高考物理一轮复习讲义练习第十五章　第3讲　热力学定律与能量守恒定律

这是一份高考物理一轮复习讲义练习第十五章　第3讲　热力学定律与能量守恒定律，共12页。试卷主要包含了热力学第一定律，热力学第二定律等内容，欢迎下载使用。
1．热力学第一定律
(1)改变物体内能的两种方式
①做功；②传热。
(2)热力学第一定律
①内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
②表达式：ΔU＝Q＋W。
③正、负号法则
2.能量守恒定律
(1)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其他形式，或者是从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
(2)条件性
能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的。
(3)第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律。
3．热力学第二定律
(1)热力学第二定律的两种表述
①克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
②开尔文表述：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。
(2)能量耗散：分散在环境中的内能不管数量多么巨大，它只不过能使地球大气稍稍变暖一点，却再也不能自动聚集起来驱动机器做功了。
1．绝热过程中，外界压缩气体做功20 J，气体的内能一定减少20 J。( × )
2．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变。( √ )
3．可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功。( √ )
4．热机中，燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变化。( × )
5．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量正在消失。( × )
6．利用河水的能量使船逆水航行的设想，符合能量守恒定律。( √ )
7．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－283 ℃。( × )
考点一 热力学第一定律的理解和应用
1．对热力学第一定律的理解
(1)做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，W为负；体积减小，外界对气体做功，W为正。
(2)与外界绝热，则既不从外界吸热，也不向外界放热，此时Q＝0。
(3)如果研究对象是理想气体，因理想气体忽略分子势能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化。
2．三种特殊情况
(1)若过程是绝热的，即Q＝0，则W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加。
(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。
(3)若过程的初、末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量。
【典例1】 (2024·重庆卷)某救生手环主要由高压气罐和气囊组成，气囊内气体视为理想气体。密闭气囊与人一起上浮的过程中，若气囊内气体温度不变，体积增大，则( D )
A．外界对气囊内气体做正功
B．气囊内气体压强增大
C．气囊内气体内能增大
D．气囊内气体从外界吸热
【解析】 气囊上浮过程，密闭气体温度不变，由玻意耳定律pV＝C可知，体积变大，则压强变小，气体对外做功，故A、B错误；气体温度不变，内能不变，ΔU＝0，气体对外做功，W0，需要从外界吸热，故C错误，D正确。
1．某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成，如图所示。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间的相互作用，则缸内气体( A )
A．对外做正功，分子的平均动能减小
B．对外做正功，内能增大
C．对外做负功，分子的平均动能增大
D．对外做负功，内能减小
解析：密闭于汽缸内的压缩气体膨胀对外做正功，即外界对气体做负功，因而W