人教版高中物理選修(33)第十章《熱力學定律》課件_第1頁
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文檔簡介

1、章末整合提升1網絡構建 客觀簡明了然 2分類突破 整合釋疑點撥熱力學定律內能功和內能本質功和內能轉化的關系:UW熱和內能本質熱和內能轉化的關系:UQ方式:熱傳導、熱對流、熱輻射等效性:做功和傳熱在改變物體內能上是等效的能量守恒熱力學第一定律內能表達式:UWQ符號法則能量守恒定律熱力學第二定律兩種表述克勞修斯表述開爾文表述微觀解釋熵增加原理能源能量耗散能源與環(huán)境新能源一、做功、熱傳遞與內能變化的關系1.做功與熱傳遞的區(qū)別與聯(lián)系做功和熱傳遞是改變物體內能的兩種方式,它們在改變物體的內能上是等效的,但它們的本質不同.做功是其他形式的能和內能之間的轉化,熱傳遞則是物體間內能的轉移.2.熱力學第一定律U

2、WQ.正確理解公式的意義及符號含義是解決本類問題的關鍵.(1)外界對物體做功,W0;物體對外做功,W0;物體放出熱量,Q0,物體的內能增加;U0,物體的內能減少.分析題干,確定內能改變的方式(W、Q)判斷W、Q的符號代入公式UWQ得出結論例1當把打足氣的車胎內的氣體迅速放出時,會發(fā)現車胎氣嘴處的溫度明顯降低,則在這個過程中()A.氣體對外做功,同時向外散發(fā)熱量B.氣體對外做功,車胎內氣體溫度降低,從外界吸熱C.外界對車胎內氣體做功,車胎內氣體向外傳遞熱量D.外界對車胎內氣體做功,同時向車胎內氣體傳遞熱量解析氣體迅速放出時,氣體體積膨脹對外做功,同時溫度降低,使氣嘴處溫度明顯低于外界溫度,從外界

3、吸熱.故正確答案為B.答案B例2一定質量的理想氣體自狀態(tài)A經狀態(tài)C變化到狀態(tài)B.這一過程的V-T圖象如圖1所示,則()A.在過程AC中,外界對氣體做功,內能不變B.在過程CB中,外界對氣體做功,內能增加C.在過程AC中,氣體壓強不斷變大D.在過程CB中,氣體壓強不斷減小圖1解析由圖象可知,AC過程是等溫壓縮,CB過程是等容升溫,據氣態(tài)方程可判斷出:AC過程氣體體積變小,外界對氣體做功,氣體內能不變,氣體壓強不斷變大;CB過程氣體體積不變,內能增加,顯然氣體從外界吸熱,氣體壓強不斷增大,故A、C正確.答案AC借題發(fā)揮(1)由圖象的物理意義,結合理想氣體狀態(tài)方程 C,明確氣體的狀態(tài)變化.(2)根據

4、UWQ,作出判斷.例3一定質量的氣體從外界吸收了4.2105J的熱量,同時氣體對外做了6105J的功,問:(1)物體的內能是增加還是減少?變化量是多少?解析氣體從外界吸熱為Q4.2105J,氣體對外做功W6105J,由熱力學第一定律UWQ(6105J)4.2105J1.8105J.U為負,說明氣體的內能減少了.所以,氣體內能減少了1.8105J.答案內能減少1.8105J(2)分子勢能是增加還是減少?解析因為氣體對外做功,所以氣體的體積膨脹,分子間的距離增大了,分子力做負功,氣體分子勢能增加了.答案分子勢能增加(3)分子的平均動能是增加還是減少?解析因為氣體內能減少,同時分子勢能增加,所以分子

5、的平均動能減少.答案分子的平均動能減少二、能量守恒定律及應用1.能量守恒定律:能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉化為另一種形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,在能的轉化或轉移過程中,能量的總量保持不變.能量守恒定律是自然界普遍適用的規(guī)律,不同形式的能可以相互轉化.2.應用能量守恒定律解題的方法和步驟(1)認清有多少種形式的能(例如動能、勢能、內能、電能、化學能、光能等)在相互轉化.(2)分別寫出減少的能量E減和增加的能量E增的表達式.(3)根據下列兩種思路列出能量守恒方程:E減E增.某種形式的能減少,一定存在其他形式的能增加,且減少量和增加量一定相等.某個物體的能量減少,

6、一定存在其他物體的能量增加,且減少量與增加量一定相等.(4)解方程,代入數據,計算結果.例4在近地的高空中,雨滴幾乎是勻速下落的,設在此過程中所產生的熱量有30%被雨滴吸收,求雨滴在近地下落40 m前、后的溫度差?g取10 m/s2,水的比熱容c4.2103 J/(kg)解析設雨滴的質量為m因為雨滴勻速下落,所以雨滴重力勢能的減少等于雨滴克服阻力所做的功雨滴重力勢能的減少,Wmgh400m J轉化成雨滴的內能為QW400m J30%120m J答案升高0.03 借題發(fā)揮應用能量守恒定律解決問題時,首先應明確有哪幾種能量參與轉化或轉移,哪些能量增加,哪些能量減小,然后利用守恒的觀點列出方程求解.

7、三、熱力學第二定律的應用1.熱力學第二定律的兩種表述(1)按照熱傳遞的方向性表述為:熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,這是熱力學第二定律的克勞修斯表述.(2)按照機械能與內能轉化的方向性表述為:不可能從單一熱庫吸收熱量,使之完全變成功,而不產生其他影響.這是熱力學第二定律的開爾文表述.2.熱力學第二定律的微觀意義(1)一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行.(2)用熵來表示熱力學第二定律:在任何自然過程中,一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減小.3.在整個自然界中,無論有無生命,所有宏觀的自發(fā)過程都具有單向性,都是不可逆過程.如河水向下游流,重物向下落,房屋由新到舊直至倒塌,人要從嬰兒到

8、老年直至死亡等.例5炎炎夏日,兩位同學在充滿涼意的空調室內,就空調機的工作過程是否遵循熱力學第二定律的問題發(fā)生了爭論.甲同學說:空調機工作時,不斷地把熱量從室內傳到室外,即從低溫物體傳到高溫物體,可見它并不遵循熱力學第二定律.乙同學說:熱力學第二定律是熱力學系統(tǒng)的普遍規(guī)律,空調機的工作過程不可能違反它.兩人各執(zhí)一詞,都無法使對方信服.請你對他們的論點作出評價.答案空調機工作時,熱量是由低溫物體傳到高溫物體,但不是自發(fā)的,要有壓縮機工作,產生了其他影響,所以不違背熱力學第二定律,乙同學的觀點正確.編后語老師上課都有一定的思路,抓住老師的思路就能取得良好的學習效果。在上一小節(jié)中已經提及聽課中要跟隨

9、老師的思路,這里再進一步論述聽課時如何抓住老師的思路。 根據課堂提問抓住老師的思路。老師在講課過程中往往會提出一些問題,有的要求回答,有的則是自問自答。一般來說,老師在課堂上提出的問題都是學習中的關鍵,若能抓住老師提出的問題深入思考,就可以抓住老師的思路。 根據自己預習時理解過的邏輯結構抓住老師的思路。老師講課在多數情況下是根據教材本身的知識結構展開的,若把自己預習時所理解過的知識邏輯結構與老師的講解過程進行比較,便可以抓住老師的思路。 根據老師的提示抓住老師的思路。老師在教學中經常有一些提示用語,如“請注意”、“我再重復一遍”、“這個問題的關鍵是”等等,這些用語往往體現了老師的思路。來自:學習方法網 緊跟老師的推導過程抓住老師的思路。老師在課堂上講解某一結論時,一般有一個推導過程,如數學問題的來龍去脈、物理概念的抽象歸納、語文課的分析等。感悟和理解推導過程是一個投入思維、感悟方法的過程,這有助于理解記憶結論,也有助于提高分析問題和運用知識的能力。 擱置問題抓住老師的思路。碰到自己還

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