专题33-物态与物态变化-热力学定律.doc

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[来源:Z,xx,k.Com]
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
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：____________________________________________________[来源:学科网ZXXK]
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_________________
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 = –6×105+4. 2 × 105 J= –1.8× 105 J
所以物体内能减少了1. 8 ×105J.
（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。
☆考点精炼[来源:学§科§网]
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（ ）[来源:Zxxk.Com]
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
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
h
甲
乙
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<mgh
D．以上三种均有可能

第二课时
（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：[来源:学,科,网Z,X,X,K]
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