第十章熱力學(xué)定律

第十章熱力學(xué)定律考試大綱1、熱力學(xué)第一定律I2、能量守恒定律I3、熱力學(xué)第二定律I一、功與內(nèi)能結(jié)論：做功使得物體（密閉氣體）溫度升高。1、外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加。2、物體對(duì)外界做功，物體的內(nèi)能減少。

內(nèi)能的增加量△U＝U2－U1等于外界對(duì)系統(tǒng)所做的功。即：△U＝W膨脹時(shí)氣體對(duì)外界做功；

壓縮時(shí)外界對(duì)氣體做功。

也即氣體體積增大，則氣體對(duì)外界做功；氣體體積減小，則外界對(duì)氣體做功。若在絕熱情況下，氣體對(duì)外界做功其內(nèi)能減少；外界對(duì)氣體做功其內(nèi)能增加。

在外界對(duì)系統(tǒng)沒有做功的情況下，單純地對(duì)系統(tǒng)傳熱也能改變系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài)。

即在外界對(duì)系統(tǒng)不做功的情況下，外界傳遞給系統(tǒng)的熱量等于系統(tǒng)內(nèi)能的改變量?！鱑＝Q二、熱和內(nèi)能

熱量是在單純的傳熱過程中系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度。即：注意：熱量是單純的傳熱過程中系統(tǒng)內(nèi)能變化的一個(gè)量度，是一個(gè)過程量，不能講在某個(gè)時(shí)刻物體具有多少熱量應(yīng)該講在熱傳遞過程中有多少熱量從高溫物體傳遞到了低溫物體。做功是內(nèi)能和其他形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化。熱傳遞是不同物體或同一物體不同部分內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的。但是它們還是有重要區(qū)別：△U＝Q△U＝W不同能量形式的轉(zhuǎn)化同種能量形式的轉(zhuǎn)移改變內(nèi)能的兩種方式做功熱傳遞對(duì)內(nèi)對(duì)外吸熱放熱內(nèi)能增加內(nèi)能增加內(nèi)能減少內(nèi)能減少（外界對(duì)物體做功）（物體對(duì)外界做功）（物體從外界吸熱）（物體對(duì)外界放熱）絕熱過程僅傳熱過程一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增加量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功的和，這個(gè)關(guān)系叫做熱力學(xué)第一定律。ΔU＝W+Q三、熱力學(xué)第一定律物理量符號(hào)意義符號(hào)意義W+外界對(duì)系統(tǒng)做功－系統(tǒng)對(duì)外界做功Q+系統(tǒng)吸收熱量－系統(tǒng)放出熱量ΔU+內(nèi)能增加－內(nèi)能減少【例1】（2011廣東理綜14題）

圖4為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，M、N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體，M可以在N的內(nèi)壁上下滑動(dòng)，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動(dòng)的過程中（）A、外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大B、外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能減小C、氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能增大D、氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減小A1、內(nèi)容：

能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變。四、能量守恒定律2、意義：（1）是一個(gè)普遍適用的定律（2）將各種現(xiàn)象聯(lián)系在一起（3）指導(dǎo)著人們的生產(chǎn)、科研（4）19世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)之一3、永動(dòng)機(jī)不可能制成第一類永動(dòng)機(jī)——不需要任何動(dòng)力或燃料，卻能源源

不斷地對(duì)外做功。五、熱力學(xué)第二定律在物理學(xué)中，反映宏觀自然過程的方向性的定律就是熱力學(xué)第二定律。1、克勞修斯表述：

熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體。2、開爾文表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其它變化。3、兩種表述的實(shí)質(zhì)：按熱傳遞的方向性來表述按機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向來表述。

將燒紅的鐵塊投入水中，結(jié)果鐵塊溫度更高，水的溫度更低?

電冰箱的內(nèi)部溫度比外部溫度低，為什么致冷系統(tǒng)還能不斷地把箱內(nèi)熱量傳給外界的空氣？

因?yàn)殡姳湎牧穗娔?，?duì)制冷系統(tǒng)做了功，一旦切斷電源，電冰箱就不能把其內(nèi)部的熱量傳給外界的空氣了。相反，外界的熱量會(huì)自發(fā)地傳給電冰箱，使其溫度逐漸升高。熱傳導(dǎo)的方向性：

熱傳導(dǎo)的過程是有方向性的，這個(gè)過程可以向一個(gè)方向自發(fā)地進(jìn)行，但是向相反的方向卻不能自發(fā)地進(jìn)行。要實(shí)現(xiàn)相反方向的過程，必須借助外界的幫助，因而產(chǎn)生其它影響或引起其它變化。

一個(gè)在水平地面上的物體，由于克服摩擦力做功，最后要停下來。在這個(gè)過程中，物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成為內(nèi)能，使物體和地面的溫度升高。機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性。

打開閥門，容器A中的氣體會(huì)自發(fā)地向容器B中膨脹。最后兩容器都充滿氣體。打開閥門

容器B中的氣體能否自發(fā)地流入容器A,使B中成為真空？熱機(jī)是一種把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置氣缸中的氣體得到燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量Q1推動(dòng)活塞做功W排出廢氣，同時(shí)把熱量Q2散發(fā)到大氣中。Q1=W+Q2熱機(jī)效率：η=W/Q1五、熱力學(xué)第二定律在物理學(xué)中，反映宏觀自然過程的方向性的定律就是熱力學(xué)第二定律。1、克勞修斯表述：

熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體。2、開爾文表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其它變化。3、兩種表述的實(shí)質(zhì)：按熱傳遞的方向性來表述按機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向來表述。熱源吸熱Q1熱機(jī)做功第二類永動(dòng)機(jī)熱源冷凝器吸熱Q1放熱Q2熱機(jī)做功六、能量耗散自然界中的宏觀過程具有方向性，能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出這