（2021新人教版）高中物理选择性必修第三册第3章 章末综合提升讲义.doc

1、巩固层巩固层知识整合知识整合 提升层提升层能力强化能力强化 热力学第一定律及热力学第一定律及 其应用其应用 1公式：公式：UQW。 2注意各物理量符号和理想气体的特点注意各物理量符号和理想气体的特点 (1)各物理量符合的意义各物理量符合的意义 物理量物理量UWQ 大于零大于零物体的内能增加物体的内能增加外界对物体做功外界对物体做功物体吸热物体吸热 小于零小于零物体的内能减少物体的内能减少物体对外界做功物体对外界做功物体放热物体放热 等于零等于零物体物体的的内能不变内能不变 物体对外界物体对外界(或外界对物或外界对物 体体)不做功不做功 物体与外界绝热物体与外界绝热 (2)应用热力学第一定律应注

2、意的问题应用热力学第一定律应注意的问题 只有绝热过程只有绝热过程 Q0，UW，用做功可判断内能的变化用做功可判断内能的变化。 只有在气体体积不变时只有在气体体积不变时，W0，UQ，用吸热用吸热、放热情况可判断内能的变化放热情况可判断内能的变化。 若物体内能不变若物体内能不变，即即U0，W 和和 Q 不一定等于零不一定等于零，而是而是 WQ0，功和热量功和热量 符号相反符号相反，大小相等大小相等，因此判断内能变化问题一定要全面考虑因此判断内能变化问题一定要全面考虑。 对于气体对于气体，做功做功 W 的正负一般要看气体体积变化的正负一般要看气体体积变化情况情况，气体体积缩小气体体积缩小，W0； 气

3、体体积增大气体体积增大，W0。 【例【例 1】(多选多选)对于一定质量的理想气体对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是下列说法正确的是() A若气体的压强和体积都不变若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变其内能也一定不变 B若气体的温度不断升高若气体的温度不断升高，其压强也一定不断增大其压强也一定不断增大 C若气体温度升高若气体温度升高 1 K，其等容过程所吸收的热量一定小于等压过程所吸收的热其等容过程所吸收的热量一定小于等压过程所吸收的热 量量 D在完全失重状态下在完全失重状态下，气体的压强为零气体的压强为零 思路点拨：思路点拨：(1)由由pV T C 可知可知，P、V、T 三者的变化

4、关系。三者的变化关系。 (2)利用利用UWQ 可以判定可以判定 W、Q、U 的变化的变化，还要注意符号法则。还要注意符号法则。 AC一定质量的理想气体的内能仅与温度有关一定质量的理想气体的内能仅与温度有关，若气体的压强和体积都不变若气体的压强和体积都不变，则则 温度不变温度不变，其内能也一定不变其内能也一定不变，A 正确正确；由由pV T C 知知，气体的温度不断升高气体的温度不断升高，压强不一压强不一 定增大定增大，B 错误；根据热力学第一定律有错误；根据热力学第一定律有UQW，气体温度升高气体温度升高 1 K，U 相同相同， 等容过程等容过程 W0，等压过程等压过程，体积增大体积增大，则则

5、 W0，故等容过程所吸收的热量一定小于等故等容过程所吸收的热量一定小于等 压过程所吸收的热量压过程所吸收的热量，C 正确正确；气体的压强是由于分子不断撞击器壁而产生的气体的压强是由于分子不断撞击器壁而产生的，与是否与是否 失重无关失重无关，D 错误。错误。 一语通关一语通关 (1)对于气体要抓住体积对于气体要抓住体积 V 变化是做功的标志变化是做功的标志(气体自由膨胀除外气体自由膨胀除外，一般情况下一般情况下，V 变大变大，气体对外做功气体对外做功，W0，反之反之，气体对内做功气体对内做功，W0)。 (2)对于理想气体要抓住温度对于理想气体要抓住温度 T 变化是内能变化的标志变化是内能变化的标

6、志(T 升高升高，内能增加内能增加U0， 反之反之，内能减少内能减少U0)。 热力学第二定律热力学第二定律 及其应用及其应用 1热力学第二定律的几种表现形式热力学第二定律的几种表现形式 (1)传热具有方向性传热具有方向性 两个温度不同的物体进行接触时两个温度不同的物体进行接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体热量会自发地从高温物体传给低温物体，而低温而低温 物体不可能自发地将热量传给高温物体物体不可能自发地将热量传给高温物体。要实现低温物体向高温物体传递热量要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借必须借 助外界的帮助助外界的帮助，来产生其他影响或引起其他变化来产生其他影响或引起其他变化。

7、(2)气体的扩散现象具有方向性气体的扩散现象具有方向性 两种不同的气体可以自发地进入对方两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混但这种均匀的混 合气体合气体，绝不会自发地分开绝不会自发地分开，成为两种不同的气体成为两种不同的气体。 (3)机械能和内能的转化过程具有方向性机械能和内能的转化过程具有方向性 物体在水平面上运动物体在水平面上运动，因摩擦而逐渐停下来因摩擦而逐渐停下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出但绝不可能出现物体吸收原来传递出 去的热量后去的热量后，在地面上重新运动起来在地面上重新运动起来。 (4)气体向真空膨胀具有方向性气体

8、向真空膨胀具有方向性 气体可自发地向真空容器膨胀气体可自发地向真空容器膨胀，但绝不可能出现气体自发地再从容器中流回但绝不可能出现气体自发地再从容器中流回，使容使容 器变为真空器变为真空。 2深刻理解热力学第二定律的内涵深刻理解热力学第二定律的内涵 掌握热力学第二定律时掌握热力学第二定律时，要注意理解其本质要注意理解其本质，即热力学第二定律是对宏观自然过程即热力学第二定律是对宏观自然过程 进行方向的说明进行方向的说明。凡是对这种宏观自然过程进行方向的说明凡是对这种宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定都可以作为热力学第二定 律的表述律的表述。本章对热力学第二定律的表述很多本章对热力学

9、第二定律的表述很多，这些不同形式的表述都是等价的这些不同形式的表述都是等价的。 【例【例 2】(多选多选)下列说法正确的是下列说法正确的是() A冰箱能使热量从低温物体传给高温物体冰箱能使热量从低温物体传给高温物体， ，因此不遵循热力学第二定律因此不遵循热力学第二定律 B空调工作时消耗的电能比室内温度降低所放出的热量要多空调工作时消耗的电能比室内温度降低所放出的热量要多 C自发的热传导是不可逆的自发的热传导是不可逆的 D可以通过给物体加热而使它运动起来可以通过给物体加热而使它运动起来，但不产生其他影响但不产生其他影响 思路点拨：思路点拨：(1)看能否自发完成。看能否自发完成。 (2)看是否有其

10、他影响或变化。看是否有其他影响或变化。 BC有外界的帮助和影响有外界的帮助和影响，热量可以从低温物体传给高温物体热量可以从低温物体传给高温物体，空调消耗的电能空调消耗的电能 必大于室内温度降低所放出的热量必大于室内温度降低所放出的热量，A 错误错误，B 正确正确；不可能通过给物体加热而使它运不可能通过给物体加热而使它运 动起来但不产生其他影响动起来但不产生其他影响，这违背了热力学第二定律这违背了热力学第二定律，D 错误错误，C 正确。正确。 一语通关一语通关 (1)自然界中一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性自然界中一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，都是不可逆的。都是不可逆的。 (2)

11、理解的关键是理解的关键是“自发自发”和和“不产生其他影响不产生其他影响”。 培养层培养层素养升华素养升华 如图所示如图所示，喷雾器内有喷雾器内有 10 L 水水，上部封闭有上部封闭有 1 atm 的空气的空气 2 L。关闭喷雾阀门关闭喷雾阀门，用用 打气筒向喷雾器内再充入打气筒向喷雾器内再充入 1 atm 的空气的空气 3 L(设外界环境温度一定设外界环境温度一定，空气可看作理想气空气可看作理想气 体体)。 设问探究设问探究 1当水面上方气体温度与外界温度相等时当水面上方气体温度与外界温度相等时， ，求气体压强求气体压强，并从微观上解释气体压并从微观上解释气体压 强变化的原因强变化的原因。 2

12、打开喷雾阀门打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还此过程气体是吸热还 是放热？简要说明理由是放热？简要说明理由。 提示：提示：1以喷雾器内封闭的气体和被充入的气体为研究对象以喷雾器内封闭的气体和被充入的气体为研究对象，设气体初态压强设气体初态压强为为 p1，体积为体积为 V1；末态压强为；末态压强为 p2，体积为体积为 V2，由玻意耳定律由玻意耳定律，得得 p1V1p2V2。 代入数据得代入数据得 p22.5 atm。 微观解释微观解释： 影响气体压强的两个微观因素影响气体压强的两个微观因素： 一是分子平均动能一是分子平均动能；

13、二是分子的数密度二是分子的数密度。 温度不变温度不变，分子平均动能不变分子平均动能不变，体积减小体积减小，单位体积内分子数增加单位体积内分子数增加，所以压强增加。所以压强增加。 2吸热吸热。气体对外做功而内能不变气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律 根据热力学第一定律UWQ 可知气体吸可知气体吸 热。热。 深度思考深度思考如图所示如图所示，一定质量的理想气体一定质量的理想气体，由状态由状态 a 经过经过 ab 过程到达状态过程到达状态 b 或者经过或者经过 ac 过程到达状态过程到达状态 c。设气体在状态设气体在状态 b 和状态和状态 c 的温度分别为的温度分别为 Tb和和 Tc，在过在

14、过程程 ab 和和 ac 中吸收的热量分别为中吸收的热量分别为 Qab和和 Qac。则则() ATbTc，QabQac BTbTc，QabQac CTbTc，QabQac DTbTc，QabQac C由理想气体状态方程知由理想气体状态方程知2p0V0 Tc p0V0 Ta p02V0 Tb ，故故 TcTb；过程过程 ab 和和 ac 中内能中内能 改变量相同改变量相同，ac 过程气体体积不变过程气体体积不变，做功为做功为 0，W10，ab 过程气体体积增大过程气体体积增大，气体对气体对 外做功外做功 W20，由热力学第一定律由热力学第一定律 QWU 知知 QacQab，选项选项 C 正确。正确。