1、-1-本章整合BENZHANG ZHENGHE-2-本章整合BENZHANG ZHENGHE 知识建构 专题应用 热力学第一定律 内容:一个热力学系统内能的增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做功的和公式:U=W+Q第一类永动机不能制成的原因:违背了能量守恒定律能量守恒定律:能量既不会消失,也不会创生,只能从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体,在转化和转移过程中其总量不变热力学第二定律 第一种描述:不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化第二种描述:不可能从单一热源吸取热量,使之完全变成有用功而不引起其他变化微观解释:一切不可逆过程总是沿着大量分子热运动无序性增
2、大的方向进行第二类永动机不可能制成的原因:违背热力学第二定律熵增加原理:在孤立系统中,一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行-3-本章整合BENZHANG ZHENGHE 专题应用 知识建构 专题一 专题二 专题一、热力学第一定律1.热力学第一定律揭示了内能的增量(U)与外界对物体做功(W)与物体从外界吸热(Q)之间的关系,即 U=W+Q,正确理解公式的意义及符号的含义是解决此类问题的保证。(1)外界对物体做功,W0;物体对外界做功,W0;物体放出热量,Q0,物体的内能增加;U0,物体的内能减少。2.注意问题:(1)只有绝热过程 Q=0,U=W,用做功可判断内能变化。(2)只有在气体体积不变时
3、,W=0,U=Q,用吸热放热情况可判断内能的变化。(3)若物体内能不变,即 U=0,则 W=-Q,功和热量符号相反,大小相等。因此判断内能变化问题一定要全面进行考虑。-4-本章整合BENZHANG ZHENGHE 专题应用 知识建构 专题一 专题二【例题 1】如图所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体,已知容器横截面积为 S,活塞重为 G,大气压强为 p0。若活塞固定,密封气体温度升高 1,需吸收的热量为 Q1;若活塞不固定,且可无摩擦滑动,仍使密封气体温度升高 1,需吸收的热量为 Q2。问 Q1 和 Q2 哪个大些?气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会不同?-5-本章整合BEN
4、ZHANG ZHENGHE 专题应用 知识建构 专题一 专题二 解析:设密闭气体温度升高 1,内能的增量为 U,则有U=Q1U=Q2+W因气体体积膨胀,W0,故 Q1Q2由此可见,质量相等的同种气体,在定容和定压两种不同情况下,尽管温度变化相同,但吸收的热量不同,所以同种气体在定容下的比热容与在定压下的比热容是不同的。答案:Q1Q2 见解析-6-本章整合BENZHANG ZHENGHE 专题应用 知识建构 专题一 专题二 专题二、热力学第一定律与热力学第二定律的比较 规律区别联系 热力学第一定律热力学第二定律区别热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的表现,否定了创造能量和消灭能量的可能性热力
5、学第二定律是关于在有限空间和时间内,一切和热现象有关的宏观过程都具有方向性的经验总结续表 规律区别联系 热力学第一定律热力学第二定律联系两定律都是热力学基本定律,分别从不同角度揭示了与热现象有关的物理过程所遵循的规律,二者相互独立,又相互补充,都是热力学的理论基础-7-本章整合BENZHANG ZHENGHE 专题应用 知识建构 专题一 专题二【例题 2】如图所示为电冰箱的工作原理示意图。压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环。在蒸发器中制冷剂汽化,吸收箱体内的热量,经过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到箱体外。下列说法正确的是()A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能C.电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D.电冰箱的工作原理违反热力学第一定律-8-本章整合BENZHANG ZHENGHE 专题应用 知识建构 专题一 专题二 解析:热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律,是能的转化和守恒定律的具体表现,适用于所有的热现象,故 C 正确,D 错误。根据热力学第二定律,热量不能自发地从低温物体传到高温物体,必须借助于其他系统做功,A 错误,B 正确,故选 B、C。答案:BC
