4.热力学第三定律
(1)内容:热力学零度不可达到。
(2)意义:只需要温度不是绝对零度,就总可能降低,它促进人类想方设法尽可能降低温度,以探索更多的物理奥秘.
3.热力学第二定律
(1)表述:①不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化(按热传导的方向性表述)。②不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化(按机械能和内能转化过程的方向性表述)。或第二类永动机是不可能制成的。
(2)意义:自然界种进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。它揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性.
(3)能量耗散:自然界的能量是守恒的,但是有的能量便于利用,有些能量不便于利用。很多事例证明,我们无法把流散的内能重新收集起来加以利用。这种现象叫做能量的耗散。它从能量转化的角度反映出自然界中的宏观现象具有方向性。
[例4]根据热力学第二定律,可知下列说法中正确的有:
A.热量能够从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体;
B.热量能够从高温物体传到低温物体,也可能从低温物体传到高温物体;
C.机械能可以全部转化为热量,但热量不可能全部转化为机械能;
D.机械能可以全部转化为热量,热量也可能全部转化为机械能。
解析:根据热传递的规律可知热量能够从高温物体传到低温物体;当外界对系统做功时,可以使系统从低温物体吸取热量传到高温物体上去,致冷机(如冰箱和空调)就是这样的装置。但是热量不能自发地从低温物体传到高温物体。选项A错误,B正确。
一个运动的物体,克服摩擦阻力做功,最终停止;在这个过程中机械能全部转化为热量。外界条件发生变化时,热量也可以全部转化为机械能;如在等温膨胀过程中,系统吸收的热量全部转化为对外界做的功,选项C错误,D正确。综上所述,该题的正确答案是B、D。
[例4]图中气缸内盛有定量的理想气体,气缸壁是导热的,缸外环境保持恒温,活塞与气缸壁的接触是光滑的,但不漏气。现将活塞杆与外界连接使其缓慢的向右移动,这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。若已知理想气体的内能只与温度有关,则下列说法正确的是(C)
A.气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,因此此过程违反热力学第二定律
B.气体是从单一热源吸热,但并未全用来对外做功,所以此过程不违反热力学第二定律
C.气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,但此过程不违反热力学第二定律
D.ABC三种说法都不对
[例5]如图所示的A、B是两个管状容器,除了管较粗的部分高低不同之外,其他一切全同。将此两容器
抽成真空,再同时分别插入两个水银池中,当水银柱停止运动时,问二管中水银的温度是否相同?为什么?
设水银与外界没有热交换。
分析与解:不同。A管中水银的温度略高于B管中水银的温度。两管插入水银池时,大气压强均为P0,进入管中的水银的体积均为V,所以大气压力对两池中水银所做的功相同,但两装置中水银重力势能的增量不同,所以两者内能改变量也不同。由图可知,A管中水银的重力势能较小,所以A管中水银的内能增量较多,其温度应略高。
2.机械能与内能转化的方向性:机械能可以全部转化为内能,而内能不可能全部转化为机械能而不引起其它的变化.
1.热传导的方向性:热传导的过程是有方向性的,这个过程可以向一个方向自发地进行(热量会自发地从高温物体传给低温物体),但是向相反的方向却不能自发地进行。
2.能的转化和守恒定律
能量既不会凭空产生,也不会凭空消灭或消失,它只能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物体转移到别的物体,这就是能的转化和守恒定律.
(1)能量守恒定律是自然界普遍适用的规律之一,违背该定律的第一类永动机是无法实现的.
(2)物质的不同运动形式对应不同形式的能,各种形式的能在一定的条件下可以转化或转移,在转化或转移过程中,能的总量守恒.
[例3]质量为 M kg的铅块固定不动,质量为mkg的铅弹以一定速率击中铅块并留在其中,它们的温度
升高了120C。若铅块放置在光滑的水平面上,同样以铅弹以相同的速率击中它并留在其中,它们的温度升高了110C,求铅块与铅弹的质量比。
[解析]在第一种情况下铅弹原来所具有的动能全部转化为铅弹与铅块的内能,而使它们在温度上升了12℃。因此有 Ql=½mv02=c(m+M)×12………① C表示铅的比热
在第二种情况下,铅弹与铅块在光滑的水平面上发生完全非弹性碰见在碰撞过程中子弹与铅块组成的整体动量守恒,但在碰撞过程中将损失动能,根据能量守恒定律,系统损失的动能转化为铅弹与铅块的内能,使其温度升高有mv0=(m+ M)v
Q2=½mv02-½( m+M)v2==c(m+M)×11………② ,M/m=11
1.热力学第一定律
做功和热传递都能改变物体的内能。也就是说,做功和热传递对改变物体的内能是等效的。但从能量转化和守恒的观点看又是有区别的:做功是其他能和内能之间的转化,功是内能转化的量度;而热传递是内能间的转移,热量是内能转移的量度。
外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加ΔE,即ΔE=Q+W 这在物理学中叫做热力学第一定律。
在这个表达式中,W为正值,表达外界对物体做功; W为负值,表示物体对外界做功;
Q为正值,表示物体从外界吸热; Q为负值,表示物体对外界放热;
ΔE为正值,表示物体内能增加;ΔE为负值,表示物体内能减少.
第二节 书面表达(满分25分)
大学生活即将开始,你将面对新的学习和生活环境,请根据提示写一篇英语短文,谈谈你打算如何安排你的大学生活。内容要点应包括:
确定新的学习目标;
改进学习方法;
学会独立生活;
参加各种课外活动;
处理好与同学的关系。
注意:1.短文的内容要连贯、完整;
2.词数:100左右(开头已给出的单词不计入总词数)。
I will go to college in the near future .
2010届野寨中学、岳西中学高三联考·英语试题
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