高中物理選修3-3知識(shí)復(fù)習(xí)提綱：第十章 熱力學(xué)定律(人教版)

高中物理選修3-3知識(shí)點(diǎn)總結(jié)：第十章熱力學(xué)定律（人教版）

冷熱變化是最常見(jiàn)的一種物理現(xiàn)象，本章主要將的就是熱力學(xué)的有關(guān)問(wèn)題，其中熱力學(xué)的第一和第二定律是比較重要得，對(duì)于能量守恒定律必須要深刻的理解。

考試的要求：

Ⅰ、對(duì)所學(xué)知識(shí)要知道其含義，并能在有關(guān)的問(wèn)題中識(shí)別并直接運(yùn)用，相當(dāng)于課程標(biāo)準(zhǔn)中的“了解”和“認(rèn)識(shí)”。

Ⅱ、能夠理解所學(xué)知識(shí)的確切含義以及和其他知識(shí)的聯(lián)系，能夠解釋?zhuān)�在�?shí)際問(wèn)題的分析、綜合、推理、和判斷等過(guò)程中加以運(yùn)用，相當(dāng)于課程標(biāo)準(zhǔn)的“理解”，“應(yīng)用”。

要求Ⅰ：熱力學(xué)第一定律、能量守恒定律、熱力學(xué)第二定律、熱力學(xué)第二定律的微觀結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。

要求Ⅱ：這一章這項(xiàng)要求考察比較少。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)：

內(nèi)容詳解：一、

功、熱與內(nèi)能

●絕熱過(guò)程：不從外界吸熱，也不向外界傳熱的熱力學(xué)過(guò)程稱(chēng)為絕熱過(guò)程。

●內(nèi)能：內(nèi)能是物體或若干物體構(gòu)成的系統(tǒng)內(nèi)部一切微觀粒子的一切運(yùn)動(dòng)形式所具有的能量的總和，用字母U表示。

●熱傳遞：兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸時(shí)溫度高的物體要降溫，溫度低的物體要升溫，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)之為熱傳遞。

●熱傳遞的方式：熱傳導(dǎo)、對(duì)流熱、熱輻射。二、

熱力學(xué)第一定律、第二定律●第一定律表述：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所作的功的和。

表達(dá)式uWQ

符號(hào)+-W外界對(duì)系統(tǒng)做功系統(tǒng)對(duì)外界做功Q系統(tǒng)從外界吸熱系統(tǒng)向外界放熱u系統(tǒng)內(nèi)能增加系統(tǒng)內(nèi)能減少●第二定律的表述：一種表述：熱量不能自發(fā)的從低溫物體傳到高溫物體。另一種表述：（開(kāi)爾文表述）不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，將其全部用來(lái)轉(zhuǎn)化成功，而不引起其他的影響。

●應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題的思路與步驟：

一、明確研究對(duì)象是哪個(gè)物體或者是哪個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)。

二、別列出物體或系統(tǒng)(吸收或放出的熱量)外界對(duì)物體或系統(tǒng)。

三、據(jù)熱力學(xué)第一定律列出方程進(jìn)行求解，應(yīng)用熱力學(xué)第一定律計(jì)算時(shí)，要依照符號(hào)法則代入數(shù)據(jù)，對(duì)結(jié)果的正負(fù)也同樣依照規(guī)則來(lái)解釋其意義。

四、幾種特殊情況：

若過(guò)程是絕熱的，即Q=0，則：W=ΔU，外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加。若過(guò)程中不做功，即W=0，則：Q=ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加。若過(guò)程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU=0，則:W+Q=0,外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量。

對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解：

熱力學(xué)第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種改變內(nèi)能的方式是等效的，而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系，此定律是標(biāo)量式，應(yīng)用時(shí)熱量的單位應(yīng)統(tǒng)一為國(guó)際單位制中的焦耳。

對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解:

①在熱力學(xué)第二定律的表述中,自發(fā)和不產(chǎn)生其他影響的涵義，自發(fā)是指熱量從高溫物體自發(fā)地傳給低溫物體的方向性，在傳遞過(guò)程中不會(huì)對(duì)其他物體產(chǎn)生影響或需要借助其他物體提供能量等的幫助。不產(chǎn)生其他影響的涵義是使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體或從單一熱源吸收熱量全部用來(lái)做功，必須通過(guò)第三者的幫助，這里的幫助是指提供能量等，否則是不可能實(shí)現(xiàn)的。

②熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述，揭示了大量分子參與宏觀過(guò)程的方向性，使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性。

對(duì)能量守恒定律的理解：

③在自然界中不同的能量形式與不同的運(yùn)動(dòng)形式相對(duì)應(yīng)，如物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)具有機(jī)械能，分子運(yùn)動(dòng)具有內(nèi)能等等。

④某種形式的能減少，一定有其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等。③某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等。三、能量守恒定律

●能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量不變

●第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可制成是因?yàn)槠溥`背了熱力學(xué)第一定律

●第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可制成是因?yàn)槠溥`背了熱力學(xué)第二定律（一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行）

●熵：是分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序程度的定量量度，在絕熱過(guò)程或孤立系統(tǒng)中，熵是增加的。①熵是反映系統(tǒng)無(wú)序程度的物理量，正如溫度反映物體內(nèi)分子平均動(dòng)能大小一樣。②系統(tǒng)越混亂，無(wú)序程度越大，就稱(chēng)這個(gè)系統(tǒng)的熵越大。系統(tǒng)自發(fā)變化時(shí)，總是向著無(wú)序程度增加的方向發(fā)展，至少無(wú)序程度不會(huì)減少，也就是說(shuō)，系統(tǒng)自發(fā)變化時(shí)，總是由熱力學(xué)概率小的狀態(tài)向熱力學(xué)概率大的狀態(tài)進(jìn)行。從熵的意義上說(shuō)，系統(tǒng)自發(fā)變化時(shí)總是向著熵增加的方向發(fā)展，不會(huì)使熵減少。

③任何宏觀物質(zhì)系統(tǒng)都有一定量的熵，熵也可以在系統(tǒng)的變化過(guò)程中產(chǎn)生或傳遞。④一切自然過(guò)程的發(fā)生和發(fā)展中，總熵必定不會(huì)減少。

●能量耗散：系統(tǒng)的內(nèi)能流散到周?chē)�的環(huán)境中，沒(méi)有辦法把這些內(nèi)能收集起來(lái)加以利用。四、能源和可持續(xù)發(fā)展：

●能源的重要性：能源是社會(huì)存在與發(fā)展永遠(yuǎn)不可或缺的必需品，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，它與材料、信息構(gòu)成現(xiàn)代社會(huì)的三大支柱。

●化石能源：人們把煤、石油叫做化石能源。

●生物質(zhì)能：生物質(zhì)能指綠色植物通過(guò)光合作用儲(chǔ)存在生物體內(nèi)的太陽(yáng)能，儲(chǔ)存形式是生物分子的化學(xué)能。

●風(fēng)能：為了增加風(fēng)力發(fā)電的功率，通常把很多風(fēng)車(chē)建在一起，我國(guó)的新疆、內(nèi)蒙古等地已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模利用風(fēng)力發(fā)電。

●水能：水是可再生的，水電對(duì)環(huán)境的影響小，發(fā)電成本低。幾個(gè)概念的區(qū)別：一、熱量和內(nèi)能：

內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，狀態(tài)確定，系統(tǒng)的內(nèi)能也隨之確定，要使系統(tǒng)的內(nèi)能發(fā)生變化，可以通過(guò)熱傳遞或做功兩種方式來(lái)完成，而熱量是熱傳遞過(guò)程中的特征物理量，和功一樣，熱量只是反映物體在狀態(tài)變化過(guò)程中所遷移的能量，是用來(lái)衡量物體內(nèi)能變化的，有過(guò)程，才有變化，離開(kāi)過(guò)程，毫無(wú)意義，就某一狀態(tài)而言，只有內(nèi)能，根本不存在什么熱量和，因此，不能說(shuō)一個(gè)系統(tǒng)中含有多少熱量或多少功。

二、熱量和溫度：

熱量是系統(tǒng)的內(nèi)能變化的量度，而溫度是系統(tǒng)內(nèi)部大量分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的激烈程度的標(biāo)志，雖然熱傳遞的前提是兩個(gè)系統(tǒng)之間要有溫度差，但是傳遞的是能量，不是溫度，熱傳遞不僅可以使系統(tǒng)溫度發(fā)生變化，還可以使物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化，在物質(zhì)狀態(tài)變化中，傳遞給系統(tǒng)的熱量并沒(méi)有使系統(tǒng)的溫度發(fā)生變化，因此不能說(shuō)系統(tǒng)吸收熱量多，溫度變化一定大，也不能認(rèn)為系統(tǒng)的溫度高，它放出的熱量一定多，因?yàn)榉懦龅臒崃�，不但和溫度的變化值有關(guān)，還和比熱容有關(guān)，總之，熱量和溫度之間雖然有一定的聯(lián)系，但它們是完全不同的兩個(gè)物理量。

三、熱量和功：

熱量和功，都是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度，都是過(guò)程量，一定量的熱量還與一定量的功相當(dāng)，但它們之間有著本質(zhì)的區(qū)別，用做功來(lái)改變系統(tǒng)的內(nèi)能，是系統(tǒng)內(nèi)分子隨整體的有序運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化為另一系統(tǒng)的分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，是機(jī)械能或其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化過(guò)程，用熱傳遞來(lái)改變系統(tǒng)的內(nèi)能，是通過(guò)傳導(dǎo)對(duì)流和輻射來(lái)完成的，它將分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，從一個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)系統(tǒng)，這種轉(zhuǎn)移就是系統(tǒng)間內(nèi)能轉(zhuǎn)換的過(guò)程。

擴(kuò)展閱讀：201*高中物理 第十章熱力學(xué)定律限時(shí)檢測(cè) 新人教版選修3-3

第十章限時(shí)檢測(cè)

本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分．滿分100分，時(shí)間90分鐘．

第Ⅰ卷(選擇題共40分)

一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，有些小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)

1．下列說(shuō)法中正確的是()A．熱傳導(dǎo)的過(guò)程是有方向性的

B．第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成，因?yàn)樗�違反能量守恒定律

C．第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成，因?yàn)闄C(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程具有方向性D．熱力學(xué)第二定律表明，所有物理過(guò)程都具有方向性答案：AC

解析：熱傳導(dǎo)的過(guò)程是有方向性的，這個(gè)過(guò)程可以向一個(gè)方向自發(fā)地進(jìn)行，但是向相反的方向卻不能自發(fā)地進(jìn)行．要實(shí)現(xiàn)向相反方向的過(guò)程，必須借助外界的幫助，因而會(huì)產(chǎn)生其他影響或引起其他變化，所以A選項(xiàng)正確．第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)并不違反能量守恒定律，但它違反了熱力學(xué)第二定律，所以B選項(xiàng)錯(cuò)，C選項(xiàng)正確．并不是所有的物理過(guò)程都具有方向性，所以D選項(xiàng)錯(cuò)．

2．(201*成都市高二檢測(cè))有關(guān)熱現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是()A．只要物體吸收了熱量，物體的內(nèi)能就一定會(huì)增大

B．熱傳遞能改變物體的內(nèi)能，做功卻只能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)C．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的那一部分分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

D．質(zhì)量相同的水、酒精和水銀，若它們的溫度都是15℃，則三者分子的平均動(dòng)能相同答案：D

3．(201*唐山二中高二下學(xué)期期中)關(guān)于物體的內(nèi)能，以下說(shuō)法中不正確的是()A．物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能之和B．物體不從外界吸收熱量，其內(nèi)能也可能增加C．外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能一定增加

D．物體內(nèi)能的多少，跟物體的溫度和體積都有關(guān)系答案：C

解析：根據(jù)物體內(nèi)能的定義可知A項(xiàng)正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可判B、D正確，C項(xiàng)不正確．

4．熱力學(xué)第二定律常見(jiàn)的表述方式有兩種，其一是：不可能使熱量由低溫物體傳遞到

高溫物體而不引起其他變化；其二是：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功，而不引起其他變化．第一種表述方式可以用如右圖示意圖來(lái)表示，根據(jù)你對(duì)第二種表述的理解，如果也用類(lèi)似的示意圖來(lái)表示，你認(rèn)為下列示意圖中正確的是()

答案：B

解析：第二種表述的意思是：熱機(jī)吸收熱量，對(duì)外做功，同時(shí)把熱量傳給低溫物體．5．如圖，一絕熱容器被隔板K隔開(kāi)成a，b兩部分．已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體，b內(nèi)為真空．抽開(kāi)隔板K后，a內(nèi)氣體進(jìn)入b，最終達(dá)到平衡狀態(tài)．在此過(guò)程中()

A．氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少B．氣體不做功，內(nèi)能不變C．氣體壓強(qiáng)變小，溫度降低D．氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變答案：BD

解析：因b內(nèi)為真空，抽開(kāi)隔板K后，a內(nèi)氣體對(duì)外界不做功，由ΔU＝W＋Q知內(nèi)能不變，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．選項(xiàng)B正確．稀薄氣體可看作理想氣體，其內(nèi)能只與溫度有關(guān)，氣體的內(nèi)能不變，溫度也不變，由p1V1＝p1V2和V1p2，即氣體壓強(qiáng)變小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．

6．帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體．氣體開(kāi)始處于狀態(tài)a，然后經(jīng)過(guò)過(guò)程ab到達(dá)狀態(tài)b或經(jīng)過(guò)過(guò)程ac到狀態(tài)c，b、c狀態(tài)溫度相同，如V－T圖所示．設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強(qiáng)分別為Pb和Pc，在過(guò)程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac，則(填入選項(xiàng)前的字母，有填錯(cuò)的不得分)()

A．Pb>Pc，Qab>QacB．Pb>Pc，QabB．外界對(duì)氣體做功，氣體溫度降低C．氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能一定減小D．外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能一定增加答案：BC

解析：由平衡條件知活塞受到的沙桶拉力減小，其他力如重力、大氣壓力不變，則氣體壓強(qiáng)增大、體積減小，外界對(duì)氣體做功，由于環(huán)境溫度緩慢降低，則氣體內(nèi)能減少，由ΔU＝W＋Q知QC．①③答案：D

D．③④

解析：四則信息均為與當(dāng)今科技發(fā)展前沿相關(guān)的信息，但①項(xiàng)違背了熱力學(xué)第二定律，即絕對(duì)零度不可達(dá)到；②項(xiàng)中同步衛(wèi)星只能定點(diǎn)在赤道正上方；③項(xiàng)中光速與介質(zhì)有關(guān)，光在不同介質(zhì)中傳播速度不相同；④項(xiàng)中敘述符合能量守恒定律而不違背其他物理原理．

第Ⅱ卷(非選擇題共60分)

二、填空題(共4小題，每小題5分，共20分．把答案直接填在橫線上)

11．氫能源是21世紀(jì)極具開(kāi)發(fā)前景的新能源之一，它既是綠色能源，又可循環(huán)使用．請(qǐng)?jiān)趫D的兩個(gè)空框中填上循環(huán)過(guò)程中反應(yīng)物和生成物的分子式，以完成理想的氫能源循環(huán)體系圖(循環(huán)中接收太陽(yáng)能的物質(zhì)在自然界中廣泛存在)．從能量轉(zhuǎn)換的角度看，過(guò)程Ⅱ主要是______能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能．

答案：化學(xué)電

12．指出下面例子中各是什么物理過(guò)程改變物體內(nèi)能：

(1)瓶?jī)?nèi)的高壓氣體將瓶塞沖開(kāi)，瓶?jī)?nèi)氣體的溫度降低，____________.(2)子彈打中木塊，木塊和子彈的溫度升高．____________.(3)電流通過(guò)電爐絲，其溫度升高．____________.

(4)將燒紅的鐵塊放入冷水中，水的溫度升高．____________.答案：(1)做功(2)做功(3)做功(4)熱傳遞

13．怎樣處理、利用垃圾一直是各個(gè)國(guó)家、各個(gè)城市所關(guān)心的環(huán)保問(wèn)題，杭州在天子嶺建成高科技垃圾發(fā)電廠，使垃圾轉(zhuǎn)變成可利用的電能成為現(xiàn)實(shí)．

據(jù)悉，目前天子嶺垃圾填埋場(chǎng)可填埋垃圾6.0×106m3，據(jù)理論推算1m3垃圾可產(chǎn)生220m3的氣體，1m3氣體可發(fā)電兩度，按這樣的規(guī)模，請(qǐng)你估算天子嶺發(fā)電廠最多能發(fā)電________億度．

答案：26.4

解析：天子嶺發(fā)電廠最多能發(fā)電6.0×106×220×2度＝26.4×108度＝26.4億度．14．(1)空氣壓縮機(jī)在一次壓縮過(guò)程中，活塞對(duì)汽缸中的氣體做功為2.0×105J，同時(shí)氣

體的內(nèi)能增加了1.5×105J.試問(wèn)：此壓縮過(guò)程中，氣體________(填“吸收”或“放出”)的熱量等于________J.

(2)若一定質(zhì)量的理想氣體分別按下圖所示的三種不同過(guò)程變化，其中表示等壓變化的是________(填“A”、“B”或“C”)，該過(guò)程中氣體的內(nèi)能________(填“增加”、“減少”或“不變”)．

(3)設(shè)想將1g水均勻分布在地球表面上，估算1cm2的表面上有________個(gè)水分子．(已知1mol水的質(zhì)量為18g，地球的表面積約為5×1014m2，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

答案：(1)放出5×104(2)C增加(3)7×103

三、論述計(jì)算題(共5小題，40分．解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)

15．(7分)我國(guó)東部季風(fēng)區(qū)某新建城市分布如圖所示，城市的四周都有廣闊地帶，現(xiàn)要在城市附近建一座比較大型的火力發(fā)電廠．

(1)請(qǐng)?jiān)趫D中A、B、C、D、E、F處選一最佳建廠處，說(shuō)明理由．(2)請(qǐng)你預(yù)測(cè)此工廠將有哪些方面會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染？

(3)請(qǐng)你用物理、化學(xué)、生物等方面的知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)保護(hù)環(huán)境、控制污染的方案．答案：(1)應(yīng)選在D處建廠．原因：①在季風(fēng)區(qū)工廠應(yīng)建在位于垂直于盛行風(fēng)風(fēng)向的郊外，可盡量減少粉塵，有毒氣體在居民區(qū)的污染．②在河的下游，水源充足．③緊靠鐵路和公路，交通便利．

(2)有廢氣、廢渣和廢水．

(3)①利用該廠的廢渣可在附近建一個(gè)礦渣水泥廠或磚廠，變廢為寶．②根據(jù)可產(chǎn)生廢水的情況，在建廠的同時(shí)，建一個(gè)利用化學(xué)分解和生物降解的廢水處理設(shè)備．③根據(jù)該廠將產(chǎn)生粉塵和有毒氣體較嚴(yán)重的情況，在廠區(qū)里多栽一些如美人蕉、月季、丁香、菊花等能吸收有毒氣體的植物，搞好廠區(qū)綠化保護(hù)，在工廠周?chē)�和居民區(qū)之間建立森林防護(hù)林帶，盡量選一些生長(zhǎng)快能吸收粉塵和有毒氣體的樹(shù)種作為綠化的主要品種．

16．(7分)兩人共同拉鋸伐木，每人在180s內(nèi)拉動(dòng)60次，每次拉動(dòng)的距離為75cm，兩人用的力均為20N，做功的40%轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑒t每秒鐘產(chǎn)生的熱量是多少？若產(chǎn)生熱量的

20%被鋼鋸吸收，則60s后鋼鋸的溫度將升高多少度？[設(shè)鋼鋸的比熱容為1.2×102J/(kg℃)，鋼鋸的質(zhì)量為0.5kg]

答案：4J0.8℃解析：180s兩人做的功

W＝2NFS＝2×60×20×0.75J＝1800J，則每秒產(chǎn)生的熱量Q＝

W

×40%＝4J.180

根據(jù)Q吸＝cmΔt＝60Q20%.60Q20%得Δt＝＝0.8℃.

cm

17．(7分)如圖所示，為一汽缸內(nèi)封閉的一定質(zhì)量的氣體的p－V圖線，當(dāng)該系統(tǒng)從狀態(tài)a沿過(guò)程a→c→b到達(dá)狀態(tài)b時(shí)，有355J的熱量傳入系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)外界做功126J，求：

(1)若沿a→d→b過(guò)程，系統(tǒng)對(duì)外做功42J，則有多少熱量傳入系統(tǒng)？

(2)若系統(tǒng)由狀態(tài)b沿曲線過(guò)程返回狀態(tài)a時(shí)，外界對(duì)系統(tǒng)做功84J，問(wèn)系統(tǒng)是吸熱還是放熱？熱量傳遞是多少？

答案：(1)251J(2)放熱293J解析：(1)沿a→c→b過(guò)程ΔU＝W＋Q＝(－126＋335)J＝209J.沿a→d→b過(guò)程，

ΔU＝W′＋Q′，Q′＝ΔU－W′＝[209－(－42)]J＝251J，即有251J的熱量傳入系統(tǒng)．(2)由b→a，ΔU′＝－209J.ΔU′＝W″＋Q″＝84J＋Q″，Q″＝(－209－84)J＝－293J.負(fù)號(hào)說(shuō)明系統(tǒng)放出熱量．

18．(201*江蘇新海中學(xué)高二期中)(9分)噴霧器內(nèi)有10L水，上部封閉有1atm的空氣2L.關(guān)閉噴霧閥門(mén)，用打氣筒向噴霧器內(nèi)再充入1atm的空氣3L(設(shè)外界環(huán)境溫度一定，空氣可看作理想氣體)．

(1)當(dāng)水面上方氣體溫度與外界溫度相等時(shí)，求氣體壓強(qiáng)，并從微觀上解釋氣體壓強(qiáng)變化的原因．

(2)打開(kāi)噴霧閥門(mén)，噴霧過(guò)程中封閉氣體可以看成等溫膨脹，此過(guò)程氣體是吸熱還是放熱？簡(jiǎn)要說(shuō)明理由．

答案：(1)2.5atm(2)吸熱

解析：(1)設(shè)氣體初態(tài)壓強(qiáng)為p1，體積為V1；末態(tài)壓強(qiáng)為p2，體積為V2，由玻意耳定律p1V1＝p2V2①

代入數(shù)據(jù)得p2＝2.5atm②

微觀解釋?zhuān)簻囟炔蛔�，分子平均�?dòng)能不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)增加，所以壓強(qiáng)增加．(2)吸熱．氣體對(duì)外做功而內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w吸熱．

19．(10分)(201*聊城模擬)某同學(xué)家新買(mǎi)了一臺(tái)雙門(mén)電冰箱，冷藏室容積107L，冷凍室容積118L，假設(shè)室內(nèi)空氣為理想氣體．

(1)若室內(nèi)空氣摩爾體積為22.5×103m3/mol，阿伏加德羅常量為6.0×1023mol1，在家

－－

中關(guān)閉冰箱密封門(mén)后，電冰箱的冷藏室和冷凍室內(nèi)大約共有多少個(gè)空氣分子？

(2)若室內(nèi)溫度為27℃，大氣壓為1×105Pa，關(guān)閉冰箱密封門(mén)通電工作一段時(shí)間后，冷藏室溫度降為6℃，冷凍室溫度降為－9℃，此時(shí)冷藏室與冷凍室中空氣的壓強(qiáng)差多大？

(3)冰箱工作時(shí)把熱量從溫度較低的冰箱內(nèi)部傳到溫度較高的冰箱外部，請(qǐng)分析說(shuō)明這是否違背熱力學(xué)第二定律．

答案：(1)6.0×1024個(gè)(2)5.0×103Pa(3)不違背

V1＋V2(107＋118)×103解析：(1)N＝NA＝×6.0×1023＝6.0×1024個(gè)－3Vmol22.5×10

－

(2)設(shè)氣體初始溫度為t0，壓強(qiáng)為p0；后來(lái)冷藏室與冷凍室中的溫度和壓強(qiáng)分別為t1、p1

和t2、p2，由于兩部分氣體分別做等容變化，根據(jù)查理定律

273＋t1p1273＋t1

＝，p1＝pp0273＋t0273＋t00

273＋t2t1－t2同理：p2＝p0，得Δp＝p1－p2＝p

273＋t0273＋t00代入數(shù)據(jù)得Δp＝5.0×103Pa

(3)不違背熱力學(xué)第二定律，因?yàn)闊崃坎皇亲园l(fā)的由低溫向高溫傳遞，電冰箱工作過(guò)程

中要消耗電能．

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