热力学定律与能量守恒热学热力学第一定律和.PPT

* ?第三节　热力学定律与能量守恒 第十一章　热　学 一、热力学第一定律和能量守恒定律 1．改变物体内能的两种方式 (1)______；(2)________． 2．热力学第一定律 (1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和． (2)表达式：ΔU＝Q＋W 做功 热传递 3．能的转化和守恒定律 (1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变． (2)第一类永动机：违背能量守恒定律的机器被称为第一类永动机．它是不可能制成的． 二、热力学第二定律 1．常见的两种表述 (1)克劳修斯表述：热量不能自发地从______物体传到______物体． (2)开尔文表述：不可能从__________吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响． 2．第二类永动机：违背宏观热现象方向性的机器被称为第二类永动机．这类永动机不违背______________，但它违背了______________，也是不可能制成的． 低温 高温 单一热库 能量守恒定律 热力学第二定律 1－1.(2014·湖北八校联考)下列有关物体内能改变的判断中，正确的是(　　) A．外界对物体做功，物体的内能一定增加 B．外界对物体传递热量，物体的内能一定增加 C．物体对外界做功，物体的内能可能增加 D．物体向外界放热，物体的内能可能增加 CD　 1－2.一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104 J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程(　　) A．气体从外界吸收热量2.0×105 J B．气体向外界放出热量2.0×105 J C．气体从外界吸收热量6.0×104 J D．气体向外界放出热量6.0×104 J B　 2－1.对热力学第二定律，下列理解正确的是(　　) A．自然界进行的一切宏观过程都是可逆的 B．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的 C．热量不可能由低温物体传递到高温物体 D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的 BD　 2－2.关于第二类永动机，下列说法正确的是(　　) A．能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机 B．第二类永动机违反了能量守恒定律，所以不可能制成 C．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不可能全部转化为机械能 D．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不可能在不引起其他变化的同时全部转化为机械能 AD　 1．热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系． 2．对公式ΔU＝Q＋W符号的规定 对热力学第一定律的理解及应用 符号 W Q ΔU ＋ － 外界对物体做功 物体吸收热量 内能增加 物体对外界做功 物体放出热量 内能减少 3.几种特殊情况 (1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量． (2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加量． (3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q.外界对物体做的功等于物体放出的热量． 特别提醒：做功与热传递在改变内能的效果上是相同的，但是从运动形式、能量转化的角度上看是不同的：做功是其他形式的运动和热运动的转化，是其他形式的能与内能之间的转化；而热传递则是热运动的转移，是内能的转移． 一定质量的气体，在从状态1变化到状态2的过程中，吸收热量280 J，并对外做功120 J，试问： (1)这些气体的内能发生了怎样的变化？ (2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？ [课堂笔记] [总结提升]　判定物体内能变化的方法 (1)内能的变化都要用热力学第一定律进行综合分析． (2)做功情况看气体的体积：体积增大,气体对外做功,W为负；体积缩小，外界对气体做功，W为正． (3)与外界绝热，则不发生热传递，此时Q＝0. (4)如果研究对象是理想气体，则由于理想气体没有分子势能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化． [解析](1)由热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q＝－120 J＋280 J＝160 J，气体的内能增加了160 J. (2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从状态2回到状态1的过程中内能的变化应等于从状态1到状态2的过程中内能的变化，则从状态2到状态1的内能应减少