基礎(chǔ)課基礎(chǔ)課3熱力學(xué)定律與能量守恒定律熱力學(xué)定律與能量守恒定律熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律1.改變物體內(nèi)能的兩種方式改變物體內(nèi)能的兩種方式(1)；(2)熱傳遞。熱傳遞。2.熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律(1)內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的與外界對(duì)它所做的功的和。與外界對(duì)它所做的功的和。(2)表達(dá)式：表達(dá)式：U。知 識(shí) 排知 識(shí) 排查查做功做功熱量熱量Q+W(3)U 中正、負(fù)號(hào)法則：中正、負(fù)號(hào)法則：Q+W吸收吸收增加增加放出放出減少減少能量守恒定律能量守恒定律1.內(nèi)容內(nèi)容能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式 為另一種形式，或者是從一個(gè)物體為另一種形式，或者是從一個(gè)物體到 另 一 個(gè) 物 體，在到 另 一 個(gè) 物 體，在或或的過(guò)程中，能量的的過(guò)程中，能量的保持不變。保持不變。2.條件性條件性能量守恒定律是自然界的能量守恒定律是自然界的，某一種形式的能，某一種形式的能是否守恒是有條件的。是否守恒是有條件的。3.第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的，它違背了第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的，它違背了。熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律1.熱力學(xué)第二定律的兩種表述熱力學(xué)第二定律的兩種表述(1)克勞修斯表述：熱量不能克勞修斯表述：熱量不能從低溫物體傳到高溫物體。從低溫物體傳到高溫物體。(2)開(kāi)爾文表述：不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而開(kāi)爾文表述：不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而。或表述為?；虮硎鰹椤坝绖?dòng)機(jī)是不可能制成的永動(dòng)機(jī)是不可能制成的”。2.用熵的概念表示熱力學(xué)第二定律用熵的概念表示熱力學(xué)第二定律在任何自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)在任何自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)。3.熱力學(xué)第二定律的微觀意義熱力學(xué)第二定律的微觀意義一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的增大的方向進(jìn)行。增大的方向進(jìn)行。4.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成的原因是違背了第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成的原因是違背了。小題速練小題速練1.思考判斷思考判斷(1)外界壓縮氣體做功外界壓縮氣體做功20 J，氣體的內(nèi)能可能不變。，氣體的內(nèi)能可能不變。()(2)電冰箱的工作過(guò)程表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞。電冰箱的工作過(guò)程表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞。()(3)科技的進(jìn)步可以使內(nèi)燃機(jī)成為單一熱源的熱機(jī)。科技的進(jìn)步可以使內(nèi)燃機(jī)成為單一熱源的熱機(jī)。()(4)對(duì)能源的過(guò)度消耗將使自然界的能量不斷減少，形成能源危機(jī)。對(duì)能源的過(guò)度消耗將使自然界的能量不斷減少，形成能源危機(jī)。()(5)一定量一定量100 的水變成的水變成100 的水蒸氣，其分子之間的勢(shì)能增加。的水蒸氣，其分子之間的勢(shì)能增加。()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)2.(多選多選)對(duì)于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的理解，下列說(shuō)法正確的對(duì)于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的理解，下列說(shuō)法正確的是是()A.一定質(zhì)量的氣體膨脹對(duì)外做功一定質(zhì)量的氣體膨脹對(duì)外做功100 J，同時(shí)從外界吸收，同時(shí)從外界吸收120 J的熱量，的熱量，則它的內(nèi)能增大則它的內(nèi)能增大20 JB.物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加；物體對(duì)外界做功，其內(nèi)能一物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加；物體對(duì)外界做功，其內(nèi)能一定減少定減少C.凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量只能凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量只能從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能從低溫物體傳遞給高溫物體從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能從低溫物體傳遞給高溫物體D.第二類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律，沒(méi)有違反熱力學(xué)第一定律第二類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律，沒(méi)有違反熱力學(xué)第一定律E.熱現(xiàn)象過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散現(xiàn)象，能量耗散符合熱力學(xué)第熱現(xiàn)象過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散現(xiàn)象，能量耗散符合熱力學(xué)第二定律二定律解析解析根據(jù)熱力學(xué)第一定律知根據(jù)熱力學(xué)第一定律知UWQ100 J120 J20 J，故選項(xiàng)，故選項(xiàng)A正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律UWQ，可知，可知物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加，物體對(duì)外界做功，物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加，物體對(duì)外界做功，其內(nèi)能不一定減少，選項(xiàng)其內(nèi)能不一定減少，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；通過(guò)做功的方式可以讓熱量錯(cuò)誤；通過(guò)做功的方式可以讓熱量從低溫物體傳遞給高溫物體，如電冰箱，選項(xiàng)從低溫物體傳遞給高溫物體，如電冰箱，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；第二類錯(cuò)誤；第二類永動(dòng)機(jī)沒(méi)有違反能量守恒定律，熱力學(xué)第一定律是能量轉(zhuǎn)化永動(dòng)機(jī)沒(méi)有違反能量守恒定律，熱力學(xué)第一定律是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律在熱學(xué)中的反映，因此第二類永動(dòng)機(jī)沒(méi)有違反熱和守恒定律在熱學(xué)中的反映，因此第二類永動(dòng)機(jī)沒(méi)有違反熱力學(xué)第一定律，不能制成是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第二定律，力學(xué)第一定律，不能制成是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第二定律，故選項(xiàng)故選項(xiàng)D正確；能量耗散過(guò)程體現(xiàn)了宏觀自然過(guò)程的方向性，正確；能量耗散過(guò)程體現(xiàn)了宏觀自然過(guò)程的方向性，符合熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)符合熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)E正確。正確。答案答案ADE熱力學(xué)第一定律與能量守恒定律熱力學(xué)第一定律與能量守恒定律1.做功和熱傳遞的區(qū)別做功和熱傳遞的區(qū)別做功與熱傳遞在改變內(nèi)能的效果上是相同的，但是從運(yùn)動(dòng)形式、能量轉(zhuǎn)化做功與熱傳遞在改變內(nèi)能的效果上是相同的，但是從運(yùn)動(dòng)形式、能量轉(zhuǎn)化的角度上看是不同的。做功是其他形式的運(yùn)動(dòng)和熱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化，是其他形的角度上看是不同的。做功是其他形式的運(yùn)動(dòng)和熱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化，是其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化；而熱傳遞則是熱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)移，是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化；而熱傳遞則是熱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)移，是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。2.三種特殊情況三種特殊情況(1)若過(guò)程是絕熱的，則若過(guò)程是絕熱的，則Q0，WU，外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的，外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量。增加量。(2)若過(guò)程中不做功，則若過(guò)程中不做功，則W0，QU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量。加量。(3)若過(guò)程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即若過(guò)程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即U0，則，則WQ0或或WQ。外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量。外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量。1.(2018襄陽(yáng)模擬襄陽(yáng)模擬)(多選多選)下列對(duì)熱力學(xué)定律的理解正確的是下列對(duì)熱力學(xué)定律的理解正確的是()A.可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣梢詮膯我粺嵩次諢崃?，使之完全變?yōu)楣.由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時(shí)做功和熱傳遞一定會(huì)改變內(nèi)能一定改變內(nèi)能，但同時(shí)做功和熱傳遞一定會(huì)改變內(nèi)能C.空調(diào)機(jī)在制冷過(guò)程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出空調(diào)機(jī)在制冷過(guò)程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量的熱量D.熱量不可能由低溫物體傳給高溫物體熱量不可能由低溫物體傳給高溫物體E.如果物體從外界吸收了熱量，物體的內(nèi)能也可能減少如果物體從外界吸收了熱量，物體的內(nèi)能也可能減少解析解析在引起其他變化的情況下，從單一熱源吸收熱量可以在引起其他變化的情況下，從單一熱源吸收熱量可以將其全部變?yōu)楣Γx項(xiàng)將其全部變?yōu)楣?，選項(xiàng)A正確；由熱力學(xué)第一定律可知，當(dāng)正確；由熱力學(xué)第一定律可知，當(dāng)W0，Q0時(shí)，時(shí)，UWQ可以等于可以等于0，選項(xiàng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；空調(diào)機(jī)在錯(cuò)誤；空調(diào)機(jī)在制冷過(guò)程中消耗了電能，總體上是放出熱量，選項(xiàng)制冷過(guò)程中消耗了電能，總體上是放出熱量，選項(xiàng)C正確；熱正確；熱量可以由低溫物體傳給高溫物體，選項(xiàng)量可以由低溫物體傳給高溫物體，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；物體從外界吸錯(cuò)誤；物體從外界吸收熱量，可能同時(shí)對(duì)外做功，如果對(duì)外做的功大于從外界吸收熱量，可能同時(shí)對(duì)外做功，如果對(duì)外做的功大于從外界吸收的熱量，則物體的內(nèi)能減少，選項(xiàng)收的熱量，則物體的內(nèi)能減少，選項(xiàng)E正確。正確。答案答案ACE2.(2018吉林長(zhǎng)春質(zhì)檢吉林長(zhǎng)春質(zhì)檢)(多選多選)下列各說(shuō)法正確的是下列各說(shuō)法正確的是()A.氣體擴(kuò)散現(xiàn)象表明氣體分子間存在斥力氣體擴(kuò)散現(xiàn)象表明氣體分子間存在斥力B.對(duì)于同一理想氣體，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大對(duì)于同一理想氣體，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大C.熱量總是自發(fā)地從分子平均動(dòng)能大的物體傳遞到分子平均熱量總是自發(fā)地從分子平均動(dòng)能大的物體傳遞到分子平均動(dòng)能小的物體動(dòng)能小的物體D.用活塞壓縮汽缸內(nèi)的理想氣體，對(duì)氣體做了用活塞壓縮汽缸內(nèi)的理想氣體，對(duì)氣體做了3.0105 J的功，的功，同時(shí)氣體向外界放出同時(shí)氣體向外界放出1.5105 J的熱量，則氣體內(nèi)能增加了的熱量，則氣體內(nèi)能增加了1.5105 JE.飽和汽壓與分子密度有關(guān)，與溫度無(wú)關(guān)飽和汽壓與分子密度有關(guān)，與溫度無(wú)關(guān)解析解析氣體擴(kuò)散現(xiàn)象表明氣體分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)氣體擴(kuò)散現(xiàn)象表明氣體分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)錯(cuò)誤；由于溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，故對(duì)于同一理想氣體，誤；由于溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，故對(duì)于同一理想氣體，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，選項(xiàng)溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，選項(xiàng)B正確；分子的平均動(dòng)能正確；分子的平均動(dòng)能大，則說(shuō)明物體的溫度高，熱量總是自發(fā)地從高溫物體傳遞大，則說(shuō)明物體的溫度高，熱量總是自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，選項(xiàng)到低溫物體，選項(xiàng)C正確；用活塞壓縮汽缸內(nèi)的理想氣體，根正確；用活塞壓縮汽缸內(nèi)的理想氣體，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，對(duì)氣體做了據(jù)熱力學(xué)第一定律，對(duì)氣體做了3.0105 J的功，同時(shí)氣體向的功，同時(shí)氣體向外界放出外界放出1.5105 J的熱量，則氣體內(nèi)能增加了的熱量，則氣體內(nèi)能增加了1.5105 J，選，選項(xiàng)項(xiàng)D正確；飽和汽壓與溫度有關(guān)，且隨著溫度的升高而增大，正確；飽和汽壓與溫度有關(guān)，且隨著溫度的升高而增大，選項(xiàng)選項(xiàng)E錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。答案答案BCD3.2017全國(guó)卷全國(guó)卷，33(1)(多選多選)如圖如圖1，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，出發(fā)，經(jīng)過(guò)等容過(guò)程經(jīng)過(guò)等容過(guò)程ab到達(dá)狀態(tài)到達(dá)狀態(tài)b，再經(jīng)過(guò)等溫過(guò)程，再經(jīng)過(guò)等溫過(guò)程bc到達(dá)狀態(tài)到達(dá)狀態(tài)c，最后經(jīng)等壓，最后經(jīng)等壓過(guò)程過(guò)程ca回到初態(tài)回到初態(tài)a。下列說(shuō)法正確的是。下列說(shuō)法正確的是()A.在過(guò)程在過(guò)程ab中氣體的內(nèi)能增加中氣體的內(nèi)能增加B.在過(guò)程在過(guò)程ca中外界對(duì)氣體做功中外界對(duì)氣體做功C.在過(guò)程在過(guò)程ab中氣體對(duì)外界做功中氣體對(duì)外界做功D.在過(guò)程在過(guò)程bc中氣體從外界吸收熱量中氣體從外界吸收熱量E.在過(guò)程在過(guò)程ca中氣體從外界吸收熱量中氣體從外界吸收熱量圖圖1解析解析在過(guò)程在過(guò)程ab中，體積不變，氣體對(duì)外界不做功，壓強(qiáng)增中，體積不變，氣體對(duì)外界不做功，壓強(qiáng)增大，溫度升高，內(nèi)能增加，故選項(xiàng)大，溫度升高，內(nèi)能增加，故選項(xiàng)A正確，正確，C錯(cuò)誤；在過(guò)程錯(cuò)誤；在過(guò)程ca中，氣體的體積縮小，外界對(duì)氣體做功，壓強(qiáng)不變，溫度降中，氣體的體積縮小，外界對(duì)氣體做功，壓強(qiáng)不變，溫度降低，內(nèi)能變小，氣體向外界放出熱量，故選項(xiàng)低，內(nèi)能變小，氣體向外界放出熱量，故選項(xiàng)B正確，正確，E錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；在過(guò)程在過(guò)程bc中，溫度不變，內(nèi)能不變，體積增大，氣體對(duì)外界中，溫度不變，內(nèi)能不變，體積增大，氣體對(duì)外界做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體要從外界吸收熱量，故做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體要從外界吸收熱量，故選項(xiàng)選項(xiàng)D正確。正確。答案答案ABD4.2017全國(guó)卷全國(guó)卷，33(1)(多選多選)如圖如圖2，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空。現(xiàn)將隔板抽開(kāi)，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸。待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，開(kāi)，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸。待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來(lái)的體積。假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣。下列說(shuō)法正確的是將氣體壓回到原來(lái)的體積。假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣。下列說(shuō)法正確的是()A.氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同B.氣體在被壓縮的過(guò)程中內(nèi)能增大氣體在被壓縮的過(guò)程中內(nèi)能增大C.在自發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功在自發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功D.氣體在被壓縮的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功氣體在被壓縮的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功E.氣體在被壓縮的過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能不變氣體在被壓縮的過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能不變圖圖2解析解析因?yàn)槠?、活塞都是絕熱的，隔板右側(cè)是真空，所以因?yàn)槠?、活塞都是絕熱的，隔板右側(cè)是真空，所以理想氣體在自發(fā)擴(kuò)散的過(guò)程中，既不吸熱也不放熱，也不對(duì)理想氣體在自發(fā)擴(kuò)散的過(guò)程中，既不吸熱也不放熱，也不對(duì)外界做功。根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體自發(fā)擴(kuò)散前后，外界做功。根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體自發(fā)擴(kuò)散前后，內(nèi)能不變，選項(xiàng)內(nèi)能不變，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；氣體被壓縮的過(guò)程中，錯(cuò)誤；氣體被壓縮的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大，又因?yàn)橐欢ㄙ|(zhì)量的理想氣外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大，又因?yàn)橐欢ㄙ|(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以氣體溫度升高，分子平均動(dòng)能體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以氣體溫度升高，分子平均動(dòng)能增大增大 ，選項(xiàng)，選項(xiàng)B、D正確，選項(xiàng)正確，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。答案答案ABD應(yīng)用熱力學(xué)第一定律的三點(diǎn)注意應(yīng)用熱力學(xué)第一定律的三點(diǎn)注意(1)做功看體積：體積增大，氣體對(duì)外做功，做功看體積：體積增大，氣體對(duì)外做功，W為負(fù)；體為負(fù)；體積縮小，外界對(duì)氣體做功，積縮小，外界對(duì)氣體做功，W為正。氣體向真空中自由為正。氣體向真空中自由膨脹，對(duì)外界不做功，膨脹，對(duì)外界不做功，W0。(2)與外界絕熱，則不發(fā)生熱傳遞，此時(shí)與外界絕熱，則不發(fā)生熱傳遞，此時(shí)Q0。(3)由于理想氣體沒(méi)有分子勢(shì)能，所以當(dāng)它的內(nèi)能變化時(shí)，由于理想氣體沒(méi)有分子勢(shì)能，所以當(dāng)它的內(nèi)能變化時(shí)，主要體現(xiàn)在分子動(dòng)能的變化上，從宏觀上看就是溫度發(fā)主要體現(xiàn)在分子動(dòng)能的變化上，從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化。生了變化。對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解在熱力學(xué)第二定律的表述中，在熱力學(xué)第二定律的表述中，“自發(fā)地自發(fā)地”、“不產(chǎn)生其他影響不產(chǎn)生其他影響”的涵義。的涵義。(1)“自發(fā)地自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助。要借助外界提供能量的幫助。(2)“不產(chǎn)生其他影響不產(chǎn)生其他影響”的涵義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過(guò)程只在本的涵義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過(guò)程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響。如吸熱、系統(tǒng)內(nèi)完成，對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響。如吸熱、放熱、做功等。放熱、做功等。1.對(duì)熱力學(xué)第二定律關(guān)鍵詞的理解對(duì)熱力學(xué)第二定律關(guān)鍵詞的理解2.熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性。如自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性。如3.兩類永動(dòng)機(jī)的比較兩類永動(dòng)機(jī)的比較分類分類第一類永動(dòng)機(jī)第一類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)要求求不需要任何動(dòng)力或燃不需要任何動(dòng)力或燃料，卻能不斷地對(duì)外料，卻能不斷地對(duì)外做功的機(jī)器做功的機(jī)器從單一熱源吸收熱量，使從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響的機(jī)器其他影響的機(jī)器不可能不可能制成的制成的原因原因違背能量守恒違背能量守恒不違背能量守恒，違背熱不違背能量守恒，違背熱力學(xué)第二定律力學(xué)第二定律1.(多選多選)下列關(guān)于熱力學(xué)第二定律的說(shuō)法正確的是下列關(guān)于熱力學(xué)第二定律的說(shuō)法正確的是()A.所有符合能量守恒定律的宏觀過(guò)程都能發(fā)生所有符合能量守恒定律的宏觀過(guò)程都能發(fā)生B.一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是不可逆的一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是不可逆的C.機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能無(wú)法全部用來(lái)做功機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能無(wú)法全部用來(lái)做功而轉(zhuǎn)化成機(jī)械能而轉(zhuǎn)化成機(jī)械能D.氣體向真空的自由膨脹是可逆的氣體向真空的自由膨脹是可逆的E.熱運(yùn)動(dòng)的宏觀過(guò)程有一定的方向性熱運(yùn)動(dòng)的宏觀過(guò)程有一定的方向性解析解析符合能量守恒定律，但違背熱力學(xué)第二定律的宏觀過(guò)符合能量守恒定律，但違背熱力學(xué)第二定律的宏觀過(guò)程不能發(fā)生，選項(xiàng)程不能發(fā)生，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程錯(cuò)誤；一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是不可逆的，選項(xiàng)都是不可逆的，選項(xiàng)B正確；機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但正確；機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能無(wú)法全部用來(lái)做功而轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，選項(xiàng)內(nèi)能無(wú)法全部用來(lái)做功而轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，選項(xiàng)C正確；氣體向正確；氣體向真空的自由膨脹是不可逆的，選項(xiàng)真空的自由膨脹是不可逆的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；熱運(yùn)動(dòng)的宏觀過(guò)程錯(cuò)誤；熱運(yùn)動(dòng)的宏觀過(guò)程有一定的方向性，選項(xiàng)有一定的方向性，選項(xiàng)E正確。正確。答案答案BCE2.2016全國(guó)卷全國(guó)卷，33(1)(多選多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是確的是()A.氣體吸熱后溫度一定升高氣體吸熱后溫度一定升高B.對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能C.理想氣體等壓膨脹過(guò)程一定放熱理想氣體等壓膨脹過(guò)程一定放熱D.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E.如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡答案答案BDE3.(多選多選)根據(jù)熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是根據(jù)熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是()A.電冰箱的工作表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞電冰箱的工作表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞B.空調(diào)機(jī)在制冷過(guò)程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量空調(diào)機(jī)在制冷過(guò)程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量C.科技的不斷進(jìn)步使得人類有可能生產(chǎn)出從單一熱源吸熱全部用來(lái)對(duì)科技的不斷進(jìn)步使得人類有可能生產(chǎn)出從單一熱源吸熱全部用來(lái)對(duì)外做功而不引起其他變化的熱機(jī)外做功而不引起其他變化的熱機(jī)D.即使沒(méi)有漏氣、摩擦、不必要的散熱等損失，熱機(jī)也不可以把燃料即使沒(méi)有漏氣、摩擦、不必要的散熱等損失，熱機(jī)也不可以把燃料產(chǎn)生的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能產(chǎn)生的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能E.對(duì)能源的過(guò)度消耗使自然界的能量不斷減少，形成對(duì)能源的過(guò)度消耗使自然界的能量不斷減少，形成“能源危機(jī)能源危機(jī)”解析解析熱量可以在外界做功的情況下從低溫物體向高溫物體熱量可以在外界做功的情況下從低溫物體向高溫物體傳遞，但不能自發(fā)進(jìn)行，選項(xiàng)傳遞，但不能自發(fā)進(jìn)行，選項(xiàng)A正確；空調(diào)機(jī)在制冷過(guò)程中，正確；空調(diào)機(jī)在制冷過(guò)程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量，選項(xiàng)從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量，選項(xiàng)B正確；不可正確；不可能從單一熱源吸熱全部用來(lái)對(duì)外做功而不引起其他變化，故能從單一熱源吸熱全部用來(lái)對(duì)外做功而不引起其他變化，故選項(xiàng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，即使沒(méi)有漏氣、摩擦、不錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，即使沒(méi)有漏氣、摩擦、不必要的散熱等損失，熱機(jī)也不可以把燃料產(chǎn)生的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)必要的散熱等損失，熱機(jī)也不可以把燃料產(chǎn)生的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故選項(xiàng)化為機(jī)械能，故選項(xiàng)D正確；對(duì)能源的過(guò)度消耗將形成正確；對(duì)能源的過(guò)度消耗將形成“能源能源危機(jī)危機(jī)”，但自然界的總能量守恒，故選項(xiàng)，但自然界的總能量守恒，故選項(xiàng)E錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。答案答案ABD解決熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合問(wèn)題的思路解決熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合問(wèn)題的思路熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用用1.(多選多選)如圖如圖3所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)過(guò)狀態(tài)B、C和和D后再回到狀態(tài)后再回到狀態(tài)A。其中，。其中，AB和和CD為等溫過(guò)程，為等溫過(guò)程，BC和和DA為絕熱過(guò)程為絕熱過(guò)程(氣體與外界無(wú)氣體與外界無(wú)熱量交換熱量交換)。該循環(huán)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是。該循環(huán)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A.AB過(guò)程中，氣體的內(nèi)能不變過(guò)程中，氣體的內(nèi)能不變B.BC過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大C.CD過(guò)程中，氣體分子數(shù)密度增大，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分過(guò)程中，氣體分子數(shù)密度增大，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多子數(shù)增多D.DA過(guò)程中，外界對(duì)氣體做的功小于氣體內(nèi)能的增加量過(guò)程中，外界對(duì)氣體做的功小于氣體內(nèi)能的增加量E.若氣體在若氣體在AB過(guò)程中吸收過(guò)程中吸收63 kJ的熱量，在的熱量，在CD過(guò)程中放出過(guò)程中放出38 kJ的熱量，的熱量，則氣體完成一次循環(huán)對(duì)外做的功為則氣體完成一次循環(huán)對(duì)外做的功為25 kJ圖圖3解析解析AB為等溫過(guò)程，氣體的內(nèi)能不變，選項(xiàng)為等溫過(guò)程，氣體的內(nèi)能不變，選項(xiàng)A正確；正確；BC為絕熱過(guò)為絕熱過(guò)程，氣體沒(méi)有與外界熱交換，體積增大，氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減小，所程，氣體沒(méi)有與外界熱交換，體積增大，氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減小，所以以BC過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能減小，選項(xiàng)過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；CD為等溫過(guò)為等溫過(guò)程，程，CD過(guò)程中，氣體體積減小，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子過(guò)程中，氣體體積減小，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，選項(xiàng)數(shù)增多，選項(xiàng)C正確；正確；DA過(guò)程中，氣體與外界無(wú)熱量交換，體積減小，過(guò)程中，氣體與外界無(wú)熱量交換，體積減小，外界對(duì)氣體做功，外界對(duì)氣體做的功等于氣體內(nèi)能的增加量，選項(xiàng)外界對(duì)氣體做功，外界對(duì)氣體做的功等于氣體內(nèi)能的增加量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；氣體完成一次循環(huán)，氣體的內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律可如，氣體對(duì)外氣體完成一次循環(huán)，氣體的內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律可如，氣體對(duì)外做的功為做的功為63 kJ38 kJ25 kJ，選項(xiàng)，選項(xiàng)E正確。正確。答案答案ACE2.(2018河南鄭州質(zhì)檢河南鄭州質(zhì)檢)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)變化到狀態(tài)B，再變化，再變化到狀態(tài)到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過(guò)程的，其狀態(tài)變化過(guò)程的pV圖象如圖圖象如圖4所示。已知該氣體在狀態(tài)所示。已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為時(shí)的溫度為27。求：。求：(1)該氣體在狀態(tài)該氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度；時(shí)的溫度；(2)該氣體從狀態(tài)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)到狀態(tài)C的過(guò)程中與外界交換的熱量。的過(guò)程中與外界交換的熱量。圖圖4解析解析(1)對(duì)于理想氣體：對(duì)于理想氣體：AB過(guò)程，過(guò)程，所以所以tBTB273 173。得得TC300 K，所以，所以tCTC273 27。由于狀態(tài)由于狀態(tài)A與狀態(tài)與狀態(tài)C溫度相同，氣體內(nèi)能相等，而溫度相同，氣體內(nèi)能相等，而AB過(guò)程是過(guò)程是等容變化氣體對(duì)外不做功，等容變化氣體對(duì)外不做功，BC過(guò)程中氣體體積膨脹對(duì)外做過(guò)程中氣體體積膨脹對(duì)外做功，即從狀態(tài)功，即從狀態(tài)A到狀態(tài)到狀態(tài)C氣體對(duì)外做功，故氣體應(yīng)從外界吸收氣體對(duì)外做功，故氣體應(yīng)從外界吸收熱量，即熱量，即QpV1105(31031103)J200 J。答案答案(1)173(2)200 J3.如圖如圖5所示，豎直放置的汽缸，活塞橫截面積為所示，豎直放置的汽缸，活塞橫截面積為S0.10 m2，活塞的質(zhì)量忽略不計(jì)，氣缸側(cè)壁有一個(gè)小孔與裝有水銀的活塞的質(zhì)量忽略不計(jì)，氣缸側(cè)壁有一個(gè)小孔與裝有水銀的U形玻璃管相通。開(kāi)始活塞被鎖定，汽缸內(nèi)封閉了一段高為形玻璃管相通。開(kāi)始活塞被鎖定，汽缸內(nèi)封閉了一段高為80 cm的氣柱的氣柱(U形管內(nèi)的氣體體積不計(jì)形管內(nèi)的氣體體積不計(jì))，此時(shí)缸內(nèi)氣體溫度為，此時(shí)缸內(nèi)氣體溫度為27，U形管內(nèi)水銀面高度差形管內(nèi)水銀面高度差h115 cm。已知大氣壓強(qiáng)。已知大氣壓強(qiáng)p01.0105 Pa，水銀的密度，水銀的密度13.6103 kg/m3，重力加速，重力加速度度g取取10 m/s2。(1)讓汽缸緩慢降溫，直至讓汽缸緩慢降溫，直至U形管內(nèi)兩邊水銀面相平，求這時(shí)封閉氣體的溫形管內(nèi)兩邊水銀面相平，求這時(shí)封閉氣體的溫度；度；(2)接著解除對(duì)活塞的鎖定，活塞可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)，同時(shí)對(duì)汽缸緩慢接著解除對(duì)活塞的鎖定，活塞可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)，同時(shí)對(duì)汽缸緩慢加熱，直至汽缸內(nèi)封閉的氣柱高度達(dá)到加熱，直至汽缸內(nèi)封閉的氣柱高度達(dá)到96 cm，求整個(gè)過(guò)程中氣體與外界，求整個(gè)過(guò)程中氣體與外界交換的熱量。交換的熱量。圖圖5解析解析(1)由題意知，活塞位置不變，汽缸內(nèi)氣體做等容變化由題意知，活塞位置不變，汽缸內(nèi)氣體做等容變化p1p0gh11.2105 Pa，p2p01.0105 Pa，T1300 K解得解得T2250 K(2)接著解除對(duì)活塞的鎖定，活塞可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)，即整個(gè)過(guò)程中氣接著解除對(duì)活塞的鎖定，活塞可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)，即整個(gè)過(guò)程中氣體壓強(qiáng)體壓強(qiáng)p01.0105 Pa因?yàn)橐驗(yàn)門3T1300 K，所以初狀態(tài)與末狀態(tài)氣體內(nèi)能相等，而，所以初狀態(tài)與末狀態(tài)氣體內(nèi)能相等，而第一個(gè)變化過(guò)程是等容變化，氣體不對(duì)外做功，第二個(gè)變化第一個(gè)變化過(guò)程是等容變化，氣體不對(duì)外做功，第二個(gè)變化過(guò)程中氣體膨脹對(duì)外做功，故氣體應(yīng)從外界吸收熱量，吸收過(guò)程中氣體膨脹對(duì)外做功，故氣體應(yīng)從外界吸收熱量，吸收的熱量等于第二個(gè)變化過(guò)程中氣體膨脹對(duì)外做的功，即的熱量等于第二個(gè)變化過(guò)程中氣體膨脹對(duì)外做的功，即Qp0V1 600 J。答案答案(1)250 K(2)1 600 J審題時(shí)容易漏掉審題時(shí)容易漏掉“開(kāi)始活塞被鎖定開(kāi)始活塞被鎖定”、“活塞的質(zhì)量忽略活塞的質(zhì)量忽略不計(jì)不計(jì)”這些重要條件，從而無(wú)法判斷氣體狀態(tài)參量的變這些重要條件，從而無(wú)法判斷氣體狀態(tài)參量的變化情況?；闆r。