第3讲　热力学定律.pptx

第十五章;夯实双基;基础梳理;4．热力学第一定律

一个热力学系统的内能增量等于外界向它______________与外界对它________________．公式为ΔU＝________．

5．热力学第二定律的两种表述

(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：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成______，而不产生其他影响．或表述为“第二类永动机是不可能制成的”．;6．能量守恒定律

能量既不会____________，也不会____________，它只能从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到别的物体；在转化或转移的过程中其总量保持不变．

(1)自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应：物体运动具有机械能，分子运动具有内能，电荷的运动具有电能，原子核内部的运动具有原子能等．

(2)不同形式的能量之间可以相互转化：摩擦生热是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等．这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且是通过做功来完成的这一转化过程．

(3)能量守恒定律是自然界的普遍规律，但某一系统或某一种形式的能是否守恒则是有条件的．;7．两类永动机

(1)第一类永动机：不消耗任何能量，却源源不断地对外做功的机器．违背________________，因此不可能实现．

(2)第二类永动机：从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他变化的机器．违背__________________，因此不可能实现．;易错辨析;6．在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为打气筒从外界吸热． ()

7．可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功. ()

8．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，说明能量正在消失． ();素养发展;1．改变物体内能的两种方式：做功和热传递．

(1)内能是物体的状态量，它是物体在某一状态某一时刻所具有的一种能量．;(2)热量是过程量，是在某一段过程中物体之间发生热交换的那一部分能量，热量不属于哪一个物体，它量度的是流通量、交换量，是物体在热传递的过程中其内能改变量的量度．在只发生热传递的过程中，物体吸收(放出)多少热量，其内能就增加(减少)多少．

(3)热传递时，自发的情况下，热量由温度高的物体传给温度低的物体，而与其他任何因素无关．内能的改变是过程量，它可以由做功和热传递来量度．;2．热力学第一定律的符号规定;3．判定物体内能变化的方法

(1)当做功和热传递两种过程同时发生时，内能的变化就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．;4．绝热过程和自由膨胀过程的判定方法

(1)绝热特征：其一，题目中明确说明是绝热容器(包括活塞)或直接说明没有热交换；其二，题目中对气体变化过程在时间上的描述出现“迅速”“快速”等字眼时，可以理解为被研究气体没有来得及进行热交换，即视为绝热过程．

(2)自由膨胀特征：一定量气体所在的空间突然和一定体积的真空相连通，气体充满整个连通空间的瞬时过程．“自由膨胀”的气体不对外做功．;5．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．

(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．

(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．;1;1．对两种表述的理解

(1)第一种表述是按照热传导过程的方向性表述的．“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱；在引起其他变化的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程．

(2)第二种表述则是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的．“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响．如吸热、放热、做功等．;两种表述是等价的，可以从一种表述推导出另一种表述，它们从不同的角度描述了与热现象有关的宏观过程是有方向的，是不可逆的，所以都称为热力学第二定律．

2．热力学第二定律的实质

热力学第二