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文档简介

6-7热力学定律现象与思考热力学第一定律能量守恒定律自然过程的方向热力学第二定律现象与思考我们已经知道，做功和热传递都可以改变物体的热力学能。那么，热力学能的变化与做功和热传递之间的定量关系如何呢？做功过程中，物体的机械能可以全部转化为热力学能；反过来，物体的热力学能可不可以全部转化为机械能呢？热力学第一定律和热力学第二定律将会回答这些问题。一、热力学第一定律1.内容物体从外界吸收的热量，一部分使物体的热力学能增加，一部分用于物体对外做功，这就是热力学第一定律。2.表达式Q

=∆U+W3.说明物体从外界吸热时Q

为正值，物体向外界放热时Q

为负值；物体对外做功时W

为正值，外界对物体做功时W

为负值；物体的热力学能增加时∆U

为正值，物体的热力学能减少时∆U

为负值。4.热机在工程技术中，普遍使用的蒸汽机、汽油机、柴油机等统称为热机。热机的核心是汽缸，汽缸中的工作物质称为工质。热机工作时，工质陆续不断地吸热，同时陆续不断地对外做功。（动画）柴油机工作原理柴油机工作原理（动画）例题一定量的气体从外界吸收热量

2.66×105J，热力学能增加4.25×105J，是气体对外界做功,还是外界对气体做功?做了多少功?解：由Q=ΔU+W

得

W<0，表示外界对气体做了功。

二、能量守恒定律能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，而能量的总和保持不变。这就是能量守恒定律。如图6.6-1、6.6-2、6.6-3。图6.6-1太阳能电站图6.6-2海上风电站图6.6-3水力发电三、自然过程的方向

1.自然过程的方向性：自然界的一切实际热力学过程都是按一定方向进行的，相反方向的逆过程则不可能自动进行。

2.实例分析：两个温度不同的物体互相接触，热量总是自动地由高温物体传向低温物体，最终使二者温度相同而达到热平衡；但人们从未发现过热量自动地由低温物体传给高温物体，而使两物体的温差越来越大，尽管这样的过程并不违反能量守恒定律。四、热力学第二定律

1.克劳修斯表述：热量不能自动地从低温物体传向高温物体。或者说，不可能使热量由低温物体传递给高温物体，而不引起其他变化。

2.开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。

3.永动机：违反能量守恒定律的永动机称为第一类永动机；从单一热源吸热全部用来做功的永动机称为第二类永动机。永动机是不可能制成的。练习

1.1kg

的气体由热源吸收2.51×105J

的热量，热力学能增加4.18×105J，则外界对它做功为

J。

2.热量总是自动地由

温物体转向

温物体，最终使二者温度相同而达到

。-1.67×105高低热平衡

3.生活中能量转化的实例到处可见，请指出下列现象中能量是怎样转化的。

（1）被称为人类第一项伟大发明的钻木取火机械能→热力学能

（2）电灯通电后发光电能→光能

（3）生石灰放入盛有凉水的烧杯中，水温升

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