1、第3讲 热力学定律与能量守恒考点考点1 1 热力学第一定律热力学第一定律1.1.改变物体内能的两种方式改变物体内能的两种方式(1)_;(2)_.(1)_;(2)_.2.2.热力学第一定律热力学第一定律(1)(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的_与外界对它所做的功的和与外界对它所做的功的和.(2)(2)表达式：表达式：U=_.U=_.做功做功热传递热传递热量热量Q+WQ+W1.1.改变内能的两种方式的比较改变内能的两种方式的比较方式名称方式名称比较项目比较项目做做 功功热传递热传递区区别别内能变化内能变化情况情况从运动形从运动形式
2、上看式上看从能量的从能量的角度看角度看能的性质能的性质变化情况变化情况相互联系相互联系外界对物体做功，物体的内外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，能增加；物体对外界做功，物体的内能减少物体的内能减少物体吸收热量，内能增加物体吸收热量，内能增加物体放出热量，内能减少物体放出热量，内能减少做功是宏观的机械运动向做功是宏观的机械运动向物体的微观分子热运动的物体的微观分子热运动的转化转化热传递则是通过分子之间的相热传递则是通过分子之间的相互作用，使同一物体的不同部互作用，使同一物体的不同部分或不同物体间的分子热运动分或不同物体间的分子热运动发生变化，是内能的转移发生变化，是内能的转移做功是
3、其他形式的能与内能做功是其他形式的能与内能相互转化的过程相互转化的过程能的性质发生了变化能的性质发生了变化不同物体间或同一物体不同不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移部分之间内能的转移能的性质不变能的性质不变做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的2.U=W+Q2.U=W+Q中正、负号法则中正、负号法则意义意义符号符号WQ+-U物物量量理理外界对物体做功外界对物体做功物体吸收热量物体吸收热量内能增加内能增加物体对外界做功物体对外界做功物体放出热量物体放出热量内能减少内能减少3.U=Q+W3.U=Q+W的三种特殊情况的
4、三种特殊情况(1)(1)若过程是绝热的，则若过程是绝热的，则Q=0,W=U,Q=0,W=U,外界对物体做的功等于物体外界对物体做的功等于物体内能的增加内能的增加.(2)(2)若过程是等容的，即若过程是等容的，即W=0,Q=UW=0,Q=U，物体吸收的热量等于物体，物体吸收的热量等于物体内能的增加内能的增加.(3)(3)若过程是等温的，即若过程是等温的，即UU0 0，则，则W+Q=0W+Q=0或或W=-QW=-Q，外界对物体，外界对物体做的功等于物体放出的热量做的功等于物体放出的热量.4.4.对温度、内能、热量和功的三点说明对温度、内能、热量和功的三点说明(1)(1)温度、内能、热量和功是热学中
5、相互关联的四个物理量温度、内能、热量和功是热学中相互关联的四个物理量.当物当物体的内能改变时，温度不一定改变体的内能改变时，温度不一定改变.只有当通过热传递改变物体内只有当通过热传递改变物体内能时才会有热量传递，但能的形式没有发生变化能时才会有热量传递，但能的形式没有发生变化.(2)(2)热量是热传递过程中的特征物理量，和功一样是过程量，热量是热传递过程中的特征物理量，和功一样是过程量，离开过程谈热量毫无意义离开过程谈热量毫无意义.就某一状态而言，只有就某一状态而言，只有“内能内能”，根本，根本不存在不存在“热量热量”和和“功功”，因此不能说一个系统中含有，因此不能说一个系统中含有“多少热多少
6、热量量”或或“多少功多少功”.(3)(3)物体的内能大，并不意味着物体一定会对外做功或向外传递热物体的内能大，并不意味着物体一定会对外做功或向外传递热量量.只有物体的内能变化较大时，做的功或传递的热量才会多只有物体的内能变化较大时，做的功或传递的热量才会多.考点考点2 2 热力学第二定律热力学第二定律1.1.热力学第二定律的两种表述热力学第二定律的两种表述(1)(1)克劳修斯表述：不可能使热量从低温物体传到高温物体克劳修斯表述：不可能使热量从低温物体传到高温物体,而而_._.(2)(2)开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做
7、功，而而_._.或表述为或表述为“_永动机是不可能制成永动机是不可能制成的的.”.”第二类第二类不引起其他变化不引起其他变化不引起其他变化不引起其他变化2.2.用熵的概念表示热力学第二定律用熵的概念表示热力学第二定律在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会_(_(填填“增增大大”或或“减小减小”).).3.3.热力学第二定律的微观意义热力学第二定律的微观意义一切自发过程总是沿着分子热运动的一切自发过程总是沿着分子热运动的_增大的方向进行增大的方向进行.减小减小无序性无序性1.1.在热力学第二定律的表述中，在热力学第二定律的表述中，“自发地自发地”、“不产
8、生其他影不产生其他影响响”的涵义的涵义(1)“(1)“自发地自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助要借助外界提供能量的帮助.(2)“(2)“不产生其他影响不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响.如吸热、放如吸热、放热、做功等热、做功等.2.2.热力学第二定律的实质热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏
9、观过程的方向性程的方向性,进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性观过程都具有方向性.3.3.热力学过程方向性实例热力学过程方向性实例(1)(1)高温物体高温物体 低温物体低温物体(2)(2)功功 热热(3)(3)气体体积气体体积V V1 1 气体体积气体体积V V2 2(V(V1 1V0W0，下滑过程不与外界发生热交换，下滑过程不与外界发生热交换，Q=0Q=0，由热，由热力学第一定律力学第一定律U=W+QU=W+Q可知内能增大，可知内能增大，A A正确，正确，B B、C C、D D错误错误.【总结提升总结提升】判定物体内能变化
10、的方法判定物体内能变化的方法(1)(1)当做功和热传递两种过程同时发生时，内能的变化就要用热当做功和热传递两种过程同时发生时，内能的变化就要用热力学第一定律进行综合分析力学第一定律进行综合分析.(2)(2)做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，W W为负；为负；体积缩小，外界对气体做功，体积缩小，外界对气体做功，W W为正为正.(3)(3)与外界绝热，则不发生热传递，此时与外界绝热，则不发生热传递，此时Q=0.Q=0.(4)(4)如果研究对象是理想气体，则由于理想气体没有分子势能，如果研究对象是理想气体，则由于理想气体没有分子势能，所以当它
11、的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上，从宏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观上看就是温度发生了变化.热力学第二定律的应用热力学第二定律的应用【例证例证2 2】如图所示为电冰箱的工作原理示意图如图所示为电冰箱的工作原理示意图.压缩机工作时，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环.在蒸发器中制冷剂汽在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外箱体外.(1)(1)下列说法正确的是下列说法正确的是_A.A.热量可以自发
12、地从冰箱内传到冰箱外热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B.B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能因为其消耗了电能C.C.电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D.D.电冰箱的工作原理违反热力学第一定律电冰箱的工作原理违反热力学第一定律(2)(2)电冰箱的制冷系统从冰箱内吸收的热量与释放到外界的热量电冰箱的制冷系统从冰箱内吸收的热量与释放到外界的热量相比，有怎样的关系？相比，有怎样的关系？【解题指南解题指南】结合热力学第一定律、热力学第二定律的相关知结合热力学第一定律、热力学第二
13、定律的相关知识进行研究分析识进行研究分析.【自主解答自主解答】(1)(1)选选B B、C.C.热力学第一定律是热现象中内能与其热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能的转化和守恒定律的具体表现，适他形式能的转化规律，是能的转化和守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故用于所有的热学过程，故C C正确，正确，D D错误；错误；由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，除非有外界的影响或帮助物体，除非有外界的影响或帮助.电冰箱把热量从低温的内部传电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗
14、电能，故到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能，故B B正确，正确，A A错错误误.(2)(2)由热力学第一定律可知，电冰箱制冷系统从冰箱内吸收了热由热力学第一定律可知，电冰箱制冷系统从冰箱内吸收了热量，同时消耗了电能，释放到外界的热量比从冰箱内吸收的热量，同时消耗了电能，释放到外界的热量比从冰箱内吸收的热量多量多.【总结提升总结提升】解答本题的关键在于理解热力学第一、第二定律，解答本题的关键在于理解热力学第一、第二定律，特别是对第二定律应理解特别是对第二定律应理解“自发地自发地”和和“不产生其他影响不产生其他影响”的的涵义涵义.第第(1)(1)问中易错选问中易错选A.A.原因是误认为热量可
15、以自发地从冰箱内传到原因是误认为热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外，其实热量在从冰箱内传到冰箱外时，需要压缩机的帮冰箱外，其实热量在从冰箱内传到冰箱外时，需要压缩机的帮助，并消耗电能，并不是助，并消耗电能，并不是“自发地自发地”、“不产生其他影响不产生其他影响”.气体实验定律与热力学定律综合气体实验定律与热力学定律综合【例证例证3 3】(8(8分分)如图，体积为如图，体积为V V、内壁光滑的圆柱形导热汽缸顶部、内壁光滑的圆柱形导热汽缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；汽缸内密封有温度为有一质量和厚度均可忽略的活塞；汽缸内密封有温度为2.4T2.4T0 0、压、压强为强为1.2 p1.2 p0 0
16、的理想气体，的理想气体，p p0 0和和T T0 0分别为大气的压强和温度分别为大气的压强和温度.已知：已知：气体内能气体内能U U与温度与温度T T的关系为的关系为U=T,U=T,为正的常量；容器内气体的为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的所有变化过程都是缓慢的.求：求：(1)(1)汽缸内气体与大气达到平衡时的体积汽缸内气体与大气达到平衡时的体积V V1 1;(2)(2)在活塞下降过程中，汽缸内气体放出的热量在活塞下降过程中，汽缸内气体放出的热量Q.Q.【解题指南解题指南】可按以下思路分析此题：可按以下思路分析此题：【规范解答规范解答】(1)(1)在气体由在气体由p=1.2pp=1
17、.2p0 0下降到下降到p p0 0的过程中，气体体的过程中，气体体积不变，温度由积不变，温度由T=2.4 TT=2.4 T0 0变为变为T T1 1，由查理定律得，由查理定律得 (2(2分分)在气体温度由在气体温度由T T1 1变为变为T T0 0的过程中，体积由的过程中，体积由V V减小到减小到V V1 1，气体压强，气体压强不变，不变，由盖由盖吕萨克定律得吕萨克定律得解得解得 (2(2分分)01pTTp110TV,VT101T2T1VV2(2)(2)在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为W=pW=p0 0(V-V(V-V1 1)(1)(1分分)在这一过程
18、中，气体内能的减少为在这一过程中，气体内能的减少为U=(TU=(T1 1-T-T0 0)(1)(1分分)由热力学第一定律得，汽缸内气体放出的热量为由热力学第一定律得，汽缸内气体放出的热量为Q=W+U,(1Q=W+U,(1分分)解得解得 (1(1分分)答案：答案：(1)(1)001Qp VT21V2 0012p VT2【总结提升总结提升】气体实验定律与热力学定律的综合问题的处理方气体实验定律与热力学定律的综合问题的处理方法法(1)(1)气体实验定律研究对象是一定质量的理想气体气体实验定律研究对象是一定质量的理想气体.(2)(2)解决具体问题时，分清气体的变化过程是求解问题的关键，解决具体问题时，
19、分清气体的变化过程是求解问题的关键，根据不同的变化，找出与之相关的气体状态参量，利用相关规根据不同的变化，找出与之相关的气体状态参量，利用相关规律解决律解决.(3)(3)对理想气体，只要体积变化外界对气体对理想气体，只要体积变化外界对气体(或气体对外界或气体对外界)要做要做功功W=pVW=pV；只要温度发生变化，其内能要发生变化；只要温度发生变化，其内能要发生变化.(4)(4)结合热力学第一定律结合热力学第一定律U=W+QU=W+Q求解问题求解问题.1.(20111.(2011福建高考福建高考)一定量的理想气体在某一过程中，从外界一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量吸收热量2.52.5
20、10104 4 J J，气体对外界做功，气体对外界做功1.01.010104 4 J J，则该理想，则该理想气体的气体的()()A.A.温度降低，密度增大温度降低，密度增大 B.B.温度降低，密度减小温度降低，密度减小C.C.温度升高，密度增大温度升高，密度增大 D.D.温度升高，密度减小温度升高，密度减小【解析解析】选选D.D.由热力学第一定律由热力学第一定律U=W+QU=W+Q，Q=2.5Q=2.510104 4 J J，W=W=-1.0-1.010104 4 J J，可知，可知UU大于零，气体内能增加，温度升高，大于零，气体内能增加，温度升高，A A、B B错；气体对外做功，体积增大，密
21、度减小，错；气体对外做功，体积增大，密度减小，C C错，错，D D对对.2.(20112.(2011大纲版全国卷大纲版全国卷)关于一定量的气体，下列叙述正确的关于一定量的气体，下列叙述正确的是是()()A.A.气体吸收的热量可以完全转化为功气体吸收的热量可以完全转化为功B.B.气体体积增大时，其内能一定减小气体体积增大时，其内能一定减小C.C.气体从外界吸收热量，其内能一定增加气体从外界吸收热量，其内能一定增加D.D.外界对气体做功，气体内能可能减小外界对气体做功，气体内能可能减小【解析解析】选选A A、D.D.如果气体等温膨胀，则气体的内能不变，吸收如果气体等温膨胀，则气体的内能不变，吸收热
22、量全部用来对外做功，热量全部用来对外做功，A A正确；当气体体积增大时，对外做功，正确；当气体体积增大时，对外做功，若同时吸收热量，且吸收的热量大于或等于对外做功的数值时，若同时吸收热量，且吸收的热量大于或等于对外做功的数值时，内能不会减小，所以内能不会减小，所以B B错误；若气体吸收热量同时对外做功，其错误；若气体吸收热量同时对外做功，其内能也不一定增加，内能也不一定增加，C C错误；若外界对气体做功同时气体向外放错误；若外界对气体做功同时气体向外放出热量，且放出的热量多于外界对气体所做的功，则气体内能出热量，且放出的热量多于外界对气体所做的功，则气体内能减小，所以减小，所以D D正确正确.
23、3.3.关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是()()A.A.第二类永动机违反能量守恒定律第二类永动机违反能量守恒定律B.B.如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C.C.外界对物体做功，则物体的内能一定增加外界对物体做功，则物体的内能一定增加D.D.做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的的观点来看这两种改变方式是有区别的【解析解析】选选D.D.第二类永动机违反热力学第二定律并不违反能量第
24、二类永动机违反热力学第二定律并不违反能量守恒定律，守恒定律，A A错误错误.由热力学第一定律可知吸收热量物体的内能由热力学第一定律可知吸收热量物体的内能不一定增加，不一定增加，B B错误错误.同理外界对物体做功，物体的内能也不一同理外界对物体做功，物体的内能也不一定增加，定增加，C C错误错误.做功和热传递都可以改变物体的内能，但做功做功和热传递都可以改变物体的内能，但做功是能量的转化，热传递是能量的转移，是能量的转化，热传递是能量的转移，D D正确正确.【总结提升总结提升】两类永动机的比较两类永动机的比较分类分类 第一类永动机第一类永动机 第二类永动机第二类永动机 设计要求设计要求 不需要任
25、何动力或燃不需要任何动力或燃料，却能不断地对外料，却能不断地对外做功的机器做功的机器 从单一热源吸收热从单一热源吸收热量，使之完全变成量，使之完全变成功，而不产生其他功，而不产生其他影响的机器影响的机器不可能不可能制成的原因制成的原因 违背能量守恒违背能量守恒 不违背能量守恒，不违背能量守恒，违背热力学第二定违背热力学第二定律律 4.4.关于热力学定律，下列说法正确的是关于热力学定律，下列说法正确的是()()A.A.在一定条件下物体的温度可以降到在一定条件下物体的温度可以降到0 K0 KB.B.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功C.C.吸收了热量的物体
26、，其内能一定增加吸收了热量的物体，其内能一定增加D.D.压缩气体总能使气体的温度升高压缩气体总能使气体的温度升高【解析解析】选选B.B.由热力学第三定律知，绝对零度不可能达到，由热力学第三定律知，绝对零度不可能达到，A A错；错；由热力学第二定律知，物体从单一热源吸收的热量可全部用于由热力学第二定律知，物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功，但是将产生其他影响，做功，但是将产生其他影响，B B对；物体吸收了热量，若全部用对；物体吸收了热量，若全部用于对外做功，其内能不变，于对外做功，其内能不变，C C错；压缩气体，若气体向外放热，错；压缩气体，若气体向外放热，气体的温度不一定升高，气体的温度不
27、一定升高，D D错错.5.(20125.(2012南京模拟南京模拟)(1)(1)下列说法正确的是下列说法正确的是_.(_.(填写选项前填写选项前的字母的字母)A.A.机械能和内能的转化具有方向性机械能和内能的转化具有方向性B.B.大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体C.C.第二类永动机不违反能量守恒定律，它是能制造出来的第二类永动机不违反能量守恒定律，它是能制造出来的D.D.当温度由当温度由2020变为变为4040时，物体分子的平均动能应变为原来时，物体分子的平均动能应变为原来的的2 2倍倍 (2)(2)如图所示的圆柱形汽缸固定于水平面上，如图所示的圆柱形汽缸固
28、定于水平面上，缸内用活塞密封一定质量的理想气体，已缸内用活塞密封一定质量的理想气体，已知汽缸的横截面积为知汽缸的横截面积为S S，活塞重为，活塞重为G G，大气压，大气压强为强为p p0 0.将活塞固定，使汽缸内气体温度升高将活塞固定，使汽缸内气体温度升高11，气体吸收的热量为，气体吸收的热量为Q Q1 1；如果让活塞可以缓慢自由滑动；如果让活塞可以缓慢自由滑动(活活塞与汽缸间无摩擦、不漏气，且不计气体的重力塞与汽缸间无摩擦、不漏气，且不计气体的重力)，也使汽缸内，也使汽缸内气体温度升高气体温度升高11，其吸收的热量为，其吸收的热量为Q Q2 2.简要说明简要说明Q Q1 1和和Q Q2 2哪
29、个大些哪个大些.求汽缸内气体温度升高求汽缸内气体温度升高11时活塞向上移动的高度时活塞向上移动的高度h.h.【解析解析】(1)(1)选选A.A.机械能和内能的转化具有方向性，机械能和内能的转化具有方向性，A A正确正确.大颗大颗粒的盐磨成细盐还是晶体，粒的盐磨成细盐还是晶体，B B错误错误.第二类永动机不违反能量守第二类永动机不违反能量守恒定律但违反热力学第二定律，制造不出来，恒定律但违反热力学第二定律，制造不出来，C C错误错误.当温度由当温度由2020变为变为4040时，物体分子的平均动能增加，但并不是变为原时，物体分子的平均动能增加，但并不是变为原来的来的2 2倍，倍，D D错误错误.(
30、2)(2)等容过程，吸收的热量，用于增加气体的内能，等容过程，吸收的热量，用于增加气体的内能，UU1 1=Q=Q1 1.等压过程，吸收的热量，用于增加气体的内能和对外做功，等压过程，吸收的热量，用于增加气体的内能和对外做功，222UWQ又又UU2 2=U=U1 1，则，则Q Q1 1Q Q2 2气体对外做功气体对外做功活塞向上移动的高度活塞向上移动的高度答案：答案：(1)A (2)(1)A (2)见解析见解析 20Wp SG h210QQhp SG210QQp SG6.(1)6.(1)下列说法正确的是下列说法正确的是_._.A.A.根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物根据热力学
31、第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体体，但不可能从低温物体传到高温物体B.B.固体小颗粒在液体中的布朗运动是由固体分子的无规则运动固体小颗粒在液体中的布朗运动是由固体分子的无规则运动引起的引起的C.C.物体的温度为物体的温度为00时，物体分子的平均动能为零时，物体分子的平均动能为零D.D.一定质量的理想气体，保持温度不变，压强随体积增大而减一定质量的理想气体，保持温度不变，压强随体积增大而减小的微观原因是气体分子的密集程度减小了小的微观原因是气体分子的密集程度减小了(2)(2)如图所示，质量可忽略不计的活塞将一定质量的理想气体密如图所示，质量可忽略不计的
32、活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸中，开始时活塞距汽缸底高度封在汽缸中，开始时活塞距汽缸底高度h h1 1=0.40 m,=0.40 m,此时气体的温此时气体的温度度T T1 1300 K.300 K.现缓慢给气体加热，活塞上升到距离汽缸底现缓慢给气体加热，活塞上升到距离汽缸底h h2 2=0.60 m0.60 m处，已知活塞面积处，已知活塞面积S=5.0S=5.01010-3-3 m m2 2,大气压强大气压强p p0 0=1.0=1.0 10105 5 Pa,Pa,不计活塞与汽缸之间的摩擦不计活塞与汽缸之间的摩擦.求当活塞上升到距汽缸底求当活塞上升到距汽缸底h h2 2时，气体的温度时，气
33、体的温度T T2 2；给气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收给气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q=420 JQ=420 J的热量，则气体增加的内能的热量，则气体增加的内能UU为多大？为多大？【解析解析】(1)(1)选选D.D.根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其他变化，物体传到高温物体而不引起其他变化，A A错；布朗运动是由于液错；布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的碰撞引起的，体分子对固体小颗粒的碰撞引起的，B B错；物体分子的平均动能错；物体分子的平均动能永远不会为零，永远不会为零，C C错；一定质量
34、的理想气体，温度不变，压强取错；一定质量的理想气体，温度不变，压强取决于分子密度，体积增大，分子密度减小，故压强减小，决于分子密度，体积增大，分子密度减小，故压强减小，D D正确正确.(2)(2)由盖由盖吕萨克定律得：吕萨克定律得：解得：解得：T T2 2=450 K=450 K气体对外做功为：气体对外做功为：W=-pW=-p0 0(h(h2 2-h-h1 1)S=-p)S=-p0 0V=-100 JV=-100 J由热力学第一定律得：由热力学第一定律得：U=W+Q=320 JU=W+Q=320 J答案：答案：(1)D (2)(1)D (2)450 K 450 K 320 J320 J1212
35、VVTT7.(20117.(2011江苏高考江苏高考)(1)(1)如图所示，一演示用的如图所示，一演示用的“永动机永动机”转轮转轮由由5 5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片叶片.轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水划水”，推动转，推动转轮转动轮转动.离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动转动.下列说法正确的是下列说法正确的是()()A.A.转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B
36、.B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C.C.转动的叶片不断搅动热水，水温升高转动的叶片不断搅动热水，水温升高D.D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量(2)(2)如图所示，内壁光滑的汽缸水平放置，如图所示，内壁光滑的汽缸水平放置，一定质量的理想气体被活塞密封在汽缸内，一定质量的理想气体被活塞密封在汽缸内，外界大气压强为外界大气压强为p p0 0.现对汽缸缓慢加热，气现对汽缸缓慢加热，气体吸收热量体吸收热量Q Q后，体积由后，体积由V V1 1增大为增大为V V2 2，则在此过程中，气体分子，
37、则在此过程中，气体分子平均动能平均动能_(_(选填选填“增大增大”、“不变不变”或或“减小减小”)，气体，气体内能变化了内能变化了_._.(3)(3)某同学在进行某同学在进行“用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量数据手册得知：油酸的摩尔质量M M0.283 kgmol0.283 kgmol-1-1，密度，密度=0.8950.89510103 3 kgmkgm-3-3.若若100100滴油酸的体积为滴油酸的体积为1 mL1 mL，则，则1 1滴油酸所能滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？形成的单分子油膜的面积约是多少？(取取
38、N NA A6.026.0210102323 mol mol-1-1，球的体积球的体积V V与直径与直径D D的关系为的关系为 结果保留一位有效数字结果保留一位有效数字)31VD6，【解题指南解题指南】解答本题时注意理解以下三点：解答本题时注意理解以下三点：(1)(1)“永动机永动机”转动时能量的来源；转动时能量的来源；(2)(2)影响理想气体内能大小的因素；影响理想气体内能大小的因素；(3)(3)油膜法估测分子大小的原理油膜法估测分子大小的原理.【解析解析】(1)(1)选选D.D.该该“永动机永动机”叶片进入水中，吸收热量而伸展叶片进入水中，吸收热量而伸展划水，推动转轮转动，离开水面后向空气
39、中放热，叶片形状迅划水，推动转轮转动，离开水面后向空气中放热，叶片形状迅速恢复，所以转动的能量来自热水，由于不断向空气释放热量，速恢复，所以转动的能量来自热水，由于不断向空气释放热量，所以水温逐渐降低，所以水温逐渐降低，A A、B B、C C错，错，D D对对.(2)(2)气体做等压变化，体积变大，温度升高，平均动能增大，内气体做等压变化，体积变大，温度升高，平均动能增大，内能的变化为能的变化为U=Q-pU=Q-p0 0(V(V2 2-V-V1 1).).(3)(3)一个油酸分子的体积一个油酸分子的体积分子直径为分子直径为单分子油膜的面积单分子油膜的面积代入数据得：代入数据得：S=1S=110
40、101 1 m m2 2答案：答案：(1)D (2)(1)D (2)增大增大 Q-pQ-p0 0(V(V2 2-V-V1 1)(3)1(3)110101 1 m m2 2AMVN3A6MDN831 10 mSD，8.(20128.(2012聊城模拟聊城模拟)如图所示，一直立的如图所示，一直立的汽缸用一质量为汽缸用一质量为m m的活塞封闭一定量的理想的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为气体，活塞横截面积为S S，汽缸内壁光滑且，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的，开始活塞被固定，打开固定螺栓缸壁是导热的，开始活塞被固定，打开固定螺栓K K，活塞下落，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在经过足够长时
41、间后，活塞停在B B点，已知点，已知AB=h,AB=h,大气压强为大气压强为p p0 0，重力加速度为重力加速度为g.g.(1)(1)求活塞停在求活塞停在B B点时缸内封闭气体的压强点时缸内封闭气体的压强.(2)(2)若周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热若周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量量Q.Q.【解析解析】(1)(1)设封闭气体的压强为设封闭气体的压强为p p，活塞受力平衡，活塞受力平衡p p0 0S+mg=pSS+mg=pS所以所以(2)(2)由于气体温度不变，则内能变化由于气体温度不变，则内能变化U=0.U=0.根据能量守恒定律，根据能量守恒定律，可知
42、：可知：Q=(pQ=(p0 0S+mg)hS+mg)h答案：答案：(1)(2)(p(1)(2)(p0 0S+mg)hS+mg)h0mgppS0mgpS9.(20129.(2012南昌模拟南昌模拟)(1)(1)用力拉活塞，使封闭在汽缸内的气体的用力拉活塞，使封闭在汽缸内的气体的体积迅速增大为原来的两倍，若汽缸不漏气，那么此时汽缸内体积迅速增大为原来的两倍，若汽缸不漏气，那么此时汽缸内气体压强气体压强p p2 2和原来的压强和原来的压强p p1 1相比较有相比较有()()A.pA.p2 2=p=p1 1/2 B.p/2 B.p2 2p p1 1/2/2C.pC.p2 2p p1 1/2 D./2
43、D.无法确定无法确定(2)(2)内壁光滑的导热汽缸竖直浸入在盛有冰水混合物的水槽中，内壁光滑的导热汽缸竖直浸入在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为用不计质量的活塞封闭压强为1.01.010105 5 Pa,Pa,体积为体积为2.02.01010-3-3m m3 3的理想气体，现在活塞上缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变的理想气体，现在活塞上缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半为原来的一半.求汽缸内气体的压强；求汽缸内气体的压强；若封闭气体的内能仅与温度有关，在上述过程中外界对气体若封闭气体的内能仅与温度有关，在上述过程中外界对气体做功做功145 J145 J，封闭气体吸收
44、还是放出热量？热量是多少？，封闭气体吸收还是放出热量？热量是多少？【解析解析】(1)(1)选选C.C.封闭在汽缸内的气体的体积迅速增大为原来封闭在汽缸内的气体的体积迅速增大为原来的两倍，气体对外做功，温度降低，的两倍，气体对外做功，温度降低，T T1 1T T2 2，由由 得，得，C C正确，正确，A A、B B、D D错误错误.(2)(2)此时气体做等温变化，此时气体做等温变化，p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2，则：则：由于温度不变，所以内能不变，即由于温度不变，所以内能不变，即U=0U=0由热力学第一定律得由热力学第一定律得Q+W=0,Q+W=0,所以所以Q=-W=-14
45、5 JQ=-W=-145 J放出热量放出热量答案：答案：(1)C (2)(1)C (2)2.02.010105 5Pa Pa 放出热量放出热量 145 J145 J112212p Vp VTT12pp2，51122p Vp2.0 10 PaV10.10.如图所示的如图所示的p-Vp-V图中图中,一定质量的理一定质量的理想气体由状态想气体由状态A A经过经过ACBACB过程至状态过程至状态B B，气，气体对外做功体对外做功280 J,280 J,吸收热量吸收热量410 J410 J；气体；气体又从状态又从状态B B经经BDABDA过程回到状态过程回到状态A A，这一过，这一过程中外界对气体做功程
46、中外界对气体做功200 J200 J，求：，求：(1)ACB(1)ACB过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)BDA(2)BDA过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？【解析解析】(1)ACB(1)ACB过程中过程中W W1 1=-280 J,Q=-280 J,Q1 1=410 J=410 J由热力学第一定律得由热力学第一定律得U UB B-U-UA A=W=W1 1+Q+Q1 1=130 J=130 J故故ACBACB过程气体的内能增加了过程气体的内能增加了130 J.13
47、0 J.(2)(2)因为一定质量的理想气体的内能只与温度有关，因为一定质量的理想气体的内能只与温度有关，BDABDA过程中过程中气体内能的变化量气体内能的变化量U UA A-U-UB B=-130 J=-130 J由题意知由题意知W W2 2=200 J=200 J，由热力学第一定律得，由热力学第一定律得U UA A-U-UB B=W=W2 2+Q+Q2 2,代入数值解得代入数值解得Q Q2 2=-330 J,=-330 J,即即BDABDA过程中气体放出热量过程中气体放出热量330 J.330 J.答案：答案：(1)(1)增加增加 130 J (2)130 J (2)放热放热 330 J33
48、0 J11.11.一定质量的理想气体由状态一定质量的理想气体由状态A A经状态经状态B B变为状态变为状态C C，其中，其中ABAB过程为等压变化，过程为等压变化，BCBC过程为等容变化过程为等容变化.已知已知V VA A=0.3m=0.3m3 3,T,TA A=T=TC C=300 K,T300 K,TB B=400 K.=400 K.(1)(1)求气体在状态求气体在状态B B时的体积时的体积.(2)(2)说明说明BCBC过程压强变化的微观原因过程压强变化的微观原因.(3)(3)设设ABAB过程气体吸收热量为过程气体吸收热量为Q Q1 1,BC,BC过程气体放出热量为过程气体放出热量为Q Q
49、2 2,比较比较Q Q1 1、Q Q2 2的大小并说明原因的大小并说明原因.【解析解析】(1)(1)设气体在状态设气体在状态B B时的体积为时的体积为V VB B,由盖由盖吕萨克定律得吕萨克定律得 代入数据得代入数据得V VB B=0.4 m=0.4 m3 3(2)(2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变化微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变化(降低降低)，气体分子平均动能变化，气体分子平均动能变化(减小减小)，导致气体压强变化，导致气体压强变化(减减小小).).ABABVVTT，(3)Q(3)Q1 1大于大于Q Q2 2;因为因为T TA A=T=TC C,故故A
50、AB B增加的内能与增加的内能与B BC C减少的内能相减少的内能相同，而同，而A AB B过程气体对外做功，过程气体对外做功，B BC C过程气体不做功，由热力过程气体不做功，由热力学第一定律可知学第一定律可知Q Q1 1大于大于Q Q2 2.答案：答案：(1)0.4 m(1)0.4 m3 3 (2)(2)见解析见解析(3)Q(3)Q1 1大于大于Q Q2 2,原因见解析原因见解析11醉翁亭记 1反复朗读并背诵课文，培养文言语感。2结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。3把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。4体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改
