1、本 章 优 化 总 结知识体系构建 能量的守恒与耗散能量守恒能量守恒定律能量的转化能量的转化与守恒第一类永动机热力学第一定律定律的内容数学表达式 UWQ热功当量符号规则热机的工作原理蒸汽机和蒸汽轮机内燃机和燃气轮机制冷机内燃机内燃机的工作原理热力学第二定律两种表述克劳修斯表述开尔文表述自然过程的方向性热机效率和第二类永动机熵能量的耗散与退化绝对零度不可能达到熵增加原理专题归纳整合 能量守恒定律1.不同形式能量之间的转化：摩擦生热是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等这些实例说明了不同形式的
2、能量之间可以相互转化，且这一转化过程是通过做功来完成的2.在应用能量守恒定律处理问题时，首先要分清系统有多少种能量(如动能、势能、内能、电能等)在相互转化，哪种形式的能增加了，哪种形式的能减少了，某种形式的能增加，一定存在着其他形式的能减少，且增加量等于减少量其实，计算时要在各自领域内遵循各自的规律，如在机械能领域内遵循动力学的规律在高 h0.8 m 的光滑水平桌面上放着一个质量 M2 kg 的木块，一颗质量 m10 g的铅弹从水平方向以 200 m/s 的速度射中木块，把木块打落在地面上，落地点与桌边的水平距离 s0.4 m铅弹射中木块后留在木块内，铅的比热容 c1.3102 J/(kg)，
3、g 取 10 m/s2.设增加的内能有 60%使铅弹温度升高，铅弹的温度升高多少摄氏度？例1【精讲精析】铅弹射中木块后与木块一起做平抛运动的初速度为 vs/2hg 1 m/s.系统损失的机械能为 E12mv2012(mM)v22.01102 J.损失的机械能转化为系统增加的内能，则 t Ecm 93.【答案】93热力学第一定律1.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，外界对物体所做的功 W 加上物体从外界吸收的热量 Q 等于物体内能的增加 U，即 UQW.利用 UQW 讨论问题时，必须弄清其中三个量的符号法则，外界对物体做功，W 取正值，反之取负值；物体从外界吸收热量，Q 取
4、正值，反之取负值；物体内能增加，U 取正值，反之取负值2.解题步骤(1)对一个过程分析有多少形式的能在变化，且如何变化(2)由E减E增列方程求解特别提醒：热力学第一定律是包括内能和机械能在内的能量守恒定律，公式 UQW 本身很简单，关键是要正确使用规定的符号对于气体做功问题一定要清楚，若压缩气体，则外界对气体做功；若气体膨胀，则气体对外界做功对于吸热放热问题应是比较直观的一个系统由内能 E1 状态经过不同途径达到内能 E2 状态若途径 a 的过程中系统从外界吸收热量 2.078 kJ，对外界做功 4.157 kJ，途径 b 的过程中系统对外界放出热量 0.692 kJ，求途径 b 的过程中物体
5、对外界做的功例2【精讲精析】由热力学第一定律 UQW 而 Ua Ub 所以 WaQaWbQb，即4.157 kJ2.078 kJWb0.692 kJ 解得：Wb1.387 kJ.【答案】1.387 kJ1.热力学第二定律的微观意义(1)一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行(2)用熵来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减小热力学第二定律2.宏观自然过程的方向性自然过程指没有外来干扰自然进行的过程在自然界中，无论有无生命，所有宏观的自发的过程都具有单向性，都是不可逆过程如河水向下游流，重物向下落，房屋由新到旧直到倒塌，人要从婴儿到老年直至死亡等对热力学第二定律，下列理解正确的是()A自然界进行的一切宏观过程都是可逆的B自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的C热量不可能由低温物体传递到高温物体D第二类永动机违背了能量守恒定律，因此不可能制成例3【答案】B【精讲精析】由热力学第二定律知自然界一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的，故A 错 B 对热量可能从低温物体传递到高温物体，如冰箱，故 C 错第二类永动机不违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律，故 D 错