129热力学定律及其图像问题 精讲精练-2022届高三物理一轮复习疑难突破微专题

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129 热力学定律及其图像问题
一.必备知识
1．改变内能的两种方式的比较
方式名称比较项目 做功 传热
区
别
内能变化情况
外界对系统做功，系统的
内能增加；系统对外界做
功，系统的内能减少
系统吸收热量，内能增
加；系统放出热量，内能
减少
从能量的角度看 做功是其他形式的能与内
能相互转化的过程
不同系统间或同一系统不
同部分之间内能的转移
能的性质变化情况 能的性质发生了变化 能的性质不变
相互联系 做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果
上是相同的
2．热力学第一定律
(1)内容
一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
(2)表达式：Δ
U
＝
Q
＋
W
。
(3)Δ
U
＝
Q
＋
W
中物理量正、负号的意义
物理量
意义
符号
W Q
Δ
U
＋ 外界对系统做功 系统吸收热量 内能增加
－ 系统对外界做功 系统放出热量 内能减少
(4)Δ
U
＝
Q
＋
W
的三种特殊情况
① 若过程是绝热的，则
Q
＝0，
W
＝Δ
U
，外界对系统做的功等于系统内能的增加。
② 若外界对系统做功为 0，即
W
＝0，则
Q
＝Δ
U
，系统吸收的热量等于系统内能的增加。
此处的
W
包含机械功、电流功等一切功。对于不涉及其他力做功的气体的等容过程，
W
＝0，
Q
＝Δ
U
。
③ 对于理想气体，若过程是等温的，即 Δ
U
＝0，则
W
＋
Q
＝0 或
W
＝－
Q
，外界对气体做的
功等于气体放出的热量。
3．能量守恒定律的内容：
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，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。
条件性：能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的，例
如，机械能守恒定律具有适用条件，而能量守恒定律是无条件的，是一切自然现象都遵守的
基本规律。
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129 热力学定律及其图像问题
4．第一类永动机
不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器。违背能量守恒定律，因此不可能
实现。
5.热力学第二定律　
（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
不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，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。”
（3）用熵的概念表示热力学第二定律
在自发过程中，系统总是自发地向无序方向发展，即一个孤立系统的熵值总是不减少的 。
(熵增加原理)
6．第二类永动机
从单一热库吸收热量并把它全部用来对外做功，而不产生其他影响的机器。
违背热力学第二定律，不可能实现。
5．能源的利用
(1)存在能量耗散和品质降低。
(2)重视利用能源时对环境的影响。
(3)要开发新能源(如太阳能、生物质能、风能、水能等)。
6.热力学第一、第二定律的比较
　 　定律名称
比较项目 热力学第一定律 热力学第二定律
定律揭示的问题
从能量守恒的角度揭示了
功、热量和内能改变量三者
的定量关系
指出一切与热现象有关的宏观
自然过程都有特定的方向性
机械能和内能的转化 通过做功机械能与内能互相
转化
内能不可能在不引起其他变化
的情况下完全转化为机械能
热量的传递 内能的变化量等于外界做的
功与吸收的热量之和
说明热量不能自发地从低温物
体传向高温物体
表述形式 只有一种表述形式 有多种表述形式
两定律的关系在热力学中，两者既相互独立，又互为补充，共同构成了热
力学知识的理论基础
7．两类永动机的比较
分类 第一类永动机 第二类永动机
设计要求不需要任何动力或燃料，却能 从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而
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摘要：

129热力学定律及其图像问题一.必备知识1．改变内能的两种方式的比较方式名称比较项目做功传热区别内能变化情况外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外界做功，系统的内能减少系统吸收热量，内能增加；系统放出热量，内能减少从能量的角度看做功是其他形式的能与内能相互转化的过程不同系统间或同一系统不同部分之间内能的转移能的性质变化情况能的性质发生了变化能的性质不变相互联系做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的2．热力学第一定律(1)内容一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。(2)表达式：ΔU＝Q＋W。(3)ΔU＝Q＋W中物理量正、负号的意义物理量意义符...

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