(课标版)2020届高考物理二轮复习专题七第14讲选修3_3热学课件
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高考备考指南物理课件选修3-3第3讲热力学定律与能量守恒
考点 各个击破
03
核心 素养改造
04
配套训练
高考备考指南
1
选修3－3 热学(选考)
理科综合 物理
知识 梳理回顾
栏目索引
高考备考指南
理科综合 物理
一 热力学第一定律与能量守恒定律
1．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：ΔU＝___Q_＋__W____. (3)ΔU＝Q＋W中正、负号法则.
由 U＝kT 可知 ΔU＝kΔT，此处 ΔT 仅为数值．根据盖—吕萨克定律可得hT00S＝
h0－ΔhS T0－ΔT
解得 Q＝p0S－mg＋khT00Δh.
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选修3－3 热学(选考)
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理科综合 物理
练 1 在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先
后发生以下两种状态变化过程：第一种变化是从状态 A 到状态
【答案】ABE
选修3－3 热学(选考)
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理科综合 物理
【解析】气体经历过程 1，压强减小，体积变大，膨胀对外做功，内能减小，故
温度降低，选项 A、B 正确．气体在过程 2 中，根据理想气体状态方程pTV＝C，刚开
始时，体积不变，压强减小，则温度降低，对外放热；然后压强不变，体积变大，
膨胀对外做功，温度升高，吸热，选项 C、D 错误．无论是经过 1 过程还是 2 过程，
初、末状态相同，故内能改变量相同，选项 E 正确．
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选修3－3 热学(选考)
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理科综合 物理
思路 根据绝热既不吸热，也不放热，结合热力学第一定律 ΔU＝Q＋W， 即可判定．根据理想气体状态方程pTV＝C，结合过程 2 中，压强与体积的变化情况， 从而即可求解．依据初末状态的温度相同，从而确定内能改变量也相同．
高考物理-14十四、选修3-3 热学(可自主编辑word)
十四、选修3-3 热学知识点1 分力动理论内能热力学定律基础回扣1.分子动理论的三个观点(1)物质是由大量分子组成的。
①分子的大小:分子直径的数量级为10-10m。
分子直径的估测方法:油膜法。
②阿伏加德罗常数a.1 mol的任何物质中含有相同的分子数,用符号NA 表示,NA=6.02×1023mol-1。
b.NA 是联系宏观量和微观量的桥梁,NA=M molm分,NA=V molV分。
(该公式液体、固体能用,气体不能用)(2)分子永不停息地做无规则热运动①扩散现象:相互接触的不同物质互相进入对方的现象。
温度越高,扩散越快。
②布朗运动的特点:永不停息、无规则运动;颗粒越小,运动越剧烈;温度越高,运动越剧烈;运动轨迹不确定。
③布朗运动是由于固体小颗粒受到周围液体分子热运动的撞击力的不平衡而引起的,它是液体分子做无规则运动的间接反映。
课本中描绘出的图像是某固体颗粒每隔30秒的位置的连线,并不是该颗粒的运动轨迹。
(3)分子之间存在引力和斥力分子力和分子势能随分子间距离变化的规律如下:分子力F分子势能E p 变化图像随分子间距离的变化情况r<r0F引和F斥都随r的增大而减小,随r的减小而增大,F引<F斥,F表现为斥力r增大,分子力做正功,分子势能减小;r减小,分子力做负功,分子势能增加r>r0F引和F斥都随r的增大而减小,随r的减小而增大,F引>F斥,F表现为引力r增大,分子力做负功,分子势能增加;r减小,分子力做正功,分子势能减小r=r0F引=F斥,F=0分子势能最小,但不为零r>10r0(10-9m)F引和F斥都已十分微弱,可以认为F=0分子势能为零在图线表示F、Ep 随r变化规律中,要注意它们的区别:r=r处,F=0,Ep最小。
在读Ep-r图像时还应注意分子势能的“+”“-”值是参与比较大小的。
2.分子动能、分子势能和物体的内能分子动能分子势能内能定义分子无规则运动的动能分子间有作用力,由分子间相对位置决定的势能物体中所有分子的热运动的动能和分子势能的总和影响因素微观分子运动的快慢分子相对位置,分子力分子动能、分子势能、分子数宏观温度体积温度、体积、物质的量改变方式升高或降低温度增大或减小体积做功和热传递(二者实质不一样)说明:(1)温度是分子平均动能的标志;(2)温度、分子动能、分子势能及内能只对大量分子才有意义;(3)任何物体都具有内能;(4)体积增大,分子势能不一定增大。
高中物理人教新课标选修3-3课件：10.4热力学第二定律
物理 选修3-3
第十章 热力学定律
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练
二、热力学第二定律的克劳修斯表述 法国物理学家克劳修斯在 1850 年提出：热量不能自发地从
低温 物体传到______ 高温 物体．阐述的是热传递的_________ 方向性 ． ______
物理 选修3-3
第十章 热力学定律
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练
(2)热机的效率：热机输出的机械功 W 与燃料产生的热量 Q W 的比值．用公式表示为：η＝ . Q
物理 选修3-3
第十章 热力学定律
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练
单一热库 吸收热量，使之完全变 2．开尔文表述 ：不可能从 __________
成功，而不产生其他影响．(即机械能与内能转化具有方向性 ) 3．热力学第二定律的其他描述
ACD
物理 选修3-3
第十章 热力学定律
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练
理解热力学第二定律的方法 (1)理解热力学第二定律的实质，即自然界中进行的所有涉及 热现象的宏观过程都具有方向性．理解的关键在于“自发”和 “不引起其他变化”． (2)还要正确理解哪些过程不会达到 (100%的转化而不产生其 他影响 )．
物理 选修3-3
第十章 热力学定律
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练
根据热力学第二定律，下列判断正确的有( A．热机中燃气的内能不可能全部变成机械能 B．电流的能不可能全部变成内能 C．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变成电能
)
D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温 物体
物理 选修3-3
若热机从高温热源吸收热量 Q1， 其中一部分转化为对外所做 的机械功 W，另一部分热量 Q2 随废气排放到冷凝器中．根据能 W Q1－ Q2 量转化和守恒定律，应有 Q1＝W＋ Q2，热机效率 η＝ ＝ Q1 Q1 Q2 ＝ 1－ <1.可见，任何热机 (即使是理想热机，没有摩擦，也没有 Q1 漏气等能量损失 )都不可能把吸收的能量百分之百地转化成机械 能，总有一部分热量 Q2 散发到冷凝器中．也就是说，那种没有冷 凝器，只有单一热源，从这个单一热源吸收的热量能全部用来做 功而不引起其他变化的热机，也就是被称为第二类永动机的热机 是永远不可能制造成功的 .
第14讲 选修3-3 热学 高考物理(课标)复习专题
第14讲选修3-3 热学1.(1)下列说法中正确的是( )A.物体中分子热运动动能的总和等于物体的内能B.橡胶无固定熔点,是非晶体C.饱和汽压与分子密度有关,与温度无关D.热机的效率总小于100%E.对于同一种气体,温度越高,分子平均动能越大(2)在室温恒定的实验室内放置着如图所示的粗细均匀的L形管,管的两端封闭且管内充有水银,管的上端和左端分别封闭着长度均为L=15 cm的A、B两部分理想气体,已知竖直管内水银柱高度为H=20 cm,A部分气体的压强恰好等于大气压强。
对B部分气体进行加热到某一温度,保持A部分气体温度不变,水银柱上升h=5 cm(已知大气压强为76 cmHg,室温为300 K)。
试求:①水银柱升高后A部分气体的压强;②温度升高后B部分气体的温度。
答案(1)BDE (2)①114 cmHg②579.2 K解析(1)物体中分子热运动动能的总和与分子势能的总和等于物体的内能,故A错误;橡胶是非晶体,没有固定的熔点,故B正确;饱和汽压与温度有关,且随着温度的升高而增大,故C 错误;热机的效率无法达到100%,故D正确;温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子平均动能越大,故E正确。
(2)①设L形管的横截面积为S,水银柱上升前后A部分气体的压强分别为pA 和pA',气体A的温度并没有发生变化,由玻意耳定律可得pA LS=pA'(L-h)S解得pA'=114 cmHg②设水银柱上升前后B部分气体的压强分别为pB 和pB',温度分别是T和T',则p B =pA+H,pB'=pA'+h+H由理想气体状态方程可得(p A +H)L 0S T =(p A '+H+h)(L 0+h)ST'解得T'≈579.2 K2.(2019山东烟台模拟)(1)下列说法正确的是( )A.液晶具有液体的流动性,同时具有晶体的各向异性B.当两薄玻璃板间加有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开,这是由于水膜具有表面张力的缘故C.当环境的相对湿度为1时,则干湿泡湿度计的两个温度计读数一定相同D.用油膜法测出油酸分子的直径后,要测定阿伏加德罗常数,还需要知道油酸的密度和油酸的摩尔质量E.PM2.5是指环境空气中直径小于等于2.5 μm 的颗粒物。
高考物理总复习-热学讲义(选修33)
选修3－3 热学考纲下载(1)分子动理论的基本观点阿伏加德罗常数(Ⅰ)(2)用油膜法估测分子的大小(实验、探究)(Ⅰ)(3)布朗运动(Ⅰ)(4)分子热运动速率的统计分布规律(Ⅰ)(5)气体压强的微观解释(Ⅰ)@(6)温度和内能(Ⅰ)(7)晶体和非晶体晶体的微观结构(Ⅰ)(8)液晶(Ⅰ)(9)液体的表面张力(Ⅰ)(10)气体实验规律(Ⅰ)(11)理想气体(Ⅰ)(12)热力学第一定律(Ⅰ)(13)能源与可持续发展(Ⅰ)`考向前瞻预计在2016年高考中，对热学的考查仍集中在上述知识点上，气体部分有定量计算题，其他部分主要以定性分析的题目出现。
第1节分子动理论__内能分子动理论对应学生用书P181[必备知识]1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小,①分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10 m。
②分子的质量：数量级为10－26 kg。
(2)阿伏加德罗常数①1 mol的任何物质都含有相同的粒子数。
通常可取N A＝×1023mol－1。
②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。
2．分子模型物质有固态、液态和气态三种情况，不同物态下应将分子看成不同的模型。
(1)固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体形，如图1－1所示，分子间距等于小球的直径或立方体的棱长，所以d＝36Vπ(球体模型)或d＝3V(立方体模型)。
（图1－1(2)气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间。
如图1－2所示，此时每个分子占有的空间视为棱长为d 的立方体，所以d ＝3V 。
图1－2 [典题例析]空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。
某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V ＝×103 cm 3。
已知水的密度ρ＝×103 kg/m 3、摩尔质量M ＝×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝×1023 mol －1。
1.2.功和内能 热和内能
高中物理选修3-3课件
• 2．内能 • (1)内能的概念 • ①内能是描述热力学系统 自身状态 的物理 量． • ②在绝热过程中 做功 可以改变热力学系统 所处的状态． • (2)内能的变化 • 绝热过程中做功与内能的变化关系：ΔU ＝W. • 外界对系统做功，W为 正 ，系统对外界做功， W为 ．负
高中物理选修3-3课件
• ◎ 教材资料分析 • 〔演示〕——教材P50
• 压下活塞，观察筒底物品的变化
高中物理选修3-3课件
• 在有机玻璃筒底放置少量易燃物，例如硝化棉， 或浸过乙醚的棉花、火柴头等．迅速压下筒中 的活塞，观察筒底物品的变化． • 这个实验说明了什么？ • 【点拨】 这个实验说明了什么？ • 解析： 这个实验说明了活塞对气体做了功， 气体内能增加．活塞对气体做功，气体温度增 加，浸过乙醚的棉花着火点很低，因此燃烧起 来．
高中物理选修3-3课件
高中物理选修3-3课件
• 2．做功与内能变化的关系 • (1) 做功改变物体内能的过程是其他形式的能 (如机械能)与内能相互转化的过程． • (2) 在绝热过程中，外界对物体做多少功，就 有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能 就增加多少． • 3．功和内能的区别 • (1)功是过程量，内能是状态量． • (2) 在绝热过程中，做功一定能引起内能的变 化． • (3) 物体的内能大，并不意味着做功多．在绝 热过程中，只有内能变化越大时，对应着做功
高中物理选修3-3课件
• 解析： 绝热过程是指气体膨胀过程未发生热 传递，膨胀过程气体体积增大，外界对气体做 的功 W<0 ，由 ΔU ＝ U2 － U1 ＝ W 可知，气体内 能减小．由于气体分子间的势能忽略，故气体 分子的平均动能减小．故D正确． • 答案： D
• 2．内能 • (1)内能的概念 • ①内能是描述热力学系统 自身状态 的物理 量． • ②在绝热过程中 做功 可以改变热力学系统 所处的状态． • (2)内能的变化 • 绝热过程中做功与内能的变化关系：ΔU ＝W. • 外界对系统做功，W为 正 ，系统对外界做功， W为 ．负
高中物理选修3-3课件
• ◎ 教材资料分析 • 〔演示〕——教材P50
• 压下活塞，观察筒底物品的变化
高中物理选修3-3课件
• 在有机玻璃筒底放置少量易燃物，例如硝化棉， 或浸过乙醚的棉花、火柴头等．迅速压下筒中 的活塞，观察筒底物品的变化． • 这个实验说明了什么？ • 【点拨】 这个实验说明了什么？ • 解析： 这个实验说明了活塞对气体做了功， 气体内能增加．活塞对气体做功，气体温度增 加，浸过乙醚的棉花着火点很低，因此燃烧起 来．
高中物理选修3-3课件
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• 2．做功与内能变化的关系 • (1) 做功改变物体内能的过程是其他形式的能 (如机械能)与内能相互转化的过程． • (2) 在绝热过程中，外界对物体做多少功，就 有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能 就增加多少． • 3．功和内能的区别 • (1)功是过程量，内能是状态量． • (2) 在绝热过程中，做功一定能引起内能的变 化． • (3) 物体的内能大，并不意味着做功多．在绝 热过程中，只有内能变化越大时，对应着做功
高中物理选修3-3课件
• 解析： 绝热过程是指气体膨胀过程未发生热 传递，膨胀过程气体体积增大，外界对气体做 的功 W<0 ，由 ΔU ＝ U2 － U1 ＝ W 可知，气体内 能减小．由于气体分子间的势能忽略，故气体 分子的平均动能减小．故D正确． • 答案： D
选修3-3 热学(课件)
若以 μ 表示水的摩尔质量，V 表示在标准状况下水蒸气的摩 尔体积，ρ 为在标准状况下水蒸气的密度，NA 为阿伏加德罗常数， M、V0 表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：①NA Vρ ＝ M μ ②ρ＝ NA V0 μ ③M＝ NA V ④V0＝ 其中( NA )
A. ①和②都是正确的 C. ③和④都是正确的
(1)关于气球内气体的压强，下列说法正确的是(
A. 大于大气压强 B. 是由于气体重力而产生的 C. 是由于气体分子之间的斥力而产生的 D. 是由于大量气体分子的碰撞而产生的
)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(2)在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，球内气体温
度可视为不变．下列说法正确的是( ) A. 球内气体体积变大 B. 球内气体体积变小 C. 球内气体内能变大 D. 球内气体内能不变
第1节 分子动理论 内能
一、物体是由大量分子组成的 － 1. 分子体积很小；直径的数量级是 10 10m. V 油膜法估测分子直径： d＝ (V 为油滴体积， 为水面上形 S S 成的单分子油膜的面积) － 2. 分子质量很小：一般分子质量的数量级是 10 26kg. 3. 分子数目很多 (1)阿伏加德罗常数：1 mol 的任何物质含有微粒数相同， － 这个数的测量值 NA＝6.02×1023 mol 1. (2)阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁．
二、 热力学第二定律 1. 热力学第二定律的两种表述 表述一(按照热传导的方向性来表述)：热量不可能自发地从低温 物体传到高温物体． 表述二(按照机械能与内能转化过程的方向性来表述)：不可能从 单一热源吸收热量，全部对外做功，而不产生其他影响．它也可 以表述为：第二类永动机是不可能制成的．
2. 热力学第二定律的实质：揭示了大量分子参与的宏观过程的方 向性，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．
A. ①和②都是正确的 C. ③和④都是正确的
(1)关于气球内气体的压强，下列说法正确的是(
A. 大于大气压强 B. 是由于气体重力而产生的 C. 是由于气体分子之间的斥力而产生的 D. 是由于大量气体分子的碰撞而产生的
)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(2)在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，球内气体温
度可视为不变．下列说法正确的是( ) A. 球内气体体积变大 B. 球内气体体积变小 C. 球内气体内能变大 D. 球内气体内能不变
第1节 分子动理论 内能
一、物体是由大量分子组成的 － 1. 分子体积很小；直径的数量级是 10 10m. V 油膜法估测分子直径： d＝ (V 为油滴体积， 为水面上形 S S 成的单分子油膜的面积) － 2. 分子质量很小：一般分子质量的数量级是 10 26kg. 3. 分子数目很多 (1)阿伏加德罗常数：1 mol 的任何物质含有微粒数相同， － 这个数的测量值 NA＝6.02×1023 mol 1. (2)阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁．
二、 热力学第二定律 1. 热力学第二定律的两种表述 表述一(按照热传导的方向性来表述)：热量不可能自发地从低温 物体传到高温物体． 表述二(按照机械能与内能转化过程的方向性来表述)：不可能从 单一热源吸收热量，全部对外做功，而不产生其他影响．它也可 以表述为：第二类永动机是不可能制成的．
2. 热力学第二定律的实质：揭示了大量分子参与的宏观过程的方 向性，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．
高考物理 第二单元 热力学定律 能的转化和守恒课件(选修3-3)
【答案】 AB
【考题随练4】 关于内能下列说法正确的是( ) A．一定质量的某种物体的内能是由物体的温度和体积共 同决定的 B．由于内能与温度和体积有关，因此两种物质只要体积 和温度相同．它们的内能必相同 C．0 ℃的冰溶化成0 ℃的水．体积减小了，分子势能必 减小 D．0 ℃的冰溶化成0 ℃的水，体积减小了，分子势能必 增加
3．分子的势能 (1) 存 在 的 前 提 ： 分 子 力 做 功 与 路 径 无 关 ， 由 体 积 决 定．因此理想气体的内能由温度决定，与体积无关．原因 是：理想气体分子间无相互作用的分子力，故无分子势能， 与体积无关． (2)定义：分子间存在相互作用力，由分子间相对位置所 决定的势能，叫做分子势能． (3)分子势能变化的判断方法： 分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势 能增加．
【解析】 物体的内能在质量一定的情况下，内能由体 积和温度共同决定，当两种不同物质相比较，分子平均动能 和势能相同，但分子数不相同时，物质的内能也不相同，A选 项正确，B选项错误；0 ℃的冰溶化成0 ℃的水，体积减小， 不能就此认为其势能也减小，而应从改变内能的两种方式上 去分析．冰溶化过程吸收热量，内能增加，而温度不变，所 增加的只能是分子的势能，D选项正确，C选项错误．
【答案】 AD
二、改变物体内能的方式：做功和热传递 1．改变内能的两种方式 做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但它们之间 又有本质的区别．做功是其他形式的能与物体内能的转化； 热传递是内能在物体间的转移． 2．热功当量J＝4.2焦/卡 热功当量的测定，说明做功和热传递在改变内能上是等 效的．
【考题随练5】如图所示，密闭绝热容器内有一绝热的具 有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空， 活塞与器壁的摩擦忽略不计．置于真空中的轻弹簧的一端固 定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳 扎紧，此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处在自然长度时的弹性 势能为零)．现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多 次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态．经过此过程( )
【考题随练4】 关于内能下列说法正确的是( ) A．一定质量的某种物体的内能是由物体的温度和体积共 同决定的 B．由于内能与温度和体积有关，因此两种物质只要体积 和温度相同．它们的内能必相同 C．0 ℃的冰溶化成0 ℃的水．体积减小了，分子势能必 减小 D．0 ℃的冰溶化成0 ℃的水，体积减小了，分子势能必 增加
3．分子的势能 (1) 存 在 的 前 提 ： 分 子 力 做 功 与 路 径 无 关 ， 由 体 积 决 定．因此理想气体的内能由温度决定，与体积无关．原因 是：理想气体分子间无相互作用的分子力，故无分子势能， 与体积无关． (2)定义：分子间存在相互作用力，由分子间相对位置所 决定的势能，叫做分子势能． (3)分子势能变化的判断方法： 分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势 能增加．
【解析】 物体的内能在质量一定的情况下，内能由体 积和温度共同决定，当两种不同物质相比较，分子平均动能 和势能相同，但分子数不相同时，物质的内能也不相同，A选 项正确，B选项错误；0 ℃的冰溶化成0 ℃的水，体积减小， 不能就此认为其势能也减小，而应从改变内能的两种方式上 去分析．冰溶化过程吸收热量，内能增加，而温度不变，所 增加的只能是分子的势能，D选项正确，C选项错误．
【答案】 AD
二、改变物体内能的方式：做功和热传递 1．改变内能的两种方式 做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但它们之间 又有本质的区别．做功是其他形式的能与物体内能的转化； 热传递是内能在物体间的转移． 2．热功当量J＝4.2焦/卡 热功当量的测定，说明做功和热传递在改变内能上是等 效的．
【考题随练5】如图所示，密闭绝热容器内有一绝热的具 有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空， 活塞与器壁的摩擦忽略不计．置于真空中的轻弹簧的一端固 定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳 扎紧，此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处在自然长度时的弹性 势能为零)．现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多 次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态．经过此过程( )
人教版新课标高中物理选修3-3精品系列 4.热力学第二定律课件
规律
区别 联系 热力学第一定律 热力学第一定律是能量守 恒定律在热力学中的体现， 否定了创造能量和消灭能 量的可能性，从而否定了 第一类永动机 热力学第二定律 热力学第二定律反映了 一切与热现象有关的宏 观自然过程都是不可逆 的，从而否定了第二类 永动机
区别
联系
两定律都是热力学基本定律，分别从不同角度揭示 了与热现象有关的物理过程所遵循的规律，二者相 互独立，又相互补充，都是热力学的理论基础
高中物理选修3-3课件
• 解析：
• 答案： D • 【反思总结】 第一类永动机违反能量守恒定律， 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．热力学第一定律是能量守恒定律的一种 具体形式，而热力学第二定律反映的是热现象的方 向性．
高中物理选修3-3课件
• ◎ 教材资料分析 • 〔思考与讨论〕 • 地球上海水的总质量达 1.4×1021 kg.如果把这 些海水的温度降低1 ℃，放出的热量就达 9×1018 kW·h，足够全世界使用4 000年．这 个设想不违背能量守恒定律，但是不能实现， 所以叫做第二类永动机．前面学到的，违背能 量守恒定律的永动机，叫做第一类永动机． • 学过热力学第二定律之后，你能说出为什么不 能制成第二类永动机吗？
•4.热力学第二定律
高中物理选修3-3课件
高中物理选修3-3课件
高中物理选修3-3课件
高中物理选修3-3课件
• 一、热力学第二定律的一种表述 • 1．热传导的方向性 • (1)凡是实际的过程，只要涉及热现象，都有特定的 方向 方向 性；这些过程可以自发地朝某个 进行，而相反的过 自发 程．即使不违背能量守恒定律，它们也不会 地进行． 不可逆 • (2)一切与热现象有关的宏观自然过程都是 的． • 2．热力学第二定律的一种表述 • 热量不能 自发 地从低温物体传到高温物体．这是热力学第 二定律的克劳修斯表述，阐述的是 传热 的方向性．
2020届高考物理总复习热学3热力学定律与能量守恒课件新人教版选修3_3
C.电冰箱工作时不违反热力学第一定律，但违反了热 力学第二定律 D.第二类永动机不能造成的根本原因是其违反了热力 学第二定律 E.熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动 无序性减小的方向进行
【解析】选A、B、D。根据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，故A项正确；热 力学第二定律表明，能量的转移和转化具有方向性， 故B项正确；电冰箱工作时既不违反热力学第一定律， 也不违反热力学第二定律，故C项错误；第二类永动机
=0；根据热力学第一定律Δ U=Q+W，可解得：Q= 0.4 J，故A项错误、B项正确；由题可知气泡从水下上 升到水面过程对外界做功0.4 J；气泡达到水面后，再 根据热力学第一定律解得： W=-0.2 J，即气体对外界
做功0.2 J，因此全过程气泡对外界做功0.6 J，故C项 正确；气泡到达水面后没有破掉是因为水的表面张力 的作用，故D项正确；理想气体的内能大小与体积无关， 也就是说理想气体的内能永远等于零，故E项错误。
错误；气体对器壁的压强是由于大量气体分子频繁碰 撞器壁产生的，气体对器壁的压强等于大量气体分子 作用在器壁单位面积上的平均作用力，故D项正确；一 定质量的理想气体，先等温膨胀，压强减小，再等压 压缩时，温度一定降低，根据理想气体状态方程可得， 理想气体最后的体积不一定小于起始体积，故E项错误。
考点2 对热力学第二定律的理解和应用 【题组通关】 1.(多选)下列关于热力学第二定律的理解正确的 是( ) A.热量不能自发地从低温物体传到高温物体 B.热力学第二定律表明，能量的转移和转化具有方向 性
第3讲 热力学定律与能量守恒
【秒判正误】 (1)为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递 热量，做功和热传递的实质是相同的。 ( × ) (2)绝热过程中，外界压缩气体做功20 J，气体的内能 可能不变。( × ) (3)热量不可能从低温物体传到高温物体。 ( × )
2020版高考物理总复习第3节热力学定律与能量守恒课件(选修3_3)
2.(多选)关于热力学定律,下列说法正确的是( ACE ) 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.对某物体做功,必定会使该物体的内能增加 C.可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功 D.不可能使热量从低温物体传向高温物体 E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
解析:改变内能的方法有做功和热传递两种,所以为了增加物体的内能,必须 对物体做功或向它传递热量,选项A正确;对物体做功的同时向外界放热,则物 体的内能可能不变或减小,选项B错误;根据热力学第二定律可知,在对外界有 影响的前提下,可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功,选项C正确;在有 外界做功的条件下,可以使热量从低温物体传递到高温物体,选项D错误;根据 热力学第二定律可知,选项E正确.
Ta
Tb
知,Tb>Ta,即气体的温度一直升高,选项 A 错误;而理想气体的内能只与温度有关,则
气体的内能增加,选项 B 正确;气体体积增大,则气体对外做功,选项 C 正确;根据热
力学第一定律ΔU=Q+W,得 Q=ΔU-W,由于ΔU>0,W<0,故 Q>0,气体吸热,且吸收的热
量一部分用来对外做功,一部分用来增加气体的内能,选项 D 正确,E 错误.
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.
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
【典例1】 (2018·全国Ⅰ卷,33)(多选)如图,一定质量的理想气体从状态a开始, 经历过程①,②,③,④到达状态e.对此气体,下列说法正确的是( BDE ) A.过程①中气体的压强逐渐减小 B.过程②中气体对外界做正功 C.过程④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
高中物理3-3 热学
作者介绍
不久元军大举南下，驻军于皋亭山，文天祥以 资政殿学士身份出使元军议和，被扣，后在北 解途中逃脱，经海路转至福州，拥立端宗，图 谋恢复，转战东南，终兵败被俘。次年送至大 都（北京）宁死不屈，从容就义。时年仅46岁， 遗有《文山先生全集》二十七卷。
检测预习 1、“序”是一种怎样的文体？ 2、本课《指南录后序》中的“后序”是我们刚刚说的列于书后的 “跋”、“后序”吗？
目标导航，自主阅读 1.学习文中常见的文言实词和虚词，掌握特殊的文言句式。 2.理解本文在叙述中兼用议论抒情的表达方式和作用。 3．感受文天祥“不指南方不肯休”的爱国精神，体会其爱国
情怀。
整体把握 《指南录后序》以自述抒怀的形式，历数自己出使北营被扣及伺 机脱逃的九死一生的艰险历程。气宇轩昂，慷慨悲歌，气断声吞， 扣人心弦。表达了作者坚贞不渝的英雄气概和舍生取义以死报国 的爱国情怀。
答案
123456
5.什么是液体的表面张力？产生表面张力的原因是什么？表面张力的特点 和影响因素有哪些？ 答案 液体表面具有收缩的趋势，这是因为在液体内部，分子引力和斥力 可认为相等，而在表面层里分子间距较大(分子间距离大于r0)、分子比较 稀疏，分子间的相互作用力表现为引力的缘故.使液体表面各部分间相互 吸引的力叫做液体的表面张力. 表面张力使液体表面有收缩到最小的趋势，表面张力的方向和液面相切； 表面张力的大小除了跟边界线的长度有关外，还跟液体的种类、温度有关.
基础知识再重温
选修3-3 热学
考点要求重温
考点1 分子动理论的基本观点和实验依据(Ⅰ) 考点2 阿伏加德罗常数(Ⅰ) 考点3 气体分子运动速率的统计分布(Ⅰ) 考点4 温度是分子平均动能的标志、内能(Ⅰ) 考点5 固体的微观结构、晶体和非晶体(Ⅰ) 考点6 液晶的微观结构(Ⅰ) 考点7 液体的表面张力现象(Ⅰ)
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2.(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再 靠近。在此过程中,下列说法正确的是 ( BCE ) A.分子力先增大,后一直减小 B.分子力先做正功,后做负功 C.分子动能先增大,后减小 D.分子势能先增大,后减小 E.分子势能和动能之和不变
解析 本题考查了用油膜法估算分子大小的实验内容,突出了实验的操作、 分析、探究能力的考查,体现了核心素养中科学探究、科学态度要素,体现了 劳动实践、科学探索的价值观。 用油膜法估算分子大小,是用油膜厚度代表油酸分子的直径,所以要使油酸分 子在水面上形成单分子层油膜;因为一滴溶液的体积很小,不能准确测量,故 需测量较多滴的油酸酒精溶液的总体积,再除以滴数得到单滴溶液的体积,进 而得到一滴溶液中纯油酸的体积;因为本题中油酸体积等于厚度乘面积,故测 厚度不仅需要测量一滴溶液的体积,还需要测量单分子层油膜的面积。
答案 ACD 布朗运动是固体颗粒在液体中的运动,反映液体分子的运动, 故显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动,这反映了液体分 子运动的无规则性,故选项A正确;r<r0时,分子力随r增大而减小,分子势能减 小,当r=r0时,分子力等于零,分子势能最小,然后随r增大分子力先增大再减小, 分子势能逐渐增大,故选项B错误,选项C正确;分子之间存在间隙,在真空、高 温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素,故D正确;温度升 高,分子平均动能增大,但单个分子运动不确定,故E错误。
答案 BDE 若气体吸热的同时对外做功,则其温度不一定升高,选项A错;做 功是改变物体内能的途径之一,选项B正确;理想气体等压膨胀,气体对外做 功,由理想气体状态方程 pV =C知,气体温度升高,内能增加,故一定吸热,选项
T
C错误;根据热力学第二定律知选项D正确;如果两个系统分别与状态确定的 第三个系统达到热平衡,那么这两个系统与第三个系统的温度均相等,则这两 个系统之间也必定达到热平衡,故选项E正确。
假设容器中空气经历等压升温过程而达到与外界相同状态,由 pV =C可知其
T
体积必然膨胀,则升温后的容器中空气密度必然比假设的等压升温过程前密
度小,而假设的等压升温过程后容器中空气的密度等于外界空气密度,故此时 容器中空气的密度大于外界空气的密度。
4.[2019课标Ⅲ,33(1),5分]用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸
第14讲 选修3-3 热学
总纲目录
考点一 分力动理论 内能 热力学定律 考点二 固体、液体、气体的性质 考点三 气体实验定律和理想气体状态方程 考点四 热力学定律与气体状态变化的综合应用
考点一 分力动理论 内能 热力学定律
1.(多选)[2018课标Ⅱ,33(1),5分]对于实际的气体,下列说法正确的是 ( BDE ) A.气体的内能包括气体分子的重力势能 B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能 C.气体的内能包括气体整体运动的动能 D.气体的体积变化时,其内能可能不变 E.气体的内能包括气体分子热运动的动能
3.[2019课标Ⅰ,33(1),5分]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。
答案 低于 大于 解析 本题通过理想气体状态变化过程考查了热力学定律与能量守恒定律, 以及学生的综合分析与计算能力,体现了科学推理的核心素养要素。 由题意可知,封闭气体经历了绝热膨胀的过程,此过程中气体对外界做功,W< 0,与外界的热交换为零,即Q=0,则由热力学第一定律可知气体内能降低,而一 定质量理想气体的内能只与温度有关,故其温度降低,即容器中空气的温度低 于外界温度。由于此时容器中空气压强与外界相同,而温度低于外界温度,若
3
立方体模型:V=a3(适用于估算气体分子间距)
2.对热力学定律的理解 (1)改变物体内能的方式有两种,只明确一种改变方式是无法确定内能变化的。 (2)热量可以由低温物体传递到高温物体,也可以从单一热源吸收热量全部用 来做功,但不引起其他变化是不可能的。
1.(多选)下列说法正确的是 ( ACD ) A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动,这反映了液体分 子运动的无规则性 B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大,一定先减小后增大 C.分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大 D.在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素 E.当温度升高时,物体内每一个分子热运动的速率一定都增大
答案 BDE 实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分子热运 动的动能,当气体体积变化时影响的是气体的分子势能,内能可能不变,所 以B、D、E正确,A、C错误。
2.(多选)[2016课标Ⅰ,33(1),5分]关于热力学定律,下列说法正确的是 ( BDE ) 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 E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统 彼此之间也必定达到热平衡
1.估算问题
(1)油膜法估算分子直径:d=V
S
V为纯油酸体积,S为单分子油膜面积。
(2)分子总数:N=nNA=
m M
V
·NA=Vmol
NA。
M为摩尔质量。Vmol为摩尔体积。
[注意]
对气体而言,N≠ V
V个
。V个为一个分子的体积。
(3)两种模型: 球模型:V= 4πR3(适用于估算液体、固体分子直径)
稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是
。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体
积,可以
。在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 把油酸酒精溶 液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液 中纯油酸的体积 单分子层油膜的面积