【创新设计】高考物理总复习 3-3-1-1 分子支理论 热力学定律与能量守恒

热力学第一定律能量守恒定律知识集结知识元热力学第一定律知识讲解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：ΔU＝Q＋W3．ΔU＝Q＋W中正、负号法则4．几种特殊情况（1）若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，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W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加量；（3）若过程的始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5．应用热力学第一定律应注意（1）热力学第一定律反映功、热量与内能改变量之间的定量关系：ΔU＝W＋Q，使用时注意符号法则(简记为：外界对系统取正，系统对外取负)．对理想气体，ΔU仅由温度决定，W仅由体积决定，绝热情况下，Q＝0（2）一般来说系统对外界做功，系统体积膨胀；外界对系统做功，系统体积则被压缩．但在某些特定条件下，例如气体自由膨胀(外界为真空)时，气体就没有克服外力做功．例题精讲热力学第一定律例1.下列说法正确的是（）A．气体温度升高，则每个气体分子的动能都将变大B．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力先增大后减小C．一定质量理想气体温度升高，则内能增大D．在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能一定增加例2.关于热力学定律，下列说法正确的是（）A．气体吸热后温度一定升高B．对气体做功可以改变其内能C．理想气体等压膨胀过程一定放热D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体例3.下列说法中正确的是（）A．一定量气体膨胀对外做功200J，同时从外界吸收120J的热量，则它的内能增大80JB．在使两个分子间的距离由很远（r>10-9m）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大C．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力D．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢例4.下列说法正确的是（）A．物体的温度升高，物体内每个分子的动能都会变大B．气体从外界吸收热量，气体的内能可能保持不变C．晶体均有固定的熔点，但未必有规则的形状D．第二类永动机不可能造成的根本原因在于其违反了能量守恒定律E．露珠呈球形是因为液体的表面张力的作用例5.下列说法正确的是（）A．分子间距离减小时，分子势能一定增大B．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点C．绝热压缩和等温压缩，气体内能均不变D．一定量的理想气体升高相同的温度，等压变化比等容变化吸收的热量多例6.有关分子的热运动和内能，下列说法正确的是（）A．物体的内能改变时温度不一定改变B．外界对物体做功，物体的内能必定增加C．一定质量的理想气体，温度不变，分子的平均动能不变D．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体E．物体的温度越高，每个分子的热运动都会越剧烈能量守恒定律知识讲解1.内容能量即不会凭空产生，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。

易错点32 热力学定律和能量守恒易错总结一、热力学第一定律1．改变内能的两种方式：做功与传热．两者对改变系统的内能是等价的．2．热力学第一定律：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．3．热力学第一定律的表达式：ΔU＝Q＋W.4．热力学第一定律的应用：(1)W的正负：外界对系统做功时，W取正值；系统对外界做功时，W取负值．(均选填“正”或“负”)(2)Q的正负：外界对系统传递的热量Q取正值；系统向外界传递的热量Q取负值．(均选填“正”或“负”)二、能量守恒定律1．探索能量守恒的足迹2．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其他形式，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．3．永动机不可能制成(1)第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器．(2)第一类永动机由于违背了能量守恒定律，所以不可能制成．一、热力学第二定律1．定义：在物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律．2．热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．阐述的是传热的方向性．3．热力学第二定律的开尔文表述：(1)热机①热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的化学能变成工作物质的内能；第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成机械能．②热机用于做功的热量一定小于它从高温热库吸收的热量，即W<Q.(2)热力学第二定律的开尔文表述：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．(该表述阐述了机械能与内能转化的方向性)．4．热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是等价的．(选填“等价”或“不等价”)三、热力学第一定律和热力学第二定律的比较1．两定律的比较【易错跟踪训练】易错类型：对物理概念理解不透彻1．（2021·重庆高三月考）关于内能，下列说法中正确的是（）A．两物体质量和温度都相同，则内能也相同B．物体吸收热量，内能一定增加C．功可以全部转化为热，热不可以全部转化为功D．热量从高温物体传递到低温物体的过程是不可逆的【答案】D【详解】A．两物体的质量、温度均相等，它们的内能却不一定相同，还与分子总数有关。

[高考导航]基础课1分子动理论内能知识点一、分子动理论的基本观点、阿伏加德罗常数1．物体是由大量分子组成的(1)分子很小：①直径数量级为10－10m。

②质量数量级为10－26～10－27kg。

(2)分子数目特别大：阿伏加德罗常数N A＝×1023mol－1。

2．分子的热运动(1)扩散现象：由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象。

温度越高，扩散越快。

(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的固体颗粒的永不停息地做无规则运动。

其特点是：①永不停息、无规则运动。

②颗粒越小，运动越明显。

③温度越高，运动越激烈。

3．分子间存在着相互作用力(1)分子间同时存在引力和斥力，实际表现的分子力是它们的合力。

(2)引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化得快。

知识点二、温度是分子平均动能的标志、内能1．温度一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。

2．两种温标摄氏温标和热力学温标。

关系：T＝t＋K。

3．分子的动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。

(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志。

(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。

4．分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能。

(2)分子势能的决定因素：微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；宏观上——决定于体积和状态。

5．物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，是状态量。

(2)对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。

(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。

(4)改变内能的方式知识点三、气体分子运动速率的统计分布气体和气体分子运动的特点知识点四、用油膜法估测分子的大小1．原理与操作2．注意事项(1)将所有的实验用具擦洗干净，不能混用。

(2)油酸酒精溶液的浓度以小于%为宜。

(3)浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。