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1、专题13.3 热力学定律与能量守恒定律1.知道改变内能的两种方式，理解热力学第一定律.2.知道与热现象有关的宏观物理过程的方向性，了解热力学第二定律.3.掌握能量守恒定律及其应用 知识点一 热力学第一定律1改变物体内能的两种方式(1)做功；(2)热传递。2热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增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：UQW。3UWQ中正、负号法则物理量WQU外界对物体做功物体吸收热量内能增加物体对外界做功物体放出热量内能减少知识点二 热力学第二定律的理解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
2、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。或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。2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减小(选填“增大”或“减小”)。3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无序性增大的方向进行。知识点三 能量守恒定律和两类永动机1能量守恒定律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另一种形式，或者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。2两类永动机(1)第一类永动机：不消耗任何能量，却源源不断地对外做功的机器。违背能量守恒定律，因此不可能实现。(2)第二
3、类永动机：从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他变化的机器。违背热力学第二定律，不可能实现。考点一 对热力学第一定律的理解【典例1】（2019新课标全国卷）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度_（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度_（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。 【举一反三】(2017全国卷)如图所示，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。
4、现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是()A气体自发扩散前后内能相同 B气体在被压缩的过程中内能增大C在自发扩散过程中，气体对外界做功 D气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变【方法技巧】1热力学第一定律的理解不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系。2几种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q0，WU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量。(2)若过程中不做功，即W0，则QU，物体吸收的热量等于
5、物体内能的增加量。(3)若过程的初、末状态物体的内能不变，即U0，则WQ0或WQ。外界对物体做的功等于物体放出的热量。(4)气体向真空中自由膨胀时不做功。【变式1】(2016全国卷)关于气体的内能，下列说法正确的是()A质量和温度都相同的气体，内能一定相同 B气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C气体被压缩时，内能可能不变 D一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加考点二 热力学第一定律与气体实验定律的综合【典例2】(2018全国卷)如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程、到达状态e。对此气体，下列说法正确的是()A过程中气体的压
6、强逐渐减小 B过程中气体对外界做正功C过程中气体从外界吸收了热量 D状态c、d的内能相等E状态d的压强比状态b的压强小【举一反三】(2017高考全国卷) 如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到初态a.下列说法正确的是()A在过程ab中气体的内能增加 B在过程ca中外界对气体做功C在过程ab中气体对外界做功 D在过程bc中气体从外界吸收热量E在过程ca中气体从外界吸收热量【变式2】（四川绵阳中学2019届模拟）如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如pV图中从a到b的直线所示。在此过程中()A气体温度一直
7、降低 B气体内能一直增加C气体一直对外做功 D气体一直从外界吸热E气体吸收的热量一直全部用于对外做功考点三 热力学第二定律的理解【典例3】（陕西西安交大附中2019届模拟）关于热力学定律，下列说法正确的是()A为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功C不可能使热量从低温物体传向高温物体D功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程【变式3】（湖北荆州中学2019届模拟）以下哪个现象不违背热力学第二定律()A一杯热茶在打开盖后，茶会自动变凉B没有漏气、没有摩擦的理想热机，其效率可能是100%C桶中浑浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自
8、动分离D热量自发地从低温物体传到高温物体E在地面上运动的物体逐渐停下来，机械能全部变为内能考点四 能量守恒定律和两类永动机【典例4】（宁夏银川一中2019届模拟）下列说法正确的是()A压缩气体总能使气体的温度升高B能量耗散过程中能量是守恒的C第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律D第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第一定律E能量耗散过程从能量转化的角度反映了自然界中的宏观过程具有方向性【变式4】（福建泉州五中2019届模拟）下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是()A第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律B能量耗散过程中能量不守恒C电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律D能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性E物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功