第3节 热力学定律与能量守恒定律
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第3节 热力学定律与能量守
恒定律
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一、热力学第一定律
1．改变物体内能的两种方式
(1)______；(2)________。[注1]
2．热力学第一定律
(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的
______与外界对它所做的功的和。
(2)表达式：ΔU＝________。
做功
热传递
热量
Q＋W
3．ΔU＝W＋Q中正、负号法则
物理量 W Q ΔU
＋ 外界对物体做功 物体______热量 内能______
－ 物体对外界做功 物体______热量 内能______
吸收
放出
增加
减少
[注2]
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二、热力学第二定律及微观意义
1．热力学第二定律的两种表述
(1)克劳修斯表述：热量不能________从低温物体传到高温
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
成功，而不产生__________。或表述为“________永动机是不
可能制成的。”
2．用熵的概念表示热力学第二定律
在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会______。
3．热力学第二定律的微观意义
一切自发过程总是沿着分子热运动的______性增大的方
向进行。
自发地
其他影响
第二类
减小
无序
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三、能量守恒定律和两类永动机
1．能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形
式______为另一种形式，或者从一个物体______到别的物体，
在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
2．两类永动机
(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__________定律，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____________定律，不可能实现。
转化
转移
能量守恒
热力学第二
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【注解释疑】
[注1] 做功和热传递对改变物体的内能具有等效性。
[注2] 功W的正、负可以根据系统的体积变化判断：
①体积增大→系统对外做功→W＜0；
②体积减小→外界对系统做功→W＞0。
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【基础自测】
一、判断题
(1)外界压缩气体做功 20 J，气体的内能可能不变。 (√)
(2)给自行车打气时，发现打气筒的温度升高，这是因为打气筒
从外界吸热。 (×)
(3)可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功。 (√)
(4)热机中，燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变
化。 (×)
(5)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量正在消失。 (×)
(6)利用河水的能量使船逆水航行的设想，符合能量守恒定律。
(√)
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二、选择题
1．(沪科版选修 3－3P
96
T
2
)关于系统的内能及其变化，下列说
法中正确的是 ( )
A．系统的温度改变时，其内能必定改变
B．系统对外做功，其内能不一定改变；向系统传递热量，
其内能不一定改变
C．对系统做功，系统内能必定改变；系统向外传出一定热
量，其内能必定改变
D．若系统与外界不发生热交换，则系统的内能必定不改变
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解析：系统的温度只能决定分子平均动能，而内能由分子
动能和分子势能共同决定，A错误；做功和热传递都可以
改变系统的内能，B正确，C、D错误。
答案：B
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