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1.能源:能夠提供可利用能量的物質(zhì)

4.熱力學第三定律

(1)內(nèi)容:熱力學零度不可達到。

(2)意義:只需要溫度不是絕對零度,就總可能降低,它促進人類想方設(shè)法盡可能降低溫度,以探索更多的物理奧秘.

3.熱力學第二定律

(1)表述：①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(按熱傳導的方向性表述)。②不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化(按機械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性表述)�；虻诙�類永動機是不可能制成的。

(2)意義：自然界種進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。它揭示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性.

(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。很多事例證明，我們無法把流散的內(nèi)能重新收集起來加以利用。這種現(xiàn)象叫做能量的耗散。它從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀現(xiàn)象具有方向性。

[例4]根據(jù)熱力學第二定律，可知下列說法中正確的有：

A．熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體；

B．熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，也可能從低溫物體傳到高溫物體；

C．機械能可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，但熱量不可能全部轉(zhuǎn)化為機械能；

D．機械能可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，熱量也可能全部轉(zhuǎn)化為機械能。

解析：根據(jù)熱傳遞的規(guī)律可知熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體；當外界對系統(tǒng)做功時，可以使系統(tǒng)從低溫物體吸取熱量傳到高溫物體上去，致冷機(如冰箱和空調(diào))就是這樣的裝置。但是熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。選項A錯誤，B正確。

一個運動的物體，克服摩擦阻力做功，最終停止；在這個過程中機械能全部轉(zhuǎn)化為熱量。外界條件發(fā)生變化時，熱量也可以全部轉(zhuǎn)化為機械能；如在等溫膨脹過程中，系統(tǒng)吸收的熱量全部轉(zhuǎn)化為對外界做的功，選項C錯誤，D正確。綜上所述，該題的正確答案是B、D。

[例4]圖中氣缸內(nèi)盛有定量的理想氣體，氣缸壁是導熱的，缸外環(huán)境保持恒溫，活塞與氣缸壁的接觸是光滑的，但不漏氣�，F(xiàn)將活塞桿與外界連接使其緩慢的向右移動，這樣氣體將等溫膨脹并通過桿對外做功。若已知理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，則下列說法正確的是(C)

A．氣體是從單一熱源吸熱，全用來對外做功，因此此過程違反熱力學第二定律

B．氣體是從單一熱源吸熱，但并未全用來對外做功，所以此過程不違反熱力學第二定律

C．氣體是從單一熱源吸熱，全用來對外做功，但此過程不違反熱力學第二定律

D．ABC三種說法都不對

_{[例5]如圖所示的A、B是兩個管狀容器，除了管較粗的部分高低不同之外，其他一切全同。將此兩容器}

_{抽成真空，再同時分別插入兩個水銀池中，當水銀柱停止運動時，問二管中水銀的溫度是否相同？為什么?}

_{設(shè)水銀與外界沒有熱交換。}

_{分析與解：不同。A管中水銀的溫度略高于B管中水銀的溫度。兩管插入水銀池時，大氣壓強均為P0，進入管中的水銀的體積均為V，所以大氣壓力對兩池中水銀所做的功相同，但兩裝置中水銀重力勢能的增量不同，所以兩者內(nèi)能改變量也不同。由圖可知，A管中水銀的重力勢能較小，所以A管中水銀的內(nèi)能增量較多，其溫度應(yīng)略高。}

2.機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性:機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機械能而不引起其它的變化.

1.熱傳導的方向性:熱傳導的過程是有方向性的，這個過程可以向一個方向自發(fā)地進行(熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體)，但是向相反的方向卻不能自發(fā)地進行。

2.能的轉(zhuǎn)化和守恒定律

能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消滅或消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，這就是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律.

(1)能量守恒定律是自然界普遍適用的規(guī)律之一，違背該定律的第一類永動機是無法實現(xiàn)的.

(2)物質(zhì)的不同運動形式對應(yīng)不同形式的能,各種形式的能在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中,能的總量守恒.

[例3]質(zhì)量為 M kg的鉛塊固定不動，質(zhì)量為mkg的鉛彈以一定速率擊中鉛塊并留在其中，它們的溫度

升高了12⁰C。若鉛塊放置在光滑的水平面上，同樣以鉛彈以相同的速率擊中它并留在其中，它們的溫度升高了11⁰C，求鉛塊與鉛彈的質(zhì)量比。

[解析]在第一種情況下鉛彈原來所具有的動能全部轉(zhuǎn)化為鉛彈與鉛塊的內(nèi)能，而使它們在溫度上升了12℃。因此有　 Q_l=½mv₀²=c(m+M)×12………①　 C表示鉛的比熱

在第二種情況下，鉛彈與鉛塊在光滑的水平面上發(fā)生完全非彈性碰見在碰撞過程中子彈與鉛塊組成的整體動量守恒，但在碰撞過程中將損失動能，根據(jù)能量守恒定律，系統(tǒng)損失的動能轉(zhuǎn)化為鉛彈與鉛塊的內(nèi)能，使其溫度升高有mv₀＝(m+ M)v

Q₂＝½mv₀²－½( m+M)v²＝=c(m+M)×11………②　　　 ，M/m=11

1.熱力學第一定律

做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能。也就是說，做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。但從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點看又是有區(qū)別的：做功是其他能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化，功是內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度；而熱傳遞是內(nèi)能間的轉(zhuǎn)移，熱量是內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度。

外界對物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q等于物體內(nèi)能的增加ΔE，即ΔE=Q+W 這在物理學中叫做熱力學第一定律。

在這個表達式中，W為正值，表達外界對物體做功； W為負值，表示物體對外界做功；

　　　　　 　　　Q為正值，表示物體從外界吸熱； Q為負值，表示物體對外界放熱；

　　　　 　　　　ΔE為正值，表示物體內(nèi)能增加；ΔE為負值，表示物體內(nèi)能減少.

(1)空氣中的聲波是縱波．能在空氣、液體、固體中傳播．在通常情況下在空氣中為340m／s，隨介質(zhì)、溫度改變而變．

(2)人耳聽到聲波的頻率范圍：20 Hz ---20000 Hz.

(3)能夠把回聲與原聲區(qū)分開來的最小時間間隔為0.1s

(4)聲波亦能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象．聲波的共振現(xiàn)象稱為聲波的共鳴．

(5)次聲波：頻率低于20 Hz的聲波．

(6)超聲波：頻率高于20000 Hz的聲波．

應(yīng)用：聲吶、探傷、打碎、粉碎、診斷等．

(7)聲音的分類①樂音：好聽悅耳的聲音．樂音的三要素：音調(diào)(基音的頻率的高低)、響度(聲源的振幅大小)、音品(泛音的多少，泛音的頻率和振幅共同決定的)．聲強：單位時間內(nèi)通過垂直于聲波傳播方向單位面積的能量．②噪聲：嘈雜刺耳的聲音，是妨礙人的正常生活和工作的聲音．噪聲已列為國際公害．

[例9]如果聲源、聽者和障礙物都在同一直線上，聲源位于聽者和障礙物之間，離聽者12m，離障礙物34m，已知聲音在空氣中的傳播速度340m/s，聽者是否能把原來的聲音和回聲區(qū)分開來？

[解析]人耳能分外間隔大小0.1s的兩個聲音，圖中S為聲源，A為聽者，O為障礙物，當聲波直接傳到人耳時，經(jīng)歷時間tl＝SA/v……①，當聲波傳到障礙物反射到人耳時，經(jīng)歷時間………②，直接傳到人耳的聲音與回聲之間的時間差Δt=t₂－t₁，即Δt=2SO/v＝0．2s。Δt＞0．1s，人耳可以區(qū)分

規(guī)律方法

試題展示

6．多普勒效應(yīng)

(1)由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象．實質(zhì)是：波源的頻率沒有變化，而是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化．

(2)多普勒效應(yīng)的產(chǎn)生原因

觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)．當波以速度v通過接收者時，時間t內(nèi)通過的完全波的個數(shù)為N=vt/λ，因而單位時間內(nèi)通過接收者的完全波的個數(shù)，即接收頻率f　　　　 v/λ．

若波源不動，觀察者朝向波源以速度V₂運動，由于相對速度增大而使得單位時間內(nèi)通過觀察者的完全波的個數(shù)增多，即，可見接收頻率增大了.同理可知，當觀察者背離波源運動時，接收頻率將減小．

若觀察者不動，波源朝向觀察者以速度v₁運動，由于波長變短為λ^/=λ－v₁T，而使得單位時間內(nèi)通過觀察者的完全波的個數(shù)增多，即，可見接收頻率亦增大，同理可知，當波源背離觀察者運動時，接收頻率將減�。�

注：發(fā)生多普勒效應(yīng)時，波源的真實率不發(fā)生任何變化，只是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化．

(3)相對運動與頻率的關(guān)系

①波源與觀察者相對靜止：觀察者接收到的頻率等于波源的頻率．

②波源與觀察者相互接近：觀察者接收到的頻率增大．

③波源與觀察者相互遠離：觀察者接收到的頻率減�。�

[例8]一機車汽笛頻率為650Hz，機車以v=15m/s的速度觀察者駛來，設(shè)空氣中的聲速是V=340m/s，觀察者聽到的聲音頻率為多少？

解答：機車靜止時，汽笛聲的波長為λ，由于機車(波源)向觀察者運動，波長應(yīng)減小vT，則單位時間內(nèi)通過觀察者的波數(shù)變?yōu)?sub>

即觀察者聽到的聲音頻率變大了，音調(diào)變高了。

5.駐波:兩列沿相反方向傳播的振幅相同、頻率相同的波疊加時，形成駐波．

(1)波節(jié)：始終靜止不動的點．

(2)波腹：波節(jié)與波節(jié)之間振幅最大的點．

(3)駐波-特殊的干涉現(xiàn)象:波源特殊;波形特殊

說明：駐波與行波的區(qū)別．

　①物理意義不同：駐波是兩列波的特珠干涉現(xiàn)象，行波是一列波在介質(zhì)中的傳播．

②質(zhì)點的振動情況不同：在行波中各個質(zhì)點作振格相同的簡諧運動，在駐波中各個質(zhì)．點作振幅不同的簡諧運動；處于波腹位置的質(zhì)點振幅最大；處于波節(jié)位置的質(zhì)點振幅等于零；其他一些質(zhì)點的振幅也不相同，但都比波腹處質(zhì)點的振幅�。�

③波形不同：行波波形經(jīng)過一段時間，波形向前“平移”，而駐波波形并不隨時間發(fā)生平移，只是各質(zhì)點的振動位移發(fā)生變化而已．