物理總選考部分 熱學(xué) 13-4-1 強(qiáng)化 熱力學(xué)第一定律與能量守恒定律

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1、熱力學(xué)第一定律與能量守恒定律熱力學(xué)第一定律與能量守恒定律0101020203030404備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練 課堂互動(dòng)課堂互動(dòng) 題組剖析題組剖析 規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié) 課堂互動(dòng)課堂互動(dòng)1做功和熱傳遞的區(qū)別做功與熱傳遞在改變內(nèi)能的效果上是相同的，但是從運(yùn)動(dòng)形式、能量轉(zhuǎn)化的角度上看是不同的。做功是其他形式的運(yùn)動(dòng)和熱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化，是其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化；而熱傳遞則是熱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)移，是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。2三種特殊情況(1)若過(guò)程是絕熱的，則Q0，WU，外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量。(2)若過(guò)程中不做功，則W0，QU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量。(3)若過(guò)程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即U0，則WQ

2、0或WQ。外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量。課堂互動(dòng)課堂互動(dòng)3熱力學(xué)第一定律的符號(hào)規(guī)定 做功W吸、放熱Q內(nèi)能變化U外界對(duì)物體做功 W0物體對(duì)外界做功 W0物體向外界放出熱量 Q0物體內(nèi)能減少 U0易錯(cuò)辨析U=W+Q1(2018襄陽(yáng)模擬)(多選)下列對(duì)熱力學(xué)定律的理解正確的是()A可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?B由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時(shí)做功和熱傳遞一定會(huì)改變內(nèi)能 C空調(diào)機(jī)在制冷過(guò)程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量 D熱量不可能由低溫物體傳給高溫物體 E如果物體從外界吸收了熱量，物體的內(nèi)能也可能減少題組剖析題組剖析解析在引起其他變化

3、的情況下，從單一熱源吸收熱量可以將其全部變?yōu)楣?，選項(xiàng)A正確；由熱力學(xué)第一定律可知，當(dāng)W0，Q0時(shí)，UWQ可以等于0，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；空調(diào)機(jī)在制冷過(guò)程中消耗了電能，總體上是放出熱量，選項(xiàng)C正確；熱量可以由低溫物體傳給高溫物體，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；物體從外界吸收熱量，可能同時(shí)對(duì)外做功，如果對(duì)外做的功大于從外界吸收的熱量，則物體的內(nèi)能減少，選項(xiàng)E正確。答案ACE題組剖析題組剖析2(2018吉林長(zhǎng)春質(zhì)檢)(多選)下列各說(shuō)法正確的是()A氣體擴(kuò)散現(xiàn)象表明氣體分子間存在斥力 B對(duì)于同一理想氣體，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大 C熱量總是自發(fā)地從分子平均動(dòng)能大的物體傳遞到分子平均動(dòng)能小的物體 D用活塞壓縮汽缸內(nèi)的理想氣體，

4、對(duì)氣體做了3.0105 J的功，同時(shí)氣體向外界放出1.5105 J的熱量，則氣體內(nèi)能增加了1.5105 J E飽和汽壓與分子密度有關(guān)，與溫度無(wú)關(guān)解析氣體擴(kuò)散現(xiàn)象表明氣體分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，故對(duì)于同一理想氣體，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，選項(xiàng)B正確；分子的平均動(dòng)能大，則說(shuō)明物體的溫度高，熱量總是自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，選項(xiàng)C正確；用活塞壓縮汽缸內(nèi)的理想氣體，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，對(duì)氣體做了3.0105 J的功，同時(shí)氣體向外界放出1.5105 J的熱量，則氣體內(nèi)能增加了1.5105 J，選項(xiàng)D正確；飽和汽壓與溫度有關(guān)，且隨著溫度的升高而增大，選項(xiàng)E錯(cuò)

5、誤。答案BCD32017全國(guó)卷，33(1)(多選)如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過(guò)等容過(guò)程ab到達(dá)狀態(tài)b，再經(jīng)過(guò)等溫過(guò)程bc到達(dá)狀態(tài)c，最后經(jīng)等壓過(guò)程ca回到初態(tài)a。下列說(shuō)法正確的是()A在過(guò)程ab中氣體的內(nèi)能增加 B在過(guò)程ca中外界對(duì)氣體做功 C在過(guò)程ab中氣體對(duì)外界做功 D在過(guò)程bc中氣體從外界吸收熱量 E在過(guò)程ca中氣體從外界吸收熱量題組剖析題組剖析解析在過(guò)程ab中，體積不變，氣體對(duì)外界不做功，壓強(qiáng)增大，溫度升高，內(nèi)能增加，故選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；在過(guò)程ca中，氣體的體積縮小，外界對(duì)氣體做功，壓強(qiáng)不變，溫度降低，內(nèi)能變小，氣體向外界放出熱量，故選項(xiàng)B正確，E錯(cuò)誤；在過(guò)程bc中，溫

6、度不變，內(nèi)能不變，體積增大，氣體對(duì)外界做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體要從外界吸收熱量，故選項(xiàng)D正確。答案ABD42017全國(guó)卷，33(1)(多選)如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開(kāi)，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸。待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來(lái)的體積。假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣。下列說(shuō)法正確的是()A氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同 B氣體在被壓縮的過(guò)程中內(nèi)能增大 C在自發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功 D氣體在被壓縮的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功 E氣體在被壓縮的過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能不變題組剖析題組剖析解析因?yàn)槠?、活塞都是絕熱的，

7、隔板右側(cè)是真空，所以理想氣體在自發(fā)擴(kuò)散的過(guò)程中，既不吸熱也不放熱，也不對(duì)外界做功。根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體自發(fā)擴(kuò)散前后，內(nèi)能不變，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；氣體被壓縮的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大，又因?yàn)橐欢ㄙ|(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以氣體溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，選項(xiàng)B、D正確，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。答案ABD規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)反思總結(jié)應(yīng)用熱力學(xué)第一定律的三點(diǎn)注意(1)做功看體積：體積增大，氣體對(duì)外做功，W為負(fù)；體積縮小，外界對(duì)氣體做功，W為正。氣體向真空中自由膨脹，對(duì)外界不做功，W0。(2)與外界絕熱，則不發(fā)生熱傳遞，此時(shí)Q0。(3)由于理想氣體沒(méi)有分子勢(shì)能，所以當(dāng)它的內(nèi)能變化時(shí)

8、，主要體現(xiàn)在分子動(dòng)能的變化上，從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化。1木箱靜止于水平地面上，現(xiàn)在用一個(gè)80 N的水平推力推動(dòng)木箱前進(jìn)10 m，木箱受到的摩擦力為60 N，則轉(zhuǎn)化為木箱與地面系統(tǒng)的內(nèi)能U和轉(zhuǎn)化為木箱的動(dòng)能Ek分別是()AU200 J，Ek600 J BU600 J，Ek200 J CU600 J，Ek800 J DU800 J，Ek200 J備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練解析 由于木箱在推動(dòng)中受到滑動(dòng)摩擦力，其與相對(duì)位移的乘積為系統(tǒng)的內(nèi)能增量，即U6010 J600 J，由能量守恒定律可得EkW總U8010 J600 J200 J。故正確答案為B。答案B2如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a沿abc變

9、化到狀態(tài)c，吸收了340 J的熱量，并對(duì)外做功120 J。若該氣體由狀態(tài)a沿adc變化到狀態(tài)c時(shí)，對(duì)外做功40 J，則這一過(guò)程中氣體_(填“吸收”或“放出”)_J熱量。備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練吸收 260解析 由熱力學(xué)第一定律可得，該氣體由狀態(tài)a沿abc變化到狀態(tài)c的過(guò)程中內(nèi)能的變化量UWQ120 J340 J220 J，因此該氣體由狀態(tài)a沿adc變化到狀態(tài)c時(shí)，Q1UW1220 J(40 J)260 J，顯然此過(guò)程中氣體從外界吸收熱量。答案 吸收 260A過(guò)程ab中氣體一定吸熱B過(guò)程bc中氣體既不吸熱也不放熱C過(guò)程ca中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱Da、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最

10、小Eb和c兩個(gè)狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同3(2014全國(guó)卷)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始，經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其pT圖象如圖所示。下列判斷正確的是_。(填正確答案標(biāo)號(hào))備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練轉(zhuǎn)到解析備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練解析 對(duì)封閉氣體，由題圖可知ab過(guò)程，氣體體積V不變，沒(méi)有做功，而溫度T升高，則為吸熱過(guò)程，A項(xiàng)正確；bc過(guò)程為等溫變化，壓強(qiáng)減小，體積增大，對(duì)外做功，則為吸熱過(guò)程，B項(xiàng)錯(cuò)；ca過(guò)程為等壓變化，溫度T降低，內(nèi)能減少，體積V減小，外界對(duì)氣體做功，依據(jù)WQU，外界對(duì)氣體所做的功小于氣體所放的熱，C項(xiàng)錯(cuò)；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，TaTbTc，故D項(xiàng)正確；同種氣體的壓強(qiáng)由氣體的分子數(shù)密度和溫度T決定，由題圖可知TbTc，pbpc，顯然E項(xiàng)正確答案ADE轉(zhuǎn)回原題