第四章 能量守恒與熱力學定律第五章 能源與可持續(xù)發(fā)展章末總結一、熱力學第一定律及其應用熱力學第一定律揭示了內能的增量(U)與外界對物體做功(W)和物體從外界吸收熱量(Q)之間的關系，即UWQ，正確理解公式的意義及符號含義是解決本類問題的關鍵(1)外界對物體做功，W>0；物體對外界做功，W<0；(2)物體從外界吸熱，Q>0；物體放出熱量，Q<0；(3)U>0，物體的內能增加；U<0，物體的內能減少分析題干，確定內能改變的方式(W、Q)判斷W、Q的符號代入公式UWQ得出結論例1如圖1所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)A經等壓過程到狀態(tài)B.此過程中，氣體壓強p1.0105Pa不變，吸收的熱量Q7.0102J，求此過程中氣體內能的增量圖1答案5.0102J解析等壓變化過程有，對外做的功Wp(VBVA)根據熱力學第一定律有UQW，代入數據解得U5.0102J.例2(多選)一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其pT圖像如圖2所示下列判斷正確的是()圖2A過程ab中氣體一定吸熱B過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱Da、b和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小答案AD解析由pT圖像可知過程ab是等容變化，溫度升高，內能增加，由熱力學第一定律可知過程ab中氣體一定吸熱，選項A正確；過程bc溫度不變，即內能不變，由于過程bc體積增大，所以氣體對外做功，由熱力學第一定律可知，氣體一定吸收熱量，選項B錯誤；過程ca壓強不變，溫度降低，內能減少，體積減小，外界對氣體做功，由熱力學第一定律可知，放出的熱量一定大于外界對氣體做的功，選項C錯誤；溫度是分子平均動能的標志，由pT圖像可知，a狀態(tài)氣體溫度最低，則平均動能最小，選項D正確二、熱力學第二定律及其應用1熱力學第二定律的表述(1)克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體而不產生其他影響(2)開爾文表述：不可能從單一熱源吸取熱量使之全部變?yōu)橛杏玫墓Χ划a生其他影響(3)用熵表述：在任何自然過程中，一個孤立系統的總熵不會減小2熱力學第二定律的微觀解釋(1)一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行(2)掌握熱力學第二定律時，要注意理解其本質，即熱力學第二定律對宏觀自然過程進行方向的說明，凡是對這種宏觀自然過程進行方向說明的，都可以作為熱力學第二定律的表述熱力學第二定律的表述很多，但這些不同的表述都是等價的例3(多選)根據熱力學第二定律，下列判斷中正確的是()A熱機中燃氣的內能不可能全部變成機械能B電流的電能不可能全部變成內能C在火力發(fā)電機中，燃氣的內能不可能全部變成電能D在熱傳導中，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體答案ACD解析凡是與熱現象有關的宏觀自然過程都具有方向性機械能可以自發(fā)地全部轉化為內能，而內能不能全部轉化為機械能而不引起其他變化，故A正確由電流熱效應中的焦耳定律可知，電流的電能可以全部轉化為內能，故B錯誤火力發(fā)電機發(fā)電時，能量轉化的過程是內能轉化為機械能，機械能轉化為電能，在此過程中會對外放出熱量，因此，內能不可能全部變?yōu)殡娔?，故C正確D中符合克勞修斯表述，故D正確