ 第二类永动机虽然不违背____________，但违背_________________

[来源:学科网ZXXK]二、高考要点精析

（一）关于物体的内能及内能变化――热力学第一定律 ☆考点点拨

内能：物体内所有分子动能和势能的总和，它是由大量分子的热运动和分子的相对位置所决定的能。要同时考虑做功和热传递两个途径来确定内能的变化。即根据能量守恒定律，热力学第一定律来分析，先弄清楚能量的转化关系和转化的方向，即物体是吸热还是放热，是物体对外做功还是外界对物体做功，最后判断内能是增加还是减小．例如有些固体溶解为液体，无法判断分子势能的变化，则只能运用第二种方法分析。 【例1】 关于物体的内能．正确的说法是（ ） A.温度、质量相同的物体具有相等的内能 B．物体的内能与物体的体积有关

C．机械能越大的物体，内能也一定越大

D．温度相同的两物体具有相同的内能 解析：物体内所有分子的动能与势能之和叫内能，温度相同，分子平均动能相同；质量相同，分子个数不一定相同，还有分子势能，故A、D不正确，机械能大的物体内能不一定大，故C不正确。答案：B

【例2】 一定质量的气体从外界吸收了4. 2 × 105 J的热量．同时气体对外做了6×105J的功，问：（1）物体的内能变化了多少？（2）分子势能是增加还是减少？（3）分子动能如何变化？

解析：可根据热力学第一定律：?E= W+Q定量分析。 （1）因气体从外界吸收热量，所以Q=4. 2 × 105 J 气体对外做功6×105J，则外界对气体做功W= –6×105J

据热力学第一定律?E= W+Q得?E = –6×10+4. 2 × 10 J= –1.8× 10 J

所以物体内能减少了1. 8 ×10J.

（2）因为气体对外做功，体积膨胀．分子间距离增大了，分子力做负功，气体的分子势能增加了．

（3）因为气体内能减少了，而分子势能增加了，所以分子动能必然减少了．且分子动能的减少量一定大于分子势能的增量。

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☆考点精炼

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1．有一个小气泡从水池底缓慢地上升，气泡跟水不发生热传递，而气泡内气体体积不断增

大，小气泡上升过程中（ ）

A．由于气泡克服重力做功，内能减少

B．由于重力和浮力的合力对气泡做功，内能增加 C．由于气泡内气体膨胀做功，内能增加 D．由于气泡内气体膨胀做功，内能减少 2．下列关于热现象的说法．正确的是（ ）A．外界对物体做功．物体的内能一定增加 B．气体的温度升高，气体的压强一定增大

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C．任何条件下，热量都不会由低温物体传递到高温物体

D．任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能

3．如图所示．气缸放置在水平地面上，质量为m的活塞将气缸分成甲、乙两气室，两气室充有气体，汽缸、活塞是绝热的且不漏气．开始活塞被销钉固定，现将销钉拔掉、活塞最终静止在据原位置下方h处，设活塞移动前后甲气体内能的变化量为?E，不计气体重心改变的影响，下列说法的是（ ）

A．?E=mgh B．?E> mgh

C．?E

第二课时

乙 h 甲 （二）关于热传导的方向性――热力学第二定律

☆考点点拨

（1）热传导的方向性。热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行（热量会自发地从高温物体传给低温物体），但是向相反的方向却不能自发地进行。

（2）第二类永动机不可能制成。我们把没有冷凝器，只有单一热源，从单一热源吸收热量全部用来做功，而不引起其它变化的热机称为第二类永动机。这表明机械能和内能的转化过程具有方向性：机械能可以全部转化成内能，内能却不能全部转化成机械能。

（3）热力学第二定律。表述：①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（按热传导的方向性表述）。②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（按机械能和内能转化过程的方向性表述）。③第二类永动机是不可能制成的。 热力学第二定律使人们认识到：自然界种进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。它揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，使得它成为独立于热力学第一定律的一个重要的自然规律。

☆考点精炼

4．关于对永动机的认识，下列说法正确的是：

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A．第一类永动机和第二类永动机都违背了能量守恒定律，所以都不可能制成

B．第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机没有违背能量守恒定律，因此，随着科学技术的迅猛发展，第二类永动机是可以制成的。

C．第一类永动机违反了热力学第一定律，第二类永动机违反了热力学第二定律，这两类永动机都不可能制成。

D．两类永动机的实质和工作原理是相同的，都是人们的美好设想，是永远不会实现的。

考点精炼参考答案 1．D 2．D 3．B

4．C 解析：第一类永动机违背了能量守恒定律，不可能制成；第二类永动机违反了热力学第二定律，也不能制成。

三、考点落实训练 1．下列说法中正确的是

A．物体吸热后温度一定升高

B．物体温度升高一定是因为吸收了热量 C．0℃的冰化为0℃的水的过程中内能不变 D．100℃的水变为100℃的水汽的过程中内能增大

5．做功和热传递都能够改变物体的内能。在下列改变物体内能的方法中，属于做功过程的是（ ）

A．燃气炉火上的壶水逐渐升温的过程 B．柴油机气缸内气体被压缩的过程

C．物体在阳光下被晒热的过程

D．把烧红的铁块投入水中使铁块温度降低的过程

6．根据热力学第二定律判断，下列说法正确的是（ ） A．内能可以自发的转变成机械能 B．扩散的过程完全可逆的。

C．火力发电时，燃烧物质的内能不可以全部转化为电能 D．热量不可能自发的从低温物体传递到高温物体

考点落实训练参考答案

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