备战2025年高考物理考点一遍过考点62热力学定律和能量守恒定律含解析.docVIP

PAGE

PAGE7

热力学定律和能量守恒定律

一、热力学第零定律

1．热平衡定律：假如两个系统分别与第三个系统达到热平衡，则这两个系统也肯定处于热平衡。

2．意义：两个系统热平衡由温度表示，故热力学第零定律给出了温度的定义和测量方法。

二、热力学第肯定律

1．定义：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．公式：ΔU=Q+W

内能变更量/ΔU

热量/Q

做功/W

符号

内能增加

汲取热量

外界对系统做正功

+

内能削减

放出热量

系统对外界做正功

–

3．热力学第肯定律事实上是涉及热现象的能量守恒定律。

4．能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消逝，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。

5．其他表述：第一类永动机不行能制成。

三、热力学其次定律

1．克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。

2．开尔文表述：不行能从单一热库汲取热量，使之完全变胜利，而不产生其他影响。

3．其他表述：（1）气体向真空的自由膨胀是不行逆的。（2）其次类永动机不行能制成。

4．宏观意义：阐述了传热的方向性；阐述了机械能与内能转化的方向性：机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能；热机的效率总是小于100%。

5．微观意义：一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。

6．熵增加原理（热力学其次定律）：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小。

四、热力学第三定律

1．定义：不行能通过有限的过程把一个物体冷却到肯定零度。

2．意义：肯定零度不行能达到。

关于永动机和热力学定律的探讨，下列叙述正确的是

A．其次类永动机违反能量守恒定律

B．假如物体从外界汲取了热量，则物体的内能肯定增加

C．外界对物体做功，则物体的内能肯定增加

D．做功和热传递都可以变更物体的内能，但从能量转化或转移的观点看这两种变更方式是有区分的

【参考答案】D

【具体解析】其次类永动机没有违反能量守恒定律，但却不能胜利制成，A错误；假如物体从外界汲取了热量，且又对外做功，则物体的内能不肯定增加，B错误；外界对物体做功，若与外界无热量交换，则物体的内能肯定增加，C错误；做功和热传递都可以变更物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种变更方式是有区分的，D正确。

【名师点睛】对热力学定律的考查主要有两点：热力学第肯定律中两类变更内能的方式、热力学其次定律的理解和应用。

1．（2024·上海市师范高校附属中学高二期末）下列说法正确的是

A．物体汲取热量，其温度肯定上升

B．热量只能从高温物体向低温物体传递

C．气体自由膨胀的过程是可逆的

D．目前，人类消耗的能量主要来自常规能源

【答案】D

【解析】依据热力学第肯定律，ΔE=W+Q，物体的内能的变更与外界做功和物体的汲取热量有关，物体汲取热量，同时物体对外做功，物体的内能可能减小，温度可能降低，故A错误；热量也能由低温物体传递到高温物体，但此过程会引起其他的变更，故B错误；气体自由膨胀的过程是不行逆的，选项C错误；目前，人类消耗的能量主要来自常规能源，例如煤、石油等，选项D正确。

2．关于其次类永动机，下列说法中正确的是

A．没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源汲取的热量全部用来做功，而不引起其他变更的热机叫做其次类永动机

B．其次类永动机违反了能量守恒定律，所以不行能制成

C．其次类永动机不行能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能

D．其次类永动机不行能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能，同时不引起其他变更

【答案】AD

【解析】没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源汲取的热量全部用来做功，而不引起其他变更的热机叫做其次类永动机，A正确；其次类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学其次定律，所以不行能制成，B错误；其次类永动机不行能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能，同时不引起其他变更，C错误，D正确。

（2024·陕西省西安中学高二期末）如图，肯定质量的志向气体从状态a动身，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最终经等压过程ca回到初态a，下列说法正确的是

A．在过程ab中气体的外界对气体做功

B．在过程ab中气体对外界做功

C．在过程ca中气体从外界汲取热量

D．在过程bc中气体从外界汲取热量

【参考答案】D

【具体解析】在过程ab中气体体积不变，依据W=pΔV可知，气体对外界做功为零，外界也不对气体做功，故AB错误；在过程ca中压强不变，体积减小，温度降低，所以外界对气体做功，内能减小，依据热力学第肯定律ΔU=W+Q可知，气体放出热量，故