1、热力学定律复习学案 复习目标：1.功和内能热和内能 2.热力学第一定能量守恒定律 3.热力学第二定律 4.热力学第二定律的微观解释 知识盘点： 1对于一个系统，如果只由于外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界_，也 不向外界_，这样的过程叫做绝热过程 2系统从状态 1 经过绝热过程达到状态 2 时，内能的增加量 UU 2U 1 就等于外界对系 统所做的功 W，即_ 3热量是在单纯的传热过程中系统_的量度当系统从状态 1 经过单纯的传热 达到状态 2，内能的增量 UU 2U 1 就等于外界向系统传递的热量 Q，即 _系统吸收了多少热量，系统的内能就_多少；系统放出了多少热量， 系统的内能就_多
2、少 4虽然做功和热传递都能引起系统内能的改变，但它们还是有重要区别的，做功是内能与 其他形式的能发生_，而热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分) 之间内能的 _ 5一个热力学系统的内能增量等于_与_的和，这个关系叫做 热力学第一定律，公式_它们的正负号规定如下： 外界对系统做功，W_0；系统对外界做功， W_0. 系统从外界吸热，Q_0；系统向外界放热， Q_0. 系统内能增加，U_0；系统内能减小， U_0. 6能量既不会_，也不会_，它只能从一种形式_为另一种形 式，或者从一个物体_到别的物体，在_或_的过程中，能量的总量保持 不变 7任何机器对外界做功都要消耗能量，能量转化和守恒定律
3、的发现使人们进一步认识到： 任何一部机器，只能使能量从_转化为_形式，而不能无中生有地 _能量因此，第一类永动机是_制成的，因为它违背了 _ 8凡是实际的过程，只要涉及_现象，如热传递、气体的膨胀、扩散、有摩擦的机 械运动都具有特定的_性这些过程可以_地朝某个方向进行，例如热 量由_物体传向低温物体，而相反的过程，即使不违背能量守恒定律，也不能 _地进行，这就是说，一切与热现象有关的宏观自然过程都是_ 9热量不能自发地从_传到_，这就是热力学第二定律的克劳修斯表述， 它阐述的是_的方向性 10不可能从_吸收热量，使之_，而不产生其他影响，这就是热 力学第二定律的开尔文表述开尔文表述阐述了_的方
4、向性， 即通过做功，机械能可以_转化为内能，而内能无法_用来做功以转换 成机械能，而不产生其他影响 11有一类永动机，不违背_，但违背_，这样的 永动机叫做第二类永动机第二类永动机是不可能制成的 12一个系统的个体按确定的_，有顺序地排列即有序；个体分布_确 定的要求， “怎样分布都可以”即无序 13一切自发过程总是沿着分子热运动的_的方向进行，这就是热力学第二 定律的微观意义 14自然过程的方向性可以表述为：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会 _因此热力学第二定律又称为熵增加原理 知识点一 绝热过程中做功与内能的改变 1绝热过程中，外界压缩气体做功 20 J下列说法中正确的是( ) A
5、气体内能一定增加 20 J B气体内能增加必定小于 20 J C气体内能增加可能小于 20 J D气体内能可能不变 2采用绝热(即不与外界交换热量 )的方式使一定量的气体由初态 A 变化至末态 B.对于不同 的绝热方式，下面说法正确的是( ) A对气体所做的功不同 B对气体所做的功相同 C对气体不需做功，因为没有能量的传递 D以上三种说法都不对 知识点二 热传递与内能的变化 3一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度 T1 比铁块的温度 T2 高，当它们接触在一起时， 如果不和外界交换能量，则( ) A从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量 B在两者达到热平衡以前
6、的任意一段时间内，铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加 量 C达到热平衡时，铜块的温度比铁块的低 D热平衡时，两者的温度相等 4在外界不做功的情况下，物体的内能增加了 50 J，下列说法中正确的是( ) A一定是物体放出了 50 J 的热量 B一定是物体吸收了 50 J 的热量 C一定是物体分子动能增加了 50 J D物体的分子平均动能可能不变 知识点三 做功和热传递与内能变化的关系 5一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，(若不计气泡内空气分子势能的变化) 则( ) A气泡对外做功，内能不变，同时放热 B气泡对外做功，内能不变，同时吸热 C气泡内能减少，同时放热 D气泡内能不变，不吸热也不放
7、热 知识点四 判断物体内能变化的方法 6如图 1 所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆) 是绝热的，且不漏 气用 E 甲 、E 乙 分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中( ) AE 甲 不变，E 乙 减小 BE 甲 不变，E 乙 增大 CE 甲 增大，E 乙 不变 DE 甲 增大，E 乙 减小 图 1 7对于一定质量的气体( ) A吸热时其内能可以不变 B吸热时其内能一定不变 C不吸热也不放热时其内能可以减小 D不吸热也不放热时其内能一定不变 8关于物体内能的变化，以下说法中正确的是( ) A物体吸收热量，内能一定增大 B物体对外做功，内能一定减少
8、C物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变 D物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变 9一物体获得一定初速度后，沿着一粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系 统( ) A机械能守恒 B总能量守恒 C机械能和内能增加 D机械能减少，内能增加 10 “第一类永动机”不可能制成，是因为( ) A不符合机械能守恒定律 B违背了能量守恒定律 C做功产生的热不符合热功当量 D找不到合适的材料和合理的设计方案 知识点五热力学第一定律 11一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了 8104 J 的功，气体的内能减少了 1.2105 J，则下列各式中正确的是( ) A.W810 4 J,U1.210
9、 5 J,Q410 4 J B.W810 4 J,U1.210 5 J,Q210 5 J C.W810 4 J,U1.210 5 J,Q210 4 J D.W810 4 J,U1.210 5 J,Q410 4 J 12下列关于物体内能的说法正确的是( ) A物体吸收热量，内能一定增加 B物体放出热量，内能一定减少 C当做功和热传递同时存在时，物体的内能可能不变 D物体对外做功，内能可能增加 知识点六 能量守恒定律 13如图 1 所示，A、B 是两个完全相同的铁球，A 放在绝热板上，B 用绝热绳悬挂，现只 让它们吸收热量，当它们升高相同的温度时，它们所吸收的热量分别为 QA、Q B，则( ) A
10、Q AQ B BQ AQB D无法确定 QA、Q B的大小 图 1 知识点七 热力学第一定律的应用技巧 14一定质量的气体在保持压强恒等于 1.0105 Pa 的状况下，体积从 20 L 膨胀到 30 L， 这一过程中气体从外界吸热 4103 J，则气体内能的变化为( ) A增加了 5103 J B减少了 5103 J C增加了 3103 J D减少了 3103 J 15如图 2 所示，A、B 两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态 A 变化到状态 B 时( ) A体积必然变大 B有可能经过体积减小的过程 C外界必然对气体做正功 D气体必然从外界吸热 图 2 16下列说法中正确
11、的是( ) A一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性 B一切不违反能量守恒定律的物理过程都是可能实现的 C由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行 D一切物理过程都不可能自发地进行 17下列说法中正确的是( ) A功可以完全转化为热量，而热量不可以完全转化为功 B热机必须是具有两个热库，才能实现热功转化 C热机的效率不可能大于 1，但可能等于 1 D热机的效率必定小于 1 18关于制冷机制冷过程的说法中，正确的是( ) A此过程违反了热力学第二定律 B此过程没有违反热力学第二定律 C此过程违反了能量守恒定律 D此过程没有违反能量守恒定律 知识点八 热传导的方向性 19下列哪些过程具有方向性(
12、 ) A热传导过程 B机械能向内能的转化过程 C气体的扩散过程 D气体向真空中的膨胀 20关于热传导的方向性，下列说法正确的是( ) A热量能自发地由高温物体传给低温物体 B热量能自发地由低温物体传给高温物体 C在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体 D热量不可能从低温物体传给高温物体 知识点九 热力学第二定律的理解 21根据热力学第二定律，下列判断正确的是( ) 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 知识点十 第二类永动机不可能制成 22关于永动机和
13、热力学定律的讨论，下列叙述正确的是( ) A第二类永动机违反能量守恒定律 B如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加 C外界对物体做功，则物体的内能一定增加 D做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方 式是有区别的 23下列说法正确的是( ) A第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律 B第二类永动机违背了能量转化的方向性 C自然界中的能量是守恒的，所以不用节约能源 D自然界中的能量尽管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能 源 知识点十一 热力学第二定律的应用技巧 24如图 1 中汽缸内盛有定量的理想气体，汽缸壁是导热的，
14、缸外环境保持恒温，活塞与 汽缸壁的接触是光滑的，但不漏气，现将活塞杆缓慢向右移动，这样气体将等温膨胀并通 过杆对外做功若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是( ) 图 1 A气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，此过程违反热力学第二定律 B气体是从单一热源吸热，但并未全部用来对外做功，此过程不违反热力学第二定律 C气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，此过程不违反热力学第二定律 D以上三种说法都不对 25下列说法中正确的是( ) A机械能和内能之间的转化是可逆的 B气体向真空的自由膨胀是可逆的 C如果一个“宏观态”对应的 “微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较有序的 D如
15、果一个“宏观态”对应的 “微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较无序的 26任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会( ) A增加 B不变 C减小 D无法判断 27下列属于新型能源，又是可再生能源的是( ) A太阳能 B石油 C天然气 D核能 知识点十二 热力学第二定律的微观解释 28关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是( ) A大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动 B热传递的自发过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程 C热传递的自发过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化 的过程 D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
16、29下面关于熵的说法中错误的是( ) A熵是系统内分子运动无序性的量度 B在自然过程中一个孤立系统的熵总是增加或不变的 C热力学第二定律也叫做熵减小原理 D熵值越大代表越无序 知识点十三 能量耗散 30下列关于能量耗散的说法，正确的是( ) A能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律 B能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用 C各种形式的能量向内能的转化，是能够自动全额发生的 D能量耗散导致能量品质的降低 4下列对能量耗散的理解正确的有( ) A能量耗散说明能量在不断减少 B能量耗散遵守能量守恒定律 C能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失 D能量耗散从能量角度反映出自然界的
17、宏观过程具有方向性 知识点十四 能源与环境 31以下说法正确的是( ) A煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能 B汽油是一种清洁能源 C水能是可再生能源 D煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的 32水能不产生污染物，是一种清洁能源，位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流量 可达每秒 6 000 m3，而且一年四季流量稳定，瀑布落差 50 m，若利用这一资源发电，设其 效率为 50%，估算发电机的输出功率 (g 取 10 m/s2) 热力学定律巩固学案 1在给自行车轮胎打气时，会发现胎内空气温度升高，这是因为( ) A胎内气体压强不断增大，而容积不变 B轮胎从外界吸热 C外界空气温
18、度本来就高于胎内气体温度 D打气时，外界不断地对胎内气体做功 2一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程设气体分子间的势能可忽略，则在此过程 中( ) A外界对气体做功，气体分子的平均动能增加 B外界对气体做功，气体分子的平均动能减少 C气体对外界做功，气体分子的平均动能增加 D气体对外界做功，气体分子的平均动能减少 3对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是( ) A不考虑分子间的相互作用力和分子势能 B在绝热膨胀过程中，内能不变 C温度升高时一定是从外界吸收了热量 D体积不变，压强减小时，物体一定向外界放出了热量 4如图 1 所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有
19、个用 卡子卡住的可移动胶塞用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度， 这时读出温度计示数打开卡子，胶塞冲出容器口后( ) 图 1 A温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少 B温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加 C温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少 D温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加 5关于物体内能及其变化，下列说法中正确的是( ) A物体的温度改变时，其内能必定改变 B物体对外做功，其内能不一定改变；向物体传递热量，其内能也不一定改变 C物体对外做功，其内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定改变 D若物体与外界不发生热
20、交换，则物体的内能必定不改变 6在一个完全真空的绝热容器中放入两个物体，它们之间没有发生热传递，这是因为( ) A两物体没有接触 B两物体的温度相同 C真空容器不能发生热对流 D两物体具有相同的内能 7关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有( ) A热水的内能比冷水的内能多 B温度高的物体其热量必定多，内能必定大 C在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两 物体的内能相等 D热量是热传递过程中内能转移的量度 8在一个绝热汽缸里有一定质量的理想气体，若因气体膨胀，活塞把重物逐渐举高，则在 这个过程中，汽缸中的气体( ) A温度升高 B温度降低 C内能增加 D内
21、能不变 9对于热量、功和内能三者的说法正确的是( ) A热量、功、内能三者的物理意义相同 B热量、功都可以作为物体内能的量度 C热量、功、内能的单位不相同 D热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的 10某系统的初状态具有内能 1 J，在外界对它做 0.5 J 的功后，它放出 0.2 J 的热量，系统 在这个过程中内能的增量是( ) A0.7 J B0.3 J C0.66 J D0.34 J 11某气体温度升高了(体积不变 )，可能的原因是( ) A气体一定吸收了热量 B气体可能放出了热量 C外界对气体可能做了功 D气体可能吸收了热量 12如图 3 所示，用绝热活塞把绝热容器隔成容积相
22、同的两部分，先把活塞锁住，将质量 和温度都相同的理想气体氢气和氧气分别充入容器的两部分，然后提起销子，使活塞可以 无摩擦地滑动，当活塞平衡时( ) A氢气的温度不变 B氢气的压强减小 C氢气的体积增大 D氧气的温度升高 图 3 图 4 13如图 4，一绝热容器被隔板 K 隔开 a、b 两部分已知 a 内有一定量的稀薄气体，b 内 为真空抽开隔板 K 后，a 内气体进入 b，最终达到平衡状态在此过程中( ) A气体对外界做功，内能减少 B气体不做功，内能不变 C气体压强变小，温度降低 D气体压强变小，温度不变 14一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用 W1 表
23、示外界对气体做的功，W 2 表示气体对外界做的功， Q1 表示气体吸收的热量，Q 2 表示 气体放出的热量则在整个过程中一定有( ) AQ 1Q 2W 2W 1 BQ 1Q 2W 1W 2 CW 1W 2 DQ 1Q 2 15如图 5 所示是一定质量的理想气体从状态 A 经 B 至 C 的 p 图线，则在此过程中( ) 1V A气体的内能改变 B气体的体积增大 C气体向外界放热 D气体对外界做功 图 5 图 6 16如图 6 所示，a、b、c、d 表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中 ad 平行于横坐标轴，dc 平行于纵坐标轴，ab 的延长线过原点，以下说法正确的是( ) A从
24、状态 d 到 c，气体不吸热也不放热 B从状态 c 到 b，气体放热 C从状态 a 到 d，气体对外做功 D从状态 b 到 a，气体吸热 17.在图 7 所示的两端开口的“U” 形管中，盛有同种液体，并用阀门 K 将液体隔成左、右两 部分，左边液面比右边液面高现打开阀门 K，从打开阀门到两边液面第一次平齐的过程 中，液体向外放热为 Q，内能变化量为 U，动能变化量为 Ek；大气对液体做功为 W1， 重力做功为 W2，液体克服阻力做功为 W3，由功能关系可得 图 8 W 10 W 2W 3E k W 2W 3Q U W 3QU 其中，正确的是( ) A. B. C. D. 18关于热力学定律和分
25、子动理论，下列说法中正确的是( ) A我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引 起其他变化 B利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机 械能，这在原理上是可行的 C在分子力作用范围内，分子力总是随分子间距离的增大而减小 D温度升高时，物体中每个分子的运动速率都将增大 19下列有关能量转化的说法中错误的是( ) A不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他的变化 B只要对内燃机不断改进，就可以使内燃机的效率达到 100% C满足能量守恒定律的物理过程都能自发的进行 D外界对物体做功，物体的内能必然增加 20.用两种
26、不同的金属丝组成一个回路，接触点 1 插在热水中，接触点 2 插在冷水中，如图 2 所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象关于这一现象的正确说法是( ) 图 2 A这一实验不违背热力学第二定律 B在实验过程中，热水温度降低，冷水温度升高 C在实验过程中，热水的内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能 D在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全部转化成冷水的内能 2117 世纪 70 年代，英国赛斯特城的主教约翰维尔金斯设计了一种磁力“永动机” ，其 结构如图 4 所示，在斜面顶端放一块强磁铁 M，斜面上、下端各有一个小孔 P、Q ，斜面 下有一个连接两小孔的弯曲轨道维
27、尔金斯认为：如果在斜坡底放一个铁球，那么在磁铁 的引力作用下，铁球会沿斜面向上运动，当球运动到 P 孔时，它会漏下，再沿着弯曲轨道 返回到 Q，由于这时球具有速度可以对外做功然后又被磁铁吸引回到上端，到 P 处又漏 下对于这个设计，下列判断中正确的是( ) 图 4 A满足能量转化和守恒定律，所以可行 B不满足热力学第二定律，所以不可行 C不满足机械能守恒定律，所以不可行 D不满足能量守恒定律，所以不可行 22关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是( ) A热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内 能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互
28、矛盾的 B内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾 C两条定律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别 D其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律 23下列说法中正确的是( ) A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 B一切自发过程总是沿着分子热运动的有序性增大的方向进行 C在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵一定不会增大 D在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵可能减小 24下列说法中正确的是( ) A热量能自发地从高温物体传给低温物体 B热量不能从低温物体传到高温物体 C热传导是有方向的 D能量耗散说明能量是不守
29、恒的 25下列说法正确的是( ) A热力学第二定律只在一定前提条件下才能成立 B热力学第二定律揭示了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 C能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 D热力学第二定律揭示了有大量分子参与宏观过程的方向性 26下面关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是( ) A从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律 B一切自发过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行 C有的自发过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行，有的自发过程沿着分子热运动 无序性减小的方向进行 D在任何自发过程中，一个孤立系统总熵不会减少 27.当前世界上日益严重
30、的环境问题主要源于( ) A温室效应 B厄尔尼诺现象 C人类对环境的污染和破坏 D火山喷发和地震 28能源利用的过程实质上是( ) A能量的消失过程 B能量的创造过程 C能量的转化和转移过程 D能量的转化、传递并且逐渐消失的过程 29氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车备受 青睐我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号” ，已达到世界先进水平， 并加快向产业化的目标迈进氢能具有的优点包括( ) 原料来源广 易燃烧、热值高 储存方便 制备工艺廉价易行 A B C D 30.CO2 气体几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中 CO2 浓度增加能使地表温度因受太
31、阳辐射 而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空 间的排放，使整个地球就像一个大温室一样，因此，大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加 已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖 (1)这种大气中以 CO2 为主的气体产生的效应称为 ( ) A光热效应 B光电效应 C光气效应 D温室效 应 (2)导致大气中 CO2 浓度增加的主要原因是 ( ) A大量植物和生物物种灭绝 B大量燃料如石油、煤炭、天然气等的燃烧 C人口剧增，呼出的二氧化碳增多 D自然因素破坏了地球环境生态平衡 31.空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了 2105 J 的功，同时空气的内能增加了 1.5105 J，这一过程中空气向外界传递的热量是多少？ 32一定量的气体从外界吸收了 2.6105 J 的热量，内能增加了 4.2105 J，是气体对外界 做了功，还是外界对气体做了功？做了多少功？如果气体吸收的热量仍为 2.6105 J 不变， 但是内能只增加了 1.6105 J，这一过程做功情况怎样？ 33一铁球从高 H 处由静止落到地面上，回弹速率是落地速率的一半，设撞击所转化的内 能全部使铁球温度升高，则铁球的温度升高多少？(设铁的比热容为 c，各物理量取国际制 单位)
