热力学定律复习

1、热力学定律复习课热力学定律复习课一一. 物体的内能物体的内能1.分子的动能分子的动能物体内所有分子的动能的平均值叫做分子物体内所有分子的动能的平均值叫做分子 的平均动能的平均动能温度升高，分子热运动的平均动能越大温度升高，分子热运动的平均动能越大温度越低，分子热运动的平均动能越小温度越低，分子热运动的平均动能越小温度是物体分子热运动的平均动能的标志温度是物体分子热运动的平均动能的标志2.分子势能分子势能-由分子间的相互作用和相对位置决由分子间的相互作用和相对位置决 定的能量叫分子势能定的能量叫分子势能. 分子力做正功，分子势能减少，分子力做正功，分子势能减少，分子力做负功，分子势能增加。分子力

2、做负功，分子势能增加。在平衡位置时在平衡位置时(r=r0),分子势能最小分子势能最小.分子势能的大小跟物体的体积有关系分子势能的大小跟物体的体积有关系3.物体的内能物体的内能 体积变化时，分子势能发生变化，体积变化时，分子势能发生变化， 因而物体的内能发生变化因而物体的内能发生变化温度升高时，分子的平均动能增加，温度升高时，分子的平均动能增加， 因而物体内能增加；因而物体内能增加；所以物体的内能跟物的温度和体积都有关系所以物体的内能跟物的温度和体积都有关系：由于分子热运动的平均动能跟温度有关系，由于分子热运动的平均动能跟温度有关系， 分子势能跟体积有关系，分子势能跟体积有关系，物体中物体中所有

3、所有分子做热运动的动能和分子势能分子做热运动的动能和分子势能 的的总和总和，叫做物体的内能，叫做物体的内能此外此外,还跟物体的质量和物态有关。还跟物体的质量和物态有关。返回返回 注意：注意：做功和热传递对改变物体的内能做功和热传递对改变物体的内能是等效的但是在本质上有区别是等效的但是在本质上有区别:做功是其它形式的能与内能相互转化的过程做功是其它形式的能与内能相互转化的过程,热传递是物体间内能转移的过程热传递是物体间内能转移的过程.能够改变物体内能的物理过程有两种：能够改变物体内能的物理过程有两种：做功和热传递做功和热传递2.热传递也做功可以改变物体的内能热传递也做功可以改变物体的内能1.做功

4、可以改变物体的内能做功可以改变物体的内能返回返回二二.改变物体内能的两种方式改变物体内能的两种方式三三. .热力学第一定律热力学第一定律 在一般情况下，如果物体跟外界同时发生在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界对物体所做做功和热传递的过程，那么，外界对物体所做的功的功w加上物体从外界吸收的热量加上物体从外界吸收的热量q，等于物等于物体内能的增加体内能的增加u，即，即u = w + q上式所表示的功、热量跟内能改变之间的定量上式所表示的功、热量跟内能改变之间的定量关系，在物理学中叫做关系，在物理学中叫做热力学第一定律热力学第一定律符号规则：符号规则：内能增加，内能增

5、加， u0；内能减少，内能减少， u 0外界对物体做功外界对物体做功w 0；物体对外界做功物体对外界做功w 0物体从外界吸热物体从外界吸热 q0；物体向外界放热物体向外界放热q 0返回返回四四. 能量守恒定律能量守恒定律功是能量转化的量度功是能量转化的量度热力学第一定律表示，做功和热传递提供给热力学第一定律表示，做功和热传递提供给一个物体多少能量，物体的内能就增加多少一个物体多少能量，物体的内能就增加多少，能量在转化或转移中守恒，能量在转化或转移中守恒 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它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别的形式，或者从一个只能从一种形式转化为别的形

6、式，或者从一个物体转移到别的物体这就是能量守恒定律物体转移到别的物体这就是能量守恒定律返回返回 热量总是从高温物体传到低温物体，但是热量总是从高温物体传到低温物体，但是不可能自动从低温物体传递到高温物体，不可能自动从低温物体传递到高温物体，而不而不引起其它变化引起其它变化。（这是按照热传导的方向性来表述的。）（这是按照热传导的方向性来表述的。） 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化。机械能可以全部转做功，而不引起其它变化。机械能可以全部转化为内能，内能却不可能全部转化为机械能化为内能，内能却不可能全部转化为机械能,而而不引起其它变化

7、。不引起其它变化。 （这是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的。）（这是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的。） 第二类永动机是不可能制成的。第二类永动机是不可能制成的。 五五. 热力学第二定律：热力学第二定律： 热力学第三定律：热力学第三定律： 熵熵 1. 下列说法正确的是下列说法正确的是: ( ) a.温度是分子内能大小的标志温度是分子内能大小的标志 b.物体吸热温度一定升高物体吸热温度一定升高 c.物体不吸热温度也可升高物体不吸热温度也可升高 d.温度高的物体具有较多的热量温度高的物体具有较多的热量c 2.比较比较100c 时时, 18g的水、的水、18g的水蒸气和的水蒸气和32

8、g氧气可知氧气可知 （ ）(a) 分子数相同分子数相同,分子的平均动能也相同分子的平均动能也相同(b) 分子数相同分子数相同,内能也相同内能也相同(c) 分子数相同分子数相同,分子的平均动能不相同分子的平均动能不相同(d) 分子数不同分子数不同,内能也不相同内能也不相同a返回返回c.分子间的势能变化的情况是分子间的势能变化的情况是 先先 ，后，后 .3.两个分子之间的距离由两个分子之间的距离由rr0开始向外移动，开始向外移动，直至相距无限远的过程中：直至相距无限远的过程中：减小减小增加增加减小减小正正负负减少减少增加增加b.分子力做功的情况是分子力做功的情况是 先做先做 功，后做功，后做 功；

9、功；a.分子力的大小变化的情况是分子力的大小变化的情况是 先先 ，后，后 ， 再再 ；返回返回4.关于物体内能及其变化，下列说法中正确关于物体内能及其变化，下列说法中正确的是的是 a物体的温度改变时，其内能必定改变物体的温度改变时，其内能必定改变b物体对外做功，其内能不一定改变；向物体对外做功，其内能不一定改变；向物体传递热量，其内能不一定改变物体传递热量，其内能不一定改变c对物体做功，其内能必定改变；物体向对物体做功，其内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定改变外传出一定热量，其内能必定改变d若物体与外界不发生热交换，则物体的若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变内能必定不

10、改变b返回返回6、关于内能的概念下列说法中正确的是、关于内能的概念下列说法中正确的是( ).(a)温度高的物体温度高的物体,内能一定大内能一定大(b)物体吸收热量物体吸收热量,内能一定增大内能一定增大(c)100c的水变成的水变成100c水蒸气水蒸气,内能一定增大内能一定增大(d)物体克服摩擦力做功物体克服摩擦力做功,内能一定增大内能一定增大c返回返回5. 外界对一定质量的气体做了外界对一定质量的气体做了200j的功，同时的功，同时气体又向外界放出了气体又向外界放出了80j的热量，则气体的内能的热量，则气体的内能 （填（填“增加增加”或或“减少减少”） 了了 j增加增加120 7.瀑布从瀑布从

11、10m高处落下高处落下, 如果下落中减少的机如果下落中减少的机械能有械能有50%转化为水的内能转化为水的内能, 水升高温度是多少水升高温度是多少? (水的比热容是水的比热容是4.2 103j/kg k)t=50/4200=0.012 解解：下落中减少的机械能：下落中减少的机械能 e=mgh=m 10 10=100m （j）水升高温度增加的内能水升高温度增加的内能由能量守恒定律由能量守恒定律 50% e=q50m= 4.2 103 mt返回返回q=cmt=4.2 103 m t 8. 横截面积为横截面积为 2dm2的圆筒内装有的圆筒内装有0.6kg的水，太阳光的水，太阳光垂直照射了垂直照射了2分

12、钟，水温升高了分钟，水温升高了1 ，设大气顶层的太阳，设大气顶层的太阳能只有能只有45%到达地面，试估算出太阳的辐射功率为多少？到达地面，试估算出太阳的辐射功率为多少？（保留一位有效数字，日地平均距离为（保留一位有效数字，日地平均距离为1.51011m.) p=4r2p1= 42.251022 2.33103 =61026 w解解：水温升高吸热：水温升高吸热 q=cm t=42000.61=2.52103 j地面单位面积单位时间接收的能量地面单位面积单位时间接收的能量e1=q/st= 2.52103 /(0.02120)=1.05103 j/m2s太阳照射到地面单位面积的功率太阳照射到地面单位

13、面积的功率p1= e1 /0.45=2.33103 w/m2太阳发出的总功率太阳发出的总功率返回返回江苏高考江苏高考2下列说法正确的是下列说法正确的是 （ ）a.物体放出热量，温度一定减低物体放出热量，温度一定减低b.物体内能增加，温度一定升高物体内能增加，温度一定升高c.热量能自发地热量能自发地 从低温物体传给高温物体从低温物体传给高温物体d.热量能自发地热量能自发地 从高温物体传给低温物体从高温物体传给低温物体d返回返回江苏高考江苏高考5 甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为同种气体，已知甲、乙容器中

14、气体的压强分别为p甲甲、 p乙乙 ，且，且p甲甲v0 ,则则 （ ）a. p1 p2, t1 t2 b. p1 p2, t1 t2 c. p1 p2, t1 t2 d. p1 t2 江苏高考江苏高考9a解解:在中在中,由热一律由热一律, e=w+q q=0 w0 e0 t2t2由气态方程由气态方程 p1v1/t1=p2v2/t2 v1 =v2 t1 t2 p1 p2返回返回全国卷全国卷/1616.对于一定量的气体对于一定量的气体,可能发生的过程是可能发生的过程是 ( )a.等压压缩等压压缩,温度降低温度降低 b.等温吸热等温吸热,体积不变体积不变c.放出热量放出热量,内能增加内能增加 d.绝热

15、压缩绝热压缩,内能不变内能不变解解:由由pv/t=c p不变不变, v减小减小,t也减小也减小, a正确正确.由由e=q+w, t不变不变, e=0,q0,则则w0,v增大增大.b错错.由由e=q+w, q q 0, 则则e0, c正确正确.由由e=q+w, q=0, v减小减小, w0, 则则e0, d错错. a c返回返回13（2）热力学第二定律常见的表述有两种：）热力学第二定律常见的表述有两种：第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其它变化。体，而不引起其它变化。 第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化。用来做功，而不引起其它变化。如图（如图（a）是根据热力学第二定律的第一种表述画出的）是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图：外界