2018-2019学年物理选修3-3：阶段总结四+Word版含答案

阶段总结(四)
一、做功与热传递的区别与联系
做功和热传递是改变物体内能的两种方式，它们在改变物体的内能上是等效的，但它们的本质不同：做功是其他形式的能和内能之间的转化，热传递则是物体间内能的转移。
理解时应注意以下两点：
(1)存在温度差是发生热传递的必要条件，热量是热传递过程中物体内能的改变量。
(2)机械能是描述物体机械运动状态的量，而内能是描述物体内部状态的量，两者没有直接关系，但可以相互转化。
[例1] (多选)关于物体的内能，下列说法正确的是(　　)
A.手感到冷时，搓搓手就会感到暖些，这是利用做功来改变物体的内能
B.将物体举高或使它们速度增大，是利用做功来使物体内能增大
C.阳光晒衣服，衣服温度升高，是利用热传递来改变物体的内能
D.用打气筒打气，筒内气体变热，是利用热传递改变物体的内能
解析　手感到冷时，搓搓手就会感到暖些，克服摩擦力做功，机械能转化成内能，属于做功改变物体内能，故A正确；将物体举高或使它们速度增大，只是改变了物体的机械能，没有改变内能，所以B错误；阳光晒衣服，衣服温度升高，是利用热传递来改变物体的内能，所以C正确；用打气筒打气，筒内气体变热，是活塞压缩气体做功，属于做功改变物体内能，故D错误。
答案　AC
二、热力学第一定律及其应用
热力学第一定律揭示了内能的增量(ΔU)与外界对物体做功(W)和物体从外界吸收热量(Q)之间的关系，即ΔU＝W＋Q，正确理解公式的意义及符号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；物体放出热量，Q<0；
(3)ΔU>0，物体的内能增加；ΔU<0，物体的内能减少。
分析题干，确定内能改变的方式(W、Q)→判断W、Q的符号→代入公式ΔU＝W＋Q→得出结论

[例2] (多选)如图1，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是(　　)
图1
A.在过程ab中气体的内能增加
B.在过程ca中外界对气体做功
C.在过程ab中气体对外界做功
D.在过程bc中气体从外界吸收热量
E.在过程ca中气体从外界吸收热量
解析　在过程ab中，气体体积不变，外界不对气体做功，
气体也不对外做功，即W＝0，压强增大，温度升高，内能增加，A正确，C错误；在过程ca中，气体体积减小，外界对气体做功，即W>0，B正确；在过程bc中，温度不变，内能不变，即ΔU＝0，体积增加，W<0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，Q>0，即气体从外界吸热，D正确；在过程ca中，压强不变，体积减小，温度降低，即W>0，ΔU<0，由ΔU＝W＋Q可知Q<0，故气体向外界放出热量，E错误。
答案　ABD
三、热力学第二定律及其微观意义
1.热力学第二定律的表述
(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
(2)开尔文表述：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。
(3)用熵表述：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小。
2.热力学第二定律的微观解释
(1)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。
(2)热力学第二定律是对宏观自然过程进行方向的说明，凡是对这种宏观自然过程进行方向说明的，都可以作为热力学第二定律的表述。热力学第二定律的表述很多，但这些不同的表述都是等价的。
[例3] 关于热力学第二定律，下列表述正确的是(　　)
A.不可能使热量从低温物体传递到高温物体
B.不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功
C.一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行
D.在任何的自然过程中，一个孤立系统的总熵一定增加
解析　如果有外界的帮助，可以使热量从低温物体传递到高温物体，也可以把热量全部用来做功，A、B错误；任何自然的过程都沿无序性增大的方向进行，C正确；在任何自然过程中一个孤立系统的总熵不会减小，总熵不会减小即总熵不变或增加，D错误。
答案　C
1.下列说法正确的是(　　)
A.若A、B两物体接触但没有热传递，则两物体所包含的热量相等
B.做功和热传递的共同点是都能使系统内能改变
C.一物体先后经几个不同的物理过程，其温度均从t1升高到t2。则在这些过程中物体一定从外界吸收相同的热量
D.高温物体内能大，低温物体内能小
解析　A、B两物体没有发生热传递是因为两物体温度相等，A错误；做功和热传递都是改变内能的方式，B正确；一物体温度从t1升高到t2，内能的改变可能是由于吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，C错误；高温物体分子的平均动能大，内能不一定大，D错误。
答案　B
2.关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是(　　)
A.随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度
B.热量是不可能从低温物体传递给高温物体的
C.第二类永动机遵从能量守恒定律，故能制成
D.用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105 J，同时空气向外界放出热量1.5×105 J，则空气的内能增加了5×104 J
答案　D
3.下列说法不正确的是(　　)
A.在任何自然过程中，一切参与者的总能量和总熵保持不变
B.熵无处不在，是系统无序程度的量度
C.由热力学第二定律可知，自然界的能量品质正在退化，可利用的能量越来越少
D.热力学第二定律的微观实质是熵增加
解析　系统的总能量守恒，但总熵可能不变或增加。
答案　A
4.如图2所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B。此过程中，气体压强p＝1.0×105 Pa不变，吸收的热量Q＝7.0×102 J，求此过程中气体内能的增量。
图2
解析　等压变化过程有＝，
对外做的功W＝p(VB－VA)，
根据热力学第一定律有
ΔU＝Q－W，
代入数据解得
ΔU＝5.0×102 J。
答案　5×102 J