熱力學(xué)定律和能量守恒-文庫吧在線文庫
【正文】 微觀領(lǐng)域內(nèi)無序程度較 向無序程度較 的轉(zhuǎn)變，是能 發(fā)生的、 發(fā)生的． 3 ．從可被利用的價(jià)值來看，內(nèi)能較之機(jī)械能、電能等，是一種 的能量．由此可知，能量耗散雖然不會(huì)導(dǎo)致能的總量 ，卻會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的 ，實(shí)際上是將能量從高度有用的形式降級(jí)為不大可用的形式． 小 大 自動(dòng) 全額 低品質(zhì) 減少 降低 高三總復(fù)習(xí) 物理 第 11章 人教版 課時(shí) 3 系列叢書 進(jìn)入導(dǎo)航 (2) 因?yàn)闅怏w對(duì)外做功，體積膨脹，分子間距離增大了，分子力做負(fù)功，氣體的分子勢(shì)能增加了． (3) 因?yàn)闅怏w內(nèi)能減少了，而分子勢(shì)能增加了，所以分子平均動(dòng)能必然減少了，且分子平均動(dòng)能的減少量一定大于分子勢(shì)能的增加量． [ 答案 ] ( 1) 減少 10 5 ( 2) 增加 ( 3) 減少 高三總復(fù)習(xí) 人教版 課時(shí) 3 系列叢書 進(jìn)入導(dǎo)航 解析： 汽缸內(nèi)氣體膨脹時(shí)其向外推動(dòng)活塞做正功，C 、 D 兩項(xiàng)均錯(cuò)；因缸內(nèi)氣體與外界無熱交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w內(nèi)能減小，故 B 項(xiàng)錯(cuò)誤；忽略氣體分子間作用力時(shí)，氣體的內(nèi)能就是所有分子的動(dòng)能之和．密閉氣體的狀態(tài)變化時(shí)分子的總數(shù)不變，所以氣體的 內(nèi)能減小時(shí)分子的平均動(dòng)能減小，答案為 A . 答案： A 高三總復(fù)習(xí) 物理 第 11章 人教版 課時(shí) 3 系列叢書 進(jìn)入導(dǎo)航 [ 例 3] 現(xiàn)代典型的燃煤發(fā)電廠，總效率一般為40% ，有一座大型燃煤發(fā)電廠，如果發(fā)出 109 J 的電力，可供一個(gè)大城市使用．下圖表示這座發(fā)電廠的能量流向．請(qǐng)回答： 能量守恒定律的應(yīng)用 高三總復(fù)習(xí) 物理 第 11章 人教版 課時(shí) 3 系列叢書 進(jìn)入導(dǎo)航 變式 3 — 1 在高為 h ＝ m 的光滑桌面上放著一個(gè)質(zhì)量為 M ＝ 2 kg的木塊，一顆 質(zhì)量 m ＝ 10 g 的鉛彈從水平方向射中木塊 ( 未穿出 ) ，把木塊打落在地面上，落地點(diǎn)與桌邊的水平距離 s＝ m ．設(shè)增加的內(nèi)能有 η ＝ 60 % 使鉛彈的溫度升高，鉛彈的溫度升高多少度？ [ 鉛的比熱 c ＝ 102 J /( kg 人教版 人教版 課時(shí) 3 系列叢書 進(jìn)入導(dǎo)航 解析： 本題考查熱力學(xué)第一定律和氣體的壓強(qiáng)、溫度和體積的關(guān)系，意在考查考生綜合運(yùn)用熱學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力；雖然氣缸壁和隔板絕熱，但右邊氣體由于電熱絲通電放出熱量而溫度升高，壓強(qiáng)增大，從而推動(dòng)隔板，左邊氣體因隔板壓縮氣體對(duì)內(nèi)做功，沒有熱交換，故內(nèi)能一定增加，溫度升高，由pVT＝常數(shù)，左邊氣體 V 變小， T 變大，故 p 一定變大，對(duì)右邊氣體，由于最終還要達(dá) 高三總復(fù)習(xí) 物理 第 11章 人教版 物理 第 11章 課時(shí) 3 系列叢書 進(jìn)入導(dǎo)航 ① 求恒溫槽的溫度． ② 此過程 A 內(nèi)氣體內(nèi)能 ________( 填 “ 增大 ” 或 “ 減小 ” ) ，氣體不對(duì)外做功，氣體將 ________( 填 “ 吸熱 ” 或“ 放熱 ” ) ． 高三總復(fù)習(xí) 物理 第 11章 人教版 課時(shí) 3 系列叢書 進(jìn)入導(dǎo)航 5 ． (201 1物理 第 11章 課時(shí) 3 系列叢書 進(jìn)入導(dǎo)航 解析： 導(dǎo)熱氣缸和活塞，說明氣體溫度始終與大氣溫度相同，當(dāng)液體逐漸流出的過程中氣體做等溫膨脹、壓強(qiáng)減小的變化，氣體溫度未變，分子密度減小則氣體分子的平均動(dòng)能不變， A 錯(cuò)誤；對(duì)活塞單位時(shí)間內(nèi)撞擊次數(shù)減少， B 錯(cuò)誤；單位時(shí)間分子對(duì)活塞的沖量減小， C 錯(cuò)誤；因?yàn)闅怏w溫度未變，所以氣體的內(nèi)能未變，則氣體對(duì)外界做功和從外界吸收的熱量相等，則 D 正確． 答案： D 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 11章 Δ Ecm＝60% 201 102 ℃ ≈ ℃ . 答案： 92. 8 ℃ 高三總復(fù)習(xí) 課時(shí) 3 系列叢書 進(jìn)入導(dǎo)航 解析： 鉛彈射入木塊后與木塊一起做平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中能量守恒，但是鉛彈射入木塊過程中克服摩擦力做功，能量損失，損失的機(jī)械能可用動(dòng)能定理 Δ E ＝12mv20－12(M ＋ m )v2求出． 鉛彈射入木塊后與木塊一起做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為 v ＝s2hg＝2 10 m / s ＝ 1 m / s 高三總復(fù)習(xí) 物理 第 11章 課時(shí) 3 系列叢書 進(jìn)入導(dǎo)航 [ 解析 ] (1) 燃煤提供的能量等于進(jìn)入渦輪機(jī)的能量和通過煙囪排出的能量． (2) 根據(jù) (1) 中的解析可得通過煙囪廢氣所帶走的能量為： E ＝ 109 J － 109 J ＝ 3 108 J 渦輪機(jī)從外界吸熱 109 J ，對(duì)外做功 W ＝ 109 J 所以渦輪機(jī)損耗 2 ． 2 109 J － 109 J ＝ 109 J . 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 11章 課時(shí) 3 系列叢書 進(jìn)入導(dǎo)航 熱力學(xué)第二定律反映了一個(gè)自然規(guī)律：與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀物理過程具有方向性．由于人們發(fā)現(xiàn)這 樣的規(guī)律是從研究熱機(jī)的問題開始的，所以較多地集中在機(jī)械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化的方向性和熱傳導(dǎo)的方向性．定律的表述方式比較抽象．大家要通過一些實(shí)例來認(rèn)識(shí)有哪些現(xiàn)象能表明能量轉(zhuǎn)化過程中的方向性． 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 11章 人教版 物理 第 11章 課時(shí) 3 系列叢書 進(jìn)入導(dǎo)航 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 11章 課時(shí) 3 系列叢書 進(jìn)入導(dǎo)航 基礎(chǔ)自測(cè) 1 ．關(guān)于熱力學(xué)第二定律的微觀意義，下列說法正確的是 ( ) A ．大量分子 無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜻\(yùn)動(dòng) B ．熱傳遞的自然過程是大量分子從有序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 11章 課時(shí) 3 系列叢書 進(jìn)入導(dǎo)航 能量守恒定律 ，但它違反了熱力學(xué)第二定律中熱機(jī)效率必小于 1 的表述，因此它不可能制成，所以 C 錯(cuò)；而 D 選項(xiàng)中的表述就是熱力學(xué)第二定律的一種表述形式，所以 D 正確． 答案： D 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 11章 課時(shí) 3
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