第十章熱力學定律

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

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

壓縮時外界對氣體做功。

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

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

即在外界對系統(tǒng)不做功的情況下，外界傳遞給系統(tǒng)的熱量等于系統(tǒng)內能的改變量。△U＝Q二、熱和內能

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

圖4為某種椅子與其升降部分的結構示意圖，M、N兩筒間密閉了一定質量的氣體，M可以在N的內壁上下滑動，設筒內氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動的過程中（）A、外界對氣體做功，氣體內能增大B、外界對氣體做功，氣體內能減小C、氣體對外界做功，氣體內能增大D、氣體對外界做功，氣體內能減小A1、內容：

能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到別的物體，在轉化或轉移的過程中其總量保持不變。四、能量守恒定律2、意義：（1）是一個普遍適用的定律（2）將各種現(xiàn)象聯(lián)系在一起（3）指導著人們的生產、科研（4）19世紀自然科學三大發(fā)現(xiàn)之一3、永動機不可能制成第一類永動機——不需要任何動力或燃料，卻能源源

不斷地對外做功。五、熱力學第二定律在物理學中，反映宏觀自然過程的方向性的定律就是熱力學第二定律。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、兩種表述的實質：按熱傳遞的方向性來表述按機械能與內能轉化過程的方向來表述。

將燒紅的鐵塊投入水中，結果鐵塊溫度更高，水的溫度更低?

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

因為電冰箱消耗了電能，對制冷系統(tǒng)做了功，一旦切斷電源，電冰箱就不能把其內部的熱量傳給外界的空氣了。相反，外界的熱量會自發(fā)地傳給電冰箱，使其溫度逐漸升高。熱傳導的方向性：

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

一個在水平地面上的物體，由于克服摩擦力做功，最后要停下來。在這個過程中，物體的動能轉化成為內能，使物體和地面的溫度升高。機械能和內能的轉化過程具有方向性。

打開閥門，容器A中的氣體會自發(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？熱機是一種把內能轉化為機械能的裝置氣缸中的氣體得到燃料燃燒時產生的熱量Q1推動活塞做功W排出廢氣，同時把熱量Q2散發(fā)到大氣中。Q1=W+Q2熱機效率：η=W/Q1五、熱力學第二定律在物理學中，反映宏觀自然過程的方向性的定律就是熱力學第二定律。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、兩種表述的實質：按熱傳遞的方向性來表述按機械能與內能轉化過程的方向來表述。熱源吸熱Q1熱機做功第二類永動機熱源冷凝器吸熱Q1放熱Q2熱機做功六、能量耗散自然界中的宏觀過程具有方向性，能量耗散從能量轉化的角度反映出這