高中物理知识点总结：热力学基础

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1、一.教学内容：热力学基础 （一）改变物体内能的两种方式：做功和热传递1.做功：其他形式的能与内能之间相互转化的过程，内能改变了多少用做功的数值来量度，外力对物体做功，内能增加，物体克服外力做功，内能减少。2.热传递：它是物体间内能转移的过程，内能改变了多少用传递的热量的数值来量度，物体吸收热量，物体的内能增加，放出热量，物体的内能减少，热传递的方式有：传导、对流、辐射，热传递的条件是物体间有温度差。 （二）热力学第一定律1.内容：物体内能的增量等于外界对物体做的功W和物体吸收的热量Q的总和。2.表达式：。3.符号法则：外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值，

2、吸收热量Q取正值，物体放出热量Q取负值；物体内能增加取正值，物体内能减少取负值。 （三）能的转化和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。在转化和转移的过程中，能的总量不变，这就是能量守恒定律。 （四）热力学第二定律两种表述：（1）不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。（2）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。热力学第二定律揭示了涉及热现象的宏观过程都有方向性。（3）热力学第二定律的微观实质是：与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方

3、向进行的。（4）熵是用来描述物体的无序程度的物理量。物体内部分子热运动无序程度越高，物体的熵就越大。 （五）说明的问题1.第一类永动机是永远无法实现的，它违背了能的转化和守恒定律。2.第二类永动机也是无法实现的，它虽然不违背能的转化和守恒定律，但却违背了热力学第二定律。 （六）能源和可持续发展1.能量与环境（1）温室效应：化石燃料燃烧放出的大量二氧化碳，使大气中二氧化碳的含量大量提高，导致“温室效应”，使得地面温度上升，两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海地区等不良影响。（2）酸雨污染：排放到大气中的大量二氧化硫和氮氧化物等在降水过程中溶入雨水，使其形成酸雨，酸雨进入地

4、表、江河、破坏土壤，影响农作物生长，使生物死亡，破坏生态平衡，同时腐蚀建筑结构、工业装备、动力和通讯设备等，还直接危害人类健康。2.能量耗散和能量降退（1）能量耗散：在能量转化过程中，一部分机械能转变成内能，而这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用，这种现象叫做能量的耗散。（2）能量降退：从可被利用的价值来看，内能较之机械能、电能等，是一种低品质的能量。能量耗散不会使能的总量减少，却会导致能量品质的降低。 二.重点、难点（一）热力学第一定律热力学第一定律说明了做功和热传递是物体内能改变的量度，没有做功和热传递就不可能实现能的转化

5、和转移。按照符号法则将“”“－”号代入计算或分析问题，如果事先不便确定其正负，可以先假定它为正，在计算出结果以后再作判断。若大于零，说明与原假设一致，若结果为负，则说明与原假设相反。热力学第一定律的应用一般步骤是：1.根据符号法则写出各已知量（W、）的正负。2.根据方程求出未知量3.再根据未知量的正负判断该量的变化。例1.一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了A.B.C.D.解析：根据热力学第一定律的符号法则，，所以选项B正确。答案：B （二）正确运用能量守恒定律计算内能和机械能相互转化的问题物体内能对分子而言，它是组成物体所有分子热运动的动能和分子热能的总和，它是状

6、态量，它的大小与温度、体积以及物体所含分子数有关。机械能是对物体整体而言，它是物体整体的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）的统称，即使静止物体的动能为零，重力势能和弹性势能也不变，物体仍具有内能。物体的机械能与内能之间可以发生相互转化，例如“摩擦生热”，但能的总量不变。在分析此类问题时，一要注意能量转化的方向，二要考虑到转化的快慢导致的效果上的不同。例2.如图所示容器中，A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下是水，上为空气，大气压恒定。A、B底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热，原先A中水面比B中高，打开阀门，使A中水逐渐向B流，最后达到平衡。在这个过程中

7、，下面哪个说法正确（）A.大气压对水做功，水的内能增加B.水克服大气压力做功，水的内能减少C.大气压对水不做功，水的内能不变D.大气压对水不做功，水的内能增加解析：本题主要考查能量转化与守恒定律和大气压力做功的计算，打开阀门后，A中的水逐渐流入B中，最后达到平衡，即稳定下来。这一过程中，水的重心一定降低，重力势能一定减少，依据能的转化与守恒定律，减少的重力势能全部转化为整个系统的内能，水的内能增加（容器的内能也增加）。A、B液面大气压强相等，设为答案：D 例3.如图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分