易錯點32熱力學定律和能量守恒例題1.(多選)(2021·湖南卷·15(1)改編)如圖，兩端開口、下端連通的導熱汽缸，用兩個輕質絕熱活塞(截面積分別為S1和S2)封閉一定質量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦．在左端活塞上緩慢加細沙，活塞從A下降h高度到B位置時，活塞上細沙的總質量為m.在此過程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變．整個過程環境溫度和大氣壓強p0保持不變，系統始終處于平衡狀態，重力加速度為g.下列說法正確的是()A．整個過程，理想氣體的分子平均動能保持不變B．整個過程，理想氣體的內能增大C．整個過程，理想氣體向外界釋放的熱量小于(p0S1h＋mgh)D．左端活塞到達B位置時，外力F等于eq\f(mgS2,S1)例題2.(多選)(2021·全國乙卷·33(1)改編)如圖，一定量的理想氣體從狀態a(p0，V0，T0)經熱力學過程ab、bc、ca后又回到狀態a.對于ab、bc、ca三個過程，下列說法正確的是()A．ab過程中，氣體始終吸熱B．ca過程中，氣體始終放熱C．ca過程中，氣體對外界做功D．bc過程中，氣體的溫度先降低后升高一、熱力學第一定律1．改變內能的兩種方式：做功與傳熱．兩者對改變系統的內能是等價的．2．熱力學第一定律：一個熱力學系統的內能變化量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和．3．熱力學第一定律的表達式：ΔU＝Q＋W.4．熱力學第一定律的應用：(1)W的正負：外界對系統做功時，W取正值；系統對外界做功時，W取負值．(均選填“正”或“負”)(2)Q的正負：外界對系統傳遞的熱量Q取正值；系統向外界傳遞的熱量Q取負值．(均選填“正”或“負”)二、能量守恒定律1．探索能量守恒的足跡2．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其他形式，或者從一個物體轉移到別的物體，在轉化或轉移的過程中，能量的總量保持不變．3．永動機不可能制成(1)第一類永動機：不需要任何動力或燃料，卻能不斷地對外做功的機器．(2)第一類永動機由于違背了能量守恒定律，所以不可能制成．一、熱力學第二定律1．定義：在物理學中，反映宏觀自然過程的方向性的定律．2．熱力學第二定律的克勞修斯表述：熱量不能自發地從低溫物體傳到高溫物體．闡述的是傳熱的方向性．3．熱力學第二定律的開爾文表述：(1)熱機①熱機工作的兩個階段：第一個階段是燃燒燃料，把燃料中的化學能變成工作物質的內能；第二個階段是工作物質對外做功，把自己的內能變成機械能．②熱機用于做功的熱量一定小于它從高溫熱庫吸收的熱量，即W<Q.(2)熱力學第二定律的開爾文表述：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．(該表述闡述了機械能與內能轉化的方向性)．4．熱力學第二定律的克勞修斯表述和開爾文表述是等價的．(選填“等價”或“不等價”)三、熱力學第一定律和熱力學第二定律的比較1．兩定律的比較熱力學第一定律熱力學第二定律區別是能量守恒定律在熱力學中的表現，否定了創造能量和消滅能量的可能性，從而否定了第一類永動機是關于在有限空間和時間內，一切和熱現象有關的物理過程、化學過程具有不可逆性的經驗總結，從而否定了第二類永動機聯系兩定律分別從不同角度揭示了與熱現象有關的物理過程所遵循的規律，二者既相互獨立，又相互補充，都是熱力學的理論基礎2.兩類永動機的比較第一類永動機第二類永動機設計要求不消耗任何能量，可以不斷做功(或只給予很少的能量啟動后，可以永遠運動下去)將內能全部轉化為機械能，而不引起其他變化(或只有一個熱庫，實現內能向機械能的轉化)不可能制成的原因違背了能量守恒定律違背了熱力學第二定律易混點：1．做功和熱傳遞的實質是不相同的．2．絕熱過程中，外界壓縮氣體做功20J，氣體的內能不一定減少20J．3．物體吸收熱量，同時對外做功，內能可能不變．4．可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功．5．熱機中，燃氣的內能可以不能全部變成機械能而不引起其他變化．6．熱量可能從低溫物體傳給高溫物體，但是要引起其他變化．1.(多選)如圖所示，一定質量的理想氣體在狀態A時壓強為1.5×105Pa，經歷A→B→C→A的過程，已知B→C過程中氣體做功絕對值是C→A過程中氣體做功絕對值的3倍，下列說法中正確的是()A．C→A的過程中外界對氣體做功300JB．B→C的過程中氣體對外界做功600JC．整個過程中氣體從外界吸收600J的熱量D．整個過程中氣體從外界吸收450J的熱量2.如圖所示，水平放置的汽缸內封閉一定質量的理想氣體，活塞的質量m＝10kg，橫截面積S＝100cm2，活塞可沿汽缸壁無摩擦滑動且不漏氣，活塞到汽缸底部的距離L1＝11cm，到汽缸口的距離L2＝4cm.現將汽缸緩慢地轉到開口向上的豎直位置，待穩定后對缸內氣體逐漸加熱，使活塞上表面剛好與汽缸口相平．已知g＝10m/s2，外界氣溫為27℃，大氣壓強為1.0×105Pa，活塞厚度不計，則：(1)活塞上表面剛好與汽缸口相平時缸內氣體的溫度是多少？(2)在對缸內氣體加熱的過程中，氣體膨脹對外做功，同時吸收Q＝350J的熱量，則氣體增加的內能ΔU多大？3.如圖所示，體積為V、內壁光滑的圓柱形導熱汽缸頂部有一質量和厚度均可忽略的活塞，汽缸內密封有溫度為2.4T0、壓強為1.2p0的理想氣體，p0和T0分別為外界大氣的壓強和溫度．已知氣體內能U與溫度T的關系為U＝aT，a為正的常量，容器內氣體的所有變化過程都是緩慢的，求：(1)缸內氣體與大氣達到平衡時的體積V1；(2)在活塞下降過程中，汽缸內氣體放出的熱量．一、單選題1．關于熱力學第二定律，下列表述正確的是（）A．不可能使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體B．不可能從單一熱庫吸收熱量并把它全部用來做功C．一切自然過程總是沿著分子熱運動無序性增大的方向進行D．在任何的自然過程中，一個孤立系統的總熵一定增加2．下列說法中，正確的是（??）A．第二類永動機不能制成的原因是因為違背了能量守恒定律B．布朗運動就是分子熱運動C．液體表面張力形成原因是表面層液體分子比內部更密集D．晶體有固定的熔點，而非晶體沒有固定的熔點4．夏天，從湖底形成的一個氣泡，在緩慢上升到湖面的過程中沒有破裂。若越接近水面，湖水的溫度越高，大氣壓強沒有變化，將氣泡內的氣體看做理想氣體。則上升過程中，以下說法正確的是（）A．氣泡內氣體的內能可能不變B．氣泡上升過程中可能會放熱C．氣泡內氣體的壓強增大D．氣泡內分子單位時間內對氣泡壁單位面積的撞擊力變小A．狀態a與狀態b的溫度之比為2：1B．狀態c與狀態b的溫度之比為1：3C．a→b過程，內能先減小后增大D．b→c過程，氣體吸收熱量，對外做功，內能增大6．封閉在氣缸內一定質量的理想氣體由狀態A變到狀態D，其體積V與熱力學溫度T的關系如圖所示，O、A、D三點在同一直線上，則（）A．由狀態B變到狀態C過程中，氣體對外放熱，內能不變B．氣體在D狀態和在A狀態時的單位時間內與單位面積器壁碰撞的分子數相等C．C狀態時氣體的壓強小于D狀態時氣體的壓強D．在D狀態與A狀態時相等時間內氣體分子對單位面積器壁的沖量相等二、多選題A．在這四個狀態中，c狀態時氣體的內能最多D．從狀態a到狀態b，氣體從外界吸熱E．從狀態c到狀態d，氣體對外界做功8．下列說法正確的是（）A．空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結果B．用顯微