高考物理复习热点题型
35 热力学定律与能量守恒定律、气体实验定律的综合应用
目录
热点题型一 热力学第一定律与能量守恒定律...................................................................................................... 1 热点题型二 热力学第二定律的理解 ..................................................................................................................... 3 热点题型三 封闭气体多过程的问题 ..................................................................................................................... 4
汽缸封闭气体问题 ............................................................................................................................................. 5 活塞封闭气体问题 ............................................................................................................................................. 6 热点四 关联气体的状态变化问题 ......................................................................................................................... 7
活塞封闭气体的问题 ......................................................................................................................................... 7 水银柱封闭气体的问题 ..................................................................................................................................... 8 热点题型五 变质量问题 ......................................................................................................................................... 8
充气问题 ............................................................................................................................................................. 8 抽气问题 ............................................................................................................................................................. 9 灌气问题 ............................................................................................................................................................. 9 漏气问题 ........................................................................................................................................................... 10 热点题型六 热力学第一定律与图象的综合应用 ................................................................................................ 10 热点题型七 热力学第一定律与气体实验定律的综合应用 ................................................................................. 11 【题型演练】 ........................................................................................................................................................... 12
【题型归纳】
热点题型一 热力学第一定律与能量守恒定律
1．热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种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．此定律是标量式，应用时功、内能、热量的单位应统一为国际单位焦耳． 2．三种特殊情况
(1)若过程是绝热的，即Q＝0，则W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量； (2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加量；
(3)若过程的初、末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体
1
放出的热量．
3.改变内能的两种方式的比较
内能变化情况 区别 从运动形式看 从能量角度看 联系 做功 热传递 外界对物体做功，物体的内能增加；物体吸收热量，内能增加；物体放物体对外界做功，物体的内能减少 做功是宏观的机械运动向物体的微用，使同一物体的不同部分或不同观分子热运动的转化 物体间的分子热运动发生变化 做功是其他形式的能与内能相互转化的过程，能的性质发生了变化 不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移，能的性质不变 出热量，内能减少 热传递是通过分子之间的相互作做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的 4.温度、内能、热量、功的比较
含 义 表示物体的冷热程度，是物体分子平均动能大温度 小的标志，它是大量分子热运动的集体表现，对个别分子来说，温度没有意义 内能(热能) 热量 热传递过程中内能转移的多少 过程量 做功过程是机械能或其他形式的能和内能之间功 的转化过程 【例1】如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空．现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸．待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积．假设整个系统不漏气．下列说法正确的是
( )
物体内所有分子动能和势能的总和，它是由大量分子的热运动和分子的相对位置所决定的能 是热传递过程中内能的改变量，热量用来度量状态量 特 点
2
A．气体自发扩散前后内能相同 B．气体在被压缩的过程中内能增大 C．在自发扩散过程中，气体对外界做功 D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功 E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变 【变式1】．关于热力学定律，下列说法正确的是( ) A．气体吸热后温度一定升高 B．对气体做功可以改变其内能 C．理想气体等压膨胀过程一定放热
D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡 【变式2】关于内能的概念，下列说法中正确的是
( )
A．若把氢气和氧气看作理想气体，则具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气具有的内能不相等 B．一定质量0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能大 C．物体吸收热量后，内能一定增加
D．一定质量的100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能 E．做功和热传递是不等价的 热点题型二 热力学第二定律的理解 1．对热力学第二定律关键词的理解
在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”的涵义．
(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助．
(2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响．如吸热、放热、做功等． 2．热力学第二定律的实质
自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．如 (1)高温物体(2)功
(3)气体体积V1
热量Q能自发传给
热量Q不能自发传给能自发地完全转化为
不能自发地且不能完全转化为
能自发地膨胀到不能自发地收缩到
3
低温物体．
热．
气体体积V2(较大)．
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