第三章

熱力學(xué)定律培優(yōu)幫丨章末總結(jié)析課標

素養(yǎng)清單物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度與責(zé)任1.理解內(nèi)能的宏觀和微觀含義，知道改變內(nèi)能的兩種方式。1.通過做功與傳熱的比較，理解兩種改變內(nèi)能方式的異同。1.通過焦耳的實驗，探究在熱力學(xué)過程中做功與內(nèi)能的關(guān)系。1.通過了解焦耳的實驗和利用電流的熱效應(yīng)給水加熱的實驗，形成嚴謹認真、追求真理的科學(xué)態(tài)度。物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度與責(zé)任2.能運用熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律及能量守恒定律解釋自然現(xiàn)象、求解實際問題，能運用熱力學(xué)第一定律結(jié)合氣體狀態(tài)方程及圖像求解相關(guān)問題。2.通過熱力學(xué)第一定律與氣體狀態(tài)方程及氣體狀態(tài)變化圖像的綜合應(yīng)用，認識事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系，提高科學(xué)思維能力。2.通過了解能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)過程，體會探索中的挫折和失敗對追求科學(xué)真理的意義。2.通過了解人類探索能量守恒的過程，逐漸形成探索自然的內(nèi)在動力，認識科學(xué)的本質(zhì)。續(xù)表物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度與責(zé)任3.了解自然界中宏觀過程的方向性，知道能源是有限的，形成正確的能量觀念。3.通過對自然界能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的實例分析和歸納，認識宏觀自發(fā)過程的方向性，了解熱力學(xué)第二定律。3.通過探究自然界能量轉(zhuǎn)移及轉(zhuǎn)化的案例，認識凡是涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，都是不可逆的。3.通過對能源有限性的認識，關(guān)心社會發(fā)展，關(guān)注能源安全，節(jié)約能源，樹立促進社會可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任意識。續(xù)表例1

下列關(guān)于溫度、內(nèi)能、熱量和功的說法正確的是(

)AA.同一物體溫度越高，內(nèi)能越大B.要使物體的內(nèi)能增加，一定要吸收熱量C.要使物體的內(nèi)能增加，一定要對物體做功D.物體內(nèi)能增加，它的溫度就一定升高【解析】

選項分析正誤A物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，同一物體溫度越高，內(nèi)能越大?！藼做功和傳熱在改變物體內(nèi)能上是等效的，使物體內(nèi)能增加既可以通過吸收熱量也可以通過對物體做功來實現(xiàn)。CD物體內(nèi)能是分子動能與分子勢能的總和，內(nèi)能增加可能只是分子勢能的增加，分子平均動能可能不變，即溫度可能不變。例2

把浸有乙醚的一小塊棉花放在厚玻璃筒的底部，當快速下壓活塞時，由于被壓縮的空氣驟然變熱，溫度升高，達到乙醚的燃點，浸有乙醚的棉花燃燒起來，此實驗的目的是要說明(

)BA.做功一定可以升高物體的溫度

B.做功可以改變物體的內(nèi)能C.做功一定可以增加物體的內(nèi)能

D.做功可以增加物體的熱量【解析】當快速下壓活塞時，活塞對玻璃筒內(nèi)的空氣做功，改變了氣體的內(nèi)能，氣體的溫度升高，達到乙醚的燃點，使浸有乙醚的棉花燃燒起來，故B正確。外界對物體做功可以使物體的溫度升高，物體對外界做功時，其溫度可以降低，A錯誤。若外界對系統(tǒng)做功，同時系統(tǒng)對外放出熱量，系統(tǒng)內(nèi)能不一定增加，C錯誤。熱量是過程量，“增加物體的熱量”這個說法是錯誤的，D錯誤。圖3-1

（1）氣體從狀態(tài)1

到狀態(tài)2是________（選填“可逆”或“不可逆”）過程，分子平均動能______（選填“增大”“減小”或“不變”）；不可逆不變

D

圖3-3

A

【強化訓(xùn)練丨變式題】

圖3-4

圖3-5

BDA.過程Ⅰ對外做功大于過程Ⅱ?qū)ν庾龉.過程Ⅰ對外做功小于過程Ⅱ?qū)ν庾龉.過程Ⅰ吸收的熱量大于過程Ⅱ吸收的熱量D.過程Ⅰ吸收的熱量小于過程Ⅱ吸收的熱量

設(shè)情境

素養(yǎng)提升問題情境1

空氣炸鍋——身邊的物理

AC圖3-6

本題通過空氣炸鍋考查學(xué)生對功、熱量和內(nèi)能變化之間的關(guān)系的掌握情況，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注身邊的物理，并用所學(xué)知識解釋常見現(xiàn)象。【解析】

選項分析正誤A√BC√D升溫過程，內(nèi)膽中氣體體積不變，氣體分子數(shù)密度不變，氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，所以內(nèi)膽中氣體分子單位時間內(nèi)撞擊內(nèi)壁的次數(shù)變多。問題情境2

抽水蓄能電站——科學(xué)態(tài)度與責(zé)任例7

抽水蓄能電站結(jié)構(gòu)如圖3-7所示。抽水蓄能電站有兩種工作模式，一種為抽水蓄能模式：居民用電低谷時（如深夜），電站利用居民電網(wǎng)多余電能把水從下水庫抽到上水庫。另一種為放水發(fā)電模式：居民用電高峰時，將上水庫中的水放到下水庫進行發(fā)電，將產(chǎn)生的電能輸送到居民電網(wǎng)供居民使用。一抽一放起到了均衡電網(wǎng)負荷的作用。關(guān)于抽水蓄能電站,下列說法正確的是(

)A圖3-7A.抽水蓄能的過程中，能量守恒B.放水發(fā)電的過程中，機械能守恒C.抽水蓄能電站建成之后，可以使能量增多D.抽水蓄能電站建成之后，就不會再有能源危機問題了本題以抽水蓄能電站設(shè)置問題情境，要求學(xué)生認識科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境的關(guān)系，樹立保護環(huán)境、節(jié)約能源、推動社會可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任意識?！窘馕觥?/p>

選項分析正誤A抽水蓄能的過程中，總的能量是守恒的?！藼放水發(fā)電的過程中，有部分重力勢能轉(zhuǎn)化為電能，機械能不守恒。C抽水蓄能、放水發(fā)電過程，總的能量保持不變，并不能使能量增多。D抽水蓄能電站能夠合理調(diào)節(jié)用電高峰期和低谷期的調(diào)峰問題，但是能量總量并沒有增加，我們?nèi)悦媾R著能源危機，還需節(jié)約能源。問題情境3

水火箭——科學(xué)探究圖3-8

【答案】吸熱

本題以青少年科技活動——制作水火箭為背景命題，考查學(xué)生對氣體實驗定律和熱力學(xué)定律的掌握情況，對學(xué)生的分析推理能力要求較高，同時引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理、熱愛物理，重視創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。刷真題

體驗高考1.(2024·北京卷)一個氣泡從恒溫水槽的底部緩慢上浮，將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，且氣體分子個數(shù)不變，外界大氣壓不變。在上浮過程中氣泡內(nèi)氣體(

)DA.內(nèi)能變大

B.壓強變大

C.體積不變

D.從水中吸熱【解析】

2.(2023·全國乙卷，多選)對于一定量的理想氣體，經(jīng)過下列過程，其初始狀態(tài)的內(nèi)能與末狀態(tài)的內(nèi)能可能相等的是(

)ACDA.等溫增壓后再等溫膨脹

B.等壓膨脹后再等溫壓縮

C.等容減壓后再等壓膨脹D.等容增壓后再等壓壓縮

E.等容增壓后再等溫膨脹

（圖像法）

C圖3-9A.內(nèi)能增加，外界對氣體做正功B.內(nèi)能減小，所有分子熱運動速率都減小C.溫度降低，速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例減少D.溫度升高，速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例增加【解析】

圖3-10

B

AD圖3-1