.热力学定律与能量守恒考纲解读 1.知道改变内能的两种方式，理解热力学第一定律. 1 热力学第一定律的理解一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0104 J，气体内能减少1.3105 J，那么此过程 ()A气体从外界吸收热量2.0105 JB气体向外界放出热量2.0105 JC气体从外界吸收热量6.0104 JD气体向外界放出热量6.0104 J答案B解析根据热力学第一定律，WQU，所以QUW1.3105 J7.0104 J2.0105 J，即气体向外界放出热量2.0105 J.2 能量守恒定律的应用木箱静止于水平地面上，现在用一个80 N的水平推力推动木箱前进10 m，木箱受到的摩擦力为60 N，那么转化为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能Ek分别是()AU200 J，Ek600 JBU600 J，Ek200 JCU600 J，Ek800 JDU800 J，Ek200 J来源:学&科&网答案B解析由于木箱在推动中受到滑动摩擦力，其与相对位移的乘积为系统的内能的大小，即U6010 J600 J，由能量守恒定律可得EkW总U8010 J600 J200 J故正确答案为B.考点梳理1 物体内能的改变(1)做功是其他形式的能与内能的相互转化过程，内能的改变量可用做功的数值来量度(2)热传递是物体间内能的转移过程，内能的转移量用热量来量度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.3 能量守恒定律(1)内容：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，能量的总量不变，这就是能量守恒定律(2)任何违背能量守恒定律的过程都是不可能的，不消耗能量而对外做功的第一类永动机是不可能制成的3. 热力学定律与理想气体状态方程的综合应用(2021福建28(2)如图1所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小假设忽略 图1活塞与容器壁间的摩擦力，那么被密封的气体_(填选项前的字母)A温度升高，压强增大，内能减少B温度降低，压强增大，内能减少C温度升高，压强增大，内能增加D温度降低，压强减小，内能增加答案C解析向下压活塞，力F对气体做功，气体的内能增加，温度升高，对活塞受力分析可得出气体的压强增大，应选项C正确4 (1)以下说法中正确的选项是_A水可以浸润玻璃，水银不能浸润玻璃B热管是利用升华和汽化传递热量的装置C布朗运动是指在显微镜下直接观察到的液体分子的无规那么运动D一般来说物体的温度和体积变化时它的内能都要随之改变(2)如图2所示，一定质量的某种理想气体由状态A变为状态B，A、B两状态的相关参量数据已标于压强体积图象上该气体由AB过程中对外做功400 J，那么此过程中气体内能增加了_ J，从外界吸收了_ J热量图2(3)某地强风速v10 m/s，空气的密度1.3 kg/m3.假设通过截面积S400 m2的风能全部用于使风力发电机转动，且风能的20%转化为电能，那么通过这个截面的风的发电功率是多大？答案(1)AD(2)0400(3)5.2104 W解析(3)PSv35.2104 W方法提炼1 在气体状态变化过程中，三个状态参量(p、V、T)遵循理想气体状态方程(或C)，气体的内能只需分析气体的温度，温度升高(或降低)，内能增大(或减小)2 由气体体积变化情况分析做功情况，气体体积增大，气体对外做功；气体体积减小，外界对气体做功然后由热力学第一定律UQW确定热量Q的正、负，判断出是吸热还是放热.考点对热力学第一定律的理解及应用来源:学科网1 热力学第一定律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来源:Z_xx_k.Com2 对公式UQW符号的规定符号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3. 几种特殊情况(1)假设过程是绝热的，那么Q0，WU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量(2)假设过程中不做功，即W0，那么QU，物体吸收的热量等于物体内能的增加量(3)假设过程的始末状态物体的内能不变，即U0，那么WQ0或WQ.外界对物体做的功等于物体放出的热量例1一定质量的气体，在从状态1变化到状态2的过程中，吸收热量280 J，并对外做功120 J，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？解析(1)由热力学第一定律可得UWQ120 J280 J160 J，气体的内能增加了160 J.(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从状态2回到状态1的过程中内能的变化应等于从状态1到状态2的过程中内能的变化，那么从状态2到状态1的内能应减少160 J，即U160 J，又Q240 J，根据热力学第一定律得：UWQ，所以WUQ160 J(240 J)80 J，即外界对气体做功80 J.答案(1)增加了160 J(2)外界对气体做功80 J UWQ，使用时注意符号法那么(简记为：外界对系统取正，系统对外界取负)对理想气体，U仅由温度决定，W仅由体积决定，绝热情况下，Q0.突破训练1一定质量的理想气体(分子力不计)，体积由V膨胀到V.如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为W1，传递热量的值为Q1，内能变化为U1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W2，传递热量的值为Q2，内能变化为U2，那么()AW1W2，Q1U2BW1W2，Q1Q2，U1U2CW1U2DW1W2，Q1Q2，U1U2答案B解析由热力学第一定律：U1W1Q1，U2W2Q2，假设通过压强不变的过程实现体积膨胀，那么由为恒量，可知温度必定升高，对理想气体，内能必定增大，U10，W10，且|Q1|W1|；假设通过温度不变的过程实现体积膨胀，温度不变，内能不变，U20，W20，且|Q2|W2|，那么U1U2；由于气体对外做功的过程中，体积膨胀，通过温度不变的方式，由为恒量，可知压强必定减小，那么平均压强比通过压强不变的过程时的压强要小，故W1W2，Q1Q2，B选项正确47热力学定律与理想气体实验定律综合的解题模型例3在如图3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B，外界对该气体做功为6 J；第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸收的热量为9 J图线AC的反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零求：图3(1)从状态A到状态C的过程，该气体对外界做的功W1和其内能的增量U1；(2)从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量U2及其从外界吸收的热量Q2.解析(1)由题意知从状态A到状态C的过程，气体发生等容变化该气体对外界做的功W10根据热力学第一定律有U1W1Q1内能的增量U1Q19 J.(2)从状态A到状态B的过程，体积减小，温度升高该气体内能的增量U2U19 J根据热力学第一定律有U2W2Q2从外界吸收的热量Q2U2W23 J.答案(1)09 J(2)9 J3 J对于理想气体，可以直接根据温度的变化来确 定内能的变化吸、放热不能直接确定时，那么要放在最后，根据热力学第一定律来确定必须指出的是，一般来说系统对外界做功，系统体积膨胀；外界对系统做功，系统体积那么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另外，在判断内能变化时，还必须结合物态变化以及能的转化与守恒来进行突破训练2(1)我国将开展空气中PM2.5浓度的监测工作PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的、只能用显微镜观察的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规那么运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害矿物燃料燃烧的排放量是形成PM2.5的主要原因以下关于PM2.5的说法中不正确的选项是_(填写选项前的字母)A温度越高，PM2.5的运动越剧烈BPM2.5在空气中的运动属于分子热运动C周围大量分子对PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做无规那么运动D倡导低碳生活减少化石燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度图4(2)一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的pV图象如图4所示在由状态A变化到状态C的过程中，理想气体吸收的热量_它对外界做的功(填“大于、“小于或“等于)阿伏加德罗常数为6.01023 mol1，在标准状况(压强p01 atm、温度t00)下理想气体的摩尔体积都为22.4 L，理想气体在状态C时的温度为27，求该气体的分子数(计算结果保存两位有效数字)答案(1)B(2)等于7.31022个解析(2)设该理想气体在标准状况下体积为V，对状态C标准状况，由气体实验定律得那么V273 L2.73 L该气体的分子数NNA7.31022个.高考题组1 (2021广东理综14)景颇族的祖先创造的点火器如图5所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，艾绒即可点燃对筒内封闭的气体，在此压缩过程中()图5A气体温度升高，压强不变B气体温度升高，压强变大C气体对外界做正功，气体内能增加D外界对气体做正功，气体内能减少答案B解析筒内封闭气体被压缩过程中，外界对气体做正功由热力学第一定律UWQ知，气体内能增加，温度升高由理想气体状态方程C知，气体压强增大选项A、C、D错误，选项B正确2 (2021广东理综14)图6为某种椅子与其升降局部的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中 ()图6A外界对气体做功，气体内能增大B外界对气体做功，气体内能减小C气体对外界做功，气体内能增大D气体对外界做功，气体内能减小答案A解析M向下滑动的过程中，气体被压缩，外界对气体做功，又因为与外界没有热交换，所以气体内能增大模拟题组3 密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能)