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高中物理热力学定律与能量守恒定律知识点规律总结

2023

REPORTING

热力学第一定律

热力学第二定律

能量守恒定律

热力学定律与能量守恒定律的关系

热力学定律与能量守恒定律的应用

目录

CATALOGUE

2023

PART

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热力学第一定律

2023

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热力学第一定律的表述为：热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变。

热力学第一定律的数学表达式为：ΔU=Q-W，其中ΔU表示系统内能的变化量，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外所做的功。

热力学第一定律还指出了热量和功在改变物体内能方面的等效性，即热量和功都是能量传递的方式，它们之间可以相互转换。

热力学第一定律的物理意义在于揭示了能量守恒和转换的定律，即能量不能凭空产生或消失，只能从一种形式转换为另一种形式，且转换前后能量总量保持不变。

热力学第一定律阐明了热现象中能量转换和守恒的基本规律，为热力学的研究和应用提供了基础。

PART

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热力学第二定律

2023

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热量不能自发地从低温物体传到高温物体。

克劳修斯表述

不可能从单一热源吸热，使之完全变为有用功而不产生其他影响。

开尔文表述

对于孤立系统，其熵值永不减少，即$DeltaSgeq0$。这里的熵$S$是表示系统无序度的物理量。

热力学温标又称开尔文温标或绝对温标，其零点为$-273.15^{circ}C$，称为绝对零度。

热力学温标

熵增原理

PART

03

能量守恒定律

2023

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能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。

能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。

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其中，ΔE表示系统内能的变化，W表示外界对系统所做的功，Q表示系统吸收（或放出）的热量。

对于一个封闭系统，其总能量的变化等于外界对其所做的功与传入（或传出）的热量之和：ΔE=W+Q。

03

揭示了自然界中各种现象之间的联系

能量守恒定律是自然界普遍适用的基本定律之一，它揭示了各种自然现象之间的联系和相互转化关系。

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揭示了能量转化的本质

能量转化是通过做功或热传递来实现的，且转化前后能量的总量保持不变。

02

提供了计算能量变化的方法

通过计算做功和热量传递的数值，可以确定系统能量的变化情况。

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热力学定律与能量守恒定律的关系

2023

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热力学第一定律是能量守恒定律在热力学过程中的具体体现。它表明，在一个孤立的系统中，能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。

热力学第一定律的表达式为ΔU=Q+W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统与外界交换的热量，W表示外界对系统做的功。这个表达式反映了能量守恒的思想。

热力学第二定律揭示了热量传递的方向性，即热量自发地从高温物体传向低温物体，而不可能自发地从低温物体传向高温物体。

热力学第二定律的实质是揭示了自然界中与热现象有关的宏观过程都具有方向性，这种方向性与能量守恒定律并不矛盾，而是对能量转化和转移过程的一种限制。

热力学定律和能量守恒定律是物理学中的基本定律，它们在描述自然现象和解决实际问题时具有广泛的应用。

这两个定律揭示了自然界中能量转化和转移的基本规律，为我们理解和利用自然提供了重要的理论基础。

同时，这两个定律也是物理学中其他理论的基础，如热力学、统计物理学、量子力学等。

PART

05

热力学定律与能量守恒定律的应用

2023

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热机效率定义

热机效率是指热机所做有用功与所消耗的热能之比。

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热力学温标是根据热力学定律建立的温标，其零点为绝对零度。

热力学温标定义

T(K)=t(℃)+273.15，其中T(K)表示热力学温度，t(℃)表示摄氏温度。

热力学温标与摄氏温标的转换

热力学温标在热力学计算、热力学图表等方面有广泛应用。

热力学温标的应用

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