第6章-章末分层突破.docx

章末分层突破自我校对Q+W不可制成的方向克劳修斯开尔文小于不可制成的增加主题1热力学第一定律与能量守恒热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的具体表现形式.它给出了做功和热传递在改变物体内能上是等价的.热力学第一定律揭示了内能的增量(S与外界对物体做的功(W)和物体从外界吸收的热量(Q)之间的关系，即AU=W+Q,正确理解公式的意义及符号的含义是解决本类问题的关键.(1)外界对物体做功，W>0；物体对外界做功，W<0；(2)物体从外界吸热，Q>0；物体向外界放热，Q<0；(3) U>Q,物体的内能增加；t<O,物体的内能减少.解题思路：分析题干，确定改变内能的方式(W、Q)一判断W、Q的符号一代入公式U=W+Q得出结论t>O,则内能增力川AU,t<O,则内能减少|5.注意的问题(1)只有绝热过程时Q=0,AU=W,用做功可判断内能的变化.(2)只有在气体体积不变时，W=0,AU=Q,用吸热、放热情况可判断内能(3)若物体内能不变，即AU=O,W和Q不一定等于零，而是W+Q=0,功和热量符号相反，大小相等，因此判断内能变化问题一定要全面考虑.(4)对于气体，做功W的正负一般要看体积变化，气体体积缩小，W>0；气体体积增加，w<o.>例Il如图5-1所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体，已知容器横截面积为£活塞重为G,大气压强为川.若活塞固定，密封气体温度升高1,需吸收的热量为Qi;若活塞不固定，且可无摩擦滑动，仍使密封气体温度升高1,需吸收的热量为。2.图5-1问Q和Q哪个大些？气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会不同？【导学号：30110069【解析】设密闭气体温度升高1°C,内能的增量为0,则有U=QlU=Q2+W®因气体体积膨胀，WVO,故QVQ2由此可见，质量相等的同种气体，在定容和定压两种不同情况下，尽管温度变化相同，但吸收的热量不同，所以同种气体在定容下的比热容与在定压下的比热容是不同的.【答案】Q<Q见解析应用热力学定律和能量守恒时的步骤(1)认清有多少种形式的能(例如动能、势能、内能、电能、化学能、光能等)在相互转化.(2)分别写出减少的能量AE减和增加的能量AE增的表达式.(3)列出能量守恒方程：AE减=AE增.主题2热力学第二定律及其应用L热力学第二定律的两种表述(1)按照热传递的方向性表述为：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.(2)按照机械能与内能转化的方向性表述为：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响.这是热力学第二定律的开尔文表述.2.热力学第二定律的微观意义(1)一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行.(2)用牖来表示热力学第二定律：在任何自然过程中，一个孤立系统的总燧不会减小.3.分析问题的方法(1)热力学第二定律的本质是对宏观自然过程进行方向的说明.(2)凡是对这种宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述.(3)对热力学第二定律的各种表述都是等效的.例关于热力学定律，下列说法正确的是()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.【答案】ACE主题3能源对环境的影响L二氧化碳的排放与温室效应大量燃烧石油、煤炭、天然气等，产生的C02气体，增大了大气中C02的含量，由于二氧化碳对长波的辐射有强烈的吸收作用，且像暖房的玻璃一样，只准太阳光的热辐射进来，不让室内长波热辐射出去，使地球气温上升，这种效应叫“温室效应”.温室效应使两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海城市，使海水倒流入河流，从而使耕地盐碱化.2.酸雨的成因、危害及防止成因：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、氮氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨，煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质.(2)危害：酸雨影响人的健康，危害生态系统，使土壤酸化和贫瘠，腐蚀建筑和艺术品等.(3)防止：健全法规，强化管理，控制排放.发展清洁煤技术，减少燃烧过程中S02的排放.通过改造发动机，安装汽车尾气净化装置，用无铅汽油代替含铅汽油等手段，控制汽车尾气排放.例国二氧化碳对长波辐射有强烈的吸收作用，行星表面发出的长波辐射到大气以后被二氧化碳截获，最后使大气升温，大气中的二氧化碳像暖房的玻璃一样，只准太阳的辐射进来，却不让室内的长波热辐射出去，大气中的二氧化碳的这种效应叫温室效应.这是目前科学界对地球气候变暖进行分析的一种观点，根据这种观点，以下说法成立的是()A.在地球形成的早期，火山活动频繁，排出大量的二氧化碳，当时地球的气温很高B.经过漫长的年代，地壳的岩石和气体二氧化碳发生化学反应，导致二氧化碳减少，地球上出现了生命C.由于工业的发展和人类的活动，导致二氧化碳在空气中的含量增大，地球上的气温正在升高D.现在地球正在变暖的原因是工业用电和生活用电的急剧增加，使电能和其他形式的能转化为内能E.由于人口剧增，呼出的二氧化碳增多【解析】地球形成的早期，地壳不如现在牢固，地球不如现在稳定，火山活动频繁，符合地质的发展规律.由于火山的喷发，排出大量的二氧化碳，这是必然的现象，进而导致当时地球的气温很高.地球上的岩石由于多种原因，其中包括岩石中的矿物成分与水、氧气、二氧化碳发生化学反应，使岩石进一步分化，最后形成土壤，二氧化碳减少，形成了适合生命生存的条件.由于工业的发展和人类的活动，大量地使用常规能源，导致二氧化碳在空气中的含量增大，地球上的气温正在升高.生活用电和工业用电是电能和其他形式的能的转变，会产生热.故E错误，其他四个选项都很正确，但就温室效应这一观点而言，A、B、C较准确.【答案】ABCL一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、be、cd、da回到原状态，其JP-T图像如图5-2所示，其中对角线c的延长线过原点。.下列判断正确的是()图5-2A.气体在a、C两状态的体积相等B.气体在状态a时的内能大于它在状态C时的内能C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D.在过程血中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E.在过程be中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功【解析】由ac的延长线过原点。知，直线OCa为一条等容线，气体在心C两状态的体积相等，选项A正确；理想气体的内能由其温度决定，故在状态a时的内能大于在状态C时的内能，选项B正确；过程Cd是等温变化，气体内能不变，由热力学第一定律知，气体对外放出的热量等于外界对气体做的功，选项C错误；过程而气体内能增大，从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，选项D错误;即PaVa=CTa,由理想气体状态方程知：半=半=噤=半=C,1a1b1c1dPbVb=CTb,pcVc=CTc,2八/6/=。3.设过程拉？中压强为夕0=/%=/，过程da中压强为p'o=p,=pa.由外界对气体做功W=PAV知，过程A中外界对气体做的功Wbc=PO(Vb-Vc)=C(Tb-Tc),过程击中气体对外界做的功Wda=P1O(Va-Vd)=C(Ta-Td),Ta=Tb,Tc=Td,故%c=Wda,选项E正确.【答案】ABE2.一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程a。、be、Ca回到原状态,其PT图象如图5-3所示.下列判断正确的是()图5-3A.过程a。中气体一定吸热B.过程。C中气体既不吸热也不放热C.过程Ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D. a、6和C三个状态中，状态a分子的平均动能最小E. 6和C两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同【解析】由P-T图象可知过程M是等容变化，温度升高，内能增加，体积不变，由热力学第一定律可知过程时一定吸热，选项A正确；过程。C温度不变，即内能不变，由于过程A体积增大，所以气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项B错误；过程Ca压强不变，温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项C错误；温度是分子平均动能的标志，由?，图象可知，状态气体温度最低，则平均动能最小，选项D正确；6、C两状态温度相等，分子平均动能相等，由于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，选项E正确.【答案】ADE3 .用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图5-4所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体（）图5-4A.内能增大B.压强减小C.压强增大D.对外界作负功E.对外界做正功【解析】实际气体在温度不太低、压强不太大时可看作理想气体.充气袋被挤压，气体体积减小，外界对气体做正功，则W>0,即气体对外界做负功，由于袋内气体与外界无热交换，即Q=O,根据热力学第一定律/U=W+Q知，内能增大，温度升高；根据理想气体状态方程华=C可判断压强一定增大，选项A、C、D正确.【答案】ACD4 .某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大.若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么对做功，胎内气体内能.【解析】中午，车胎内气体温度升高，内能增大，车胎体积增大，气体对外做功.【答案】胎内气体外界增大5 .如图5-5所示，一定质量的理想气体，由状态。经过M过程到达状态6或者经过ac过程到达状态c.设气体在状态6和状态C的温度分别为n和Tc,在过程b和ac中吸收的热量分别为Q仍和Qac则它们的大小关系为1.图5-5rz>+t>rt,.n,、/口一T%PaVaPcVcPbVbQpO'VO.02V【斛析】由理想q体状态方程可知t=t=t，即,1a1c1b1c1b得TC=Tb,则气体在6、C状态内能相等，因到6和到C的U相同；而a到C过程中气体体积不变，W=0,到6过程中气体膨胀对外做功，W<0,根据热力学第一定律：AU=Q+W可知a到b的吸热Qab大于。到C的吸热Qac,即>Qac.选项C正确.【答案】Tc=TbQab>Qac6 .如图5-6所示，为一气缸内封闭的一定质量的气体的P-V图线，当该系统从状态沿过程。一。一6到达状态6时，有335J的热量传入系统，系统对外界做功126J,假设沿。一1一6过程，系统对外做功42J,则有J热量传入系统，若系统由状态6沿曲线过程返回状态。时，外界对系统做功84J,问系统是吸热还是放热？(选填“吸热”或“放热”)，热量传递是J.【导学号：30110070图5-6【解析】沿-c-6过程，由热力学第一定律可得：t=W+=(-126+335)J=209J,沿Ldfb过程，U=W+Q,Q'=t-W,=209-(-42)J=251J,即有251J的热量传入系统.由a-b过程，U=