第二课时 热力学定律 能量守恒定律2010年11月16日
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人教版高中物理选择性必修第三册 第三章 热力学定律 第2、3节 热力学第一定律 能量守恒定律
解析：打开阀门 K，使 A 中的水逐渐流向 B 中，最后水面持平，A 中水面下 降 hA，B 中水面上升 hB，相当于 A 中 SAhA 体积的水移到 B 中，且 SAhA＝SBhB， 这部分水的重心降低，重力对水做正功，重力势能减小了。大气压力做功情 况是大气压对 A 容器中的水做正功，对 B 容器中的水做负功，所以，大气压 力对水做的总功为 p0SAhA－p0SBhB，由于 SAhA＝SBhB，所以大气压对水做的 总功为零，又由于系统绝热，与外界没有热交换，只有水重力做功，重力势 能转化为内能，故选项 D 正确。 答案：D
对能量守恒定律的理解
[学透用活] 1．能量的存在形式及相互转化 (1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内 能，还有电磁能、化学能、原子能等。 (2)各种形式的能可以相互转化。例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化 为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能 转化为内能。
气体，A 的密度小，B 的密度大。抽去隔板，加热气体，使两部分气体
均匀混合。设在此过程中气体吸收的热量为 Q，气体内能的增量为 ΔE，
则
()
A．ΔE＝Q
B．ΔE<Q
C．ΔE>Q
D．ΔE＝0
[解析] 抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀分布，其重心升高，重力
势能增加，由能量守恒定律知，增加的重力势能由内能转化而来，所以内能的增
2．判一判
(1)外界对系统做功，系统的内能一定增加。
(×)
(2)系统内能增加，一定是系统从外界吸收热。
(×)
(3)系统从外界吸收热量 5 J，内能可能增加 5 J。
(√ )
(4)系统内能减少，一定是快速推动活塞对汽缸内气体做功 10 J，气体内能改变了多少？若保持气体 体积不变，外界对汽缸传递 10 J 的热量，气体内能改变了多少？能否说明 10 J 的功等于 10 J 的热量？ 提示：无论外界对气体做功 10 J，还是外界给气体传递 10 J 的热量，气体 内能都增加了 10 J，说明做功和传热在改变物体内能上是等效的，但不能 说 10 J 的功等于 10 J 的热量，因为功与热量具有本质区别。
热力学第二定律-PPT课件
答案 C
18
典例精析 二、热力学第一定律和热力学第二定律
返回
【例3】 关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正 确的是( ) A．热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，
而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式 的能，故这两条定律是相互矛盾的 B．内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响， 故两条定律并不矛盾
答案 B
15
典例精析 一、热力学第二定律的基本考查 返回
【例2】 如图1中汽缸内盛有一定质量的理想气体，汽缸壁是 导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触是光滑的， 但不漏气，现将活塞杆缓慢向右移动，这样气体将等温膨胀并 通过活塞对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则 下列说法正确的是( )
的是( D )
A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达 到绝对零度
B．热量是不可能从低温物体传递给高温物体的 C．第二类永动机遵从能量守恒定律，故能制成 D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105 J，同时空
气向外界放出热量1.5×105 J，则空气的内能增加了0.5×105 J
解析 由于汽缸壁是导热的，外界温度不变，活塞杆与外界连 接并使其缓慢地向右移动过程中，有足够时间进行热交换，所 以汽缸内的气体温度也不变，要保持其内能不变，该过程气体 是从单一热源即外部环境吸收热量，即全部用来对外做功才能 保证内能不变，但此过程不违反热力学第二定律．此过程由外 力对活塞做功来维持，如果没有外力对活塞做功，此过程不可 能发生．
程都具有
，都是不可逆的．
方向性
7
一、热力学第二定律 返回 延伸思考
热传导的方向性能否简单理解为“热量不会从低温物体传给高温物 体”？ 答案 不能．
热力学第二定律
五、热力学第二定律的统计意义
A
B
不可逆过程的初态和终态存在怎样的差别?
以气体自由膨胀为例，假设A中装有a、b、c、d
4个分子（用四种颜色标记）。开始时，4个分子都 在A部，抽出隔板后分子将向B部扩散并在整个容器 内无规则运动。
分布
详细分布
（宏观态） （微观态）
A4B0（宏观态） 微观态数 1
A3B1（宏观态） 微观态数4
六、熵的计算
为了正确计算熵变，必须注意以下几点：
1. 对于可逆过程熵变可用下式进行计算
S2
S1
12
dQ T
2. 如果过程是不可逆的不能直接应用上式。
由于熵是一个态函数，熵变和过程无关，可以
设计一个始末状态相同的可逆过程来代替，然后再
应用上式进行熵变的计算。
例6-11 今有1kg 0 ºC的冰熔化成0 ºC 的水，求其熵 变（设冰的熔解热为3.35105 J/kg)。
温馨 提示
1. 热一律给出了内能与其他形式的能量相互转化时， 总数量的守恒关系。热二律则指明了内能和其他 形式的能量相互转化时，自发进行的方向。
2. 热二律是从大量宏观事实中概括出来的，对有限 范围内的宏观过程适用，对少量粒子的微观体系 不适用。
3. 热力学第二定律的实质：一切与热现象有关的实 际宏观过程都是不可逆的。
微观态为6，几率最大为6/16。
若系统分子数为N，则总微观态数为2N，N个分
子自动退回A室的几率为1/2N。 1mol气体的分子自由膨胀后，所有分子退回到A
室的几率为 1 / 26.0231023 意味着此事件观察不到。
分子处于均匀分布的宏观态，相应的微观态出现 的几率最大，实际观测到的可能性或几率最大。对于 1023个分子组成的宏观系统来说，均匀分布和趋于均 匀分布的微观态数与微观状态总数相比，此比值几乎 或实际上为100%。
热力学第一定律 能量守恒定律 课件 (共22张PPT)
规律方法——应用能量守恒定律的思路方法(1)能量守恒的核心是总能量不变，因此在应用能量守恒定律时应首先分清系统中哪些能量在相互转化，是通过哪些力做功实现的，这些能量分别属于哪些物体，然后再寻找合适的守恒方程式．(2)在应用能量守恒定律分析问题时，应明确两点：①哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加．②哪个物体的能量减少，哪个物体的能量增加．
(3)应用①各种形式的能可以转化，但能量在转化过程中总伴有内能的损失．②各种互不相关的物理现象，可以用能量守恒定律联系在一起．
1．概念：不消耗任何能量而能永远对外做功的机器．2．结果：17～18世纪，人们提出了许多永动机设计方案，但都以失败而告终．3．原因：设想能量能够无中生有地创造出来，违背了热力学第一定律．4．启示：人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律．
解析：(1)根据热力学第一定律表达式中的符号法则，知Q＝2.6×105 J，ΔU＝4.2×105 J．由ΔU＝W＋Q，则W＝ΔU－Q＝4.2×105 J－2.6×105 J＝1.6×105 J．W＞0，说明是外界对气体做了功．(2)Q＝3.5×105 J，W＝－2.3×105 J，则ΔU＝Q＋W＝1.2×105 J，ΔU为正值，说明气体的内能增加1.2×105 J．答案：(1)外界对气体做功 1.6×105 J (2)增加了1.2×105 J
知识点二 能量守恒定律
(3)亥姆霍兹的贡献从理论上把力学中的能量守恒原理推广到热、光、电、磁、化学反应等过程，揭示了它们之间的统一性．4.能量守恒定律(1)内容：能量既不会消失，也不会创生，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能量的总值保持不变．(2)意义：揭示了自然科学各个分支之间的普遍联系，是自然界内在统一性的第一个有力证据．
3.2 热力学第一定律3.3 能量守恒定律
(3)应用①各种形式的能可以转化，但能量在转化过程中总伴有内能的损失．②各种互不相关的物理现象，可以用能量守恒定律联系在一起．
1．概念：不消耗任何能量而能永远对外做功的机器．2．结果：17～18世纪，人们提出了许多永动机设计方案，但都以失败而告终．3．原因：设想能量能够无中生有地创造出来，违背了热力学第一定律．4．启示：人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律．
解析：(1)根据热力学第一定律表达式中的符号法则，知Q＝2.6×105 J，ΔU＝4.2×105 J．由ΔU＝W＋Q，则W＝ΔU－Q＝4.2×105 J－2.6×105 J＝1.6×105 J．W＞0，说明是外界对气体做了功．(2)Q＝3.5×105 J，W＝－2.3×105 J，则ΔU＝Q＋W＝1.2×105 J，ΔU为正值，说明气体的内能增加1.2×105 J．答案：(1)外界对气体做功 1.6×105 J (2)增加了1.2×105 J
知识点二 能量守恒定律
(3)亥姆霍兹的贡献从理论上把力学中的能量守恒原理推广到热、光、电、磁、化学反应等过程，揭示了它们之间的统一性．4.能量守恒定律(1)内容：能量既不会消失，也不会创生，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能量的总值保持不变．(2)意义：揭示了自然科学各个分支之间的普遍联系，是自然界内在统一性的第一个有力证据．
3.2 热力学第一定律3.3 能量守恒定律
高中物理精品课件：热力学定律与能量守恒定律
命题点三 热力学第一定律与气体实验定律的综合应用 能力考点 师生共研
例3 (2019·陕西第二次质检)如图6所示，一个长方形汽缸放置于水平地面上， 左右侧壁光滑且绝热，底面面积为S＝20 cm2且导热良好，质量为m＝2 kg且绝 热的活塞下方封闭了一定量的理想气体，稳定时气柱长度为h＝20 cm.现在在 活塞上放一个物块(未画出)，待系统再次稳定后，活塞下方的气柱长度变为 h′＝10 cm，已知大气压强始终为p0＝1×105 Pa，重力加速度g＝ 10 m/s2，一切摩擦阻力不计、汽缸气密性良好且外界环境温度保 持不变.求： (1)活塞上所放物块的质量M； 答案 见解析
√B.气体向外界放出热量2.0×105 J
C.气体从外界吸收热量6.0×104 J D.气体向外界放出热量6.0×104 J
二 热力学第二定律
1.热力学第二定律的两种表述 (1)克劳修斯表述：热量不能 自发地 从低温物体传到高温物体. (2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其 他影响. 2.用熵的概念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 . 3.热力学第二定律的微观意义 一切自发过程总是沿着分子热运动的 无序性 增大的方向进行. 4.第二类永动机不可能制成的原因是违背了 热力学第二定律 .
锁定的绝热活塞分为体积相等的a、b两部分.已知a部分气体为1 mol氧气，b部分 气体为2 mol氧气，两部分气体温度相等，均可视为理想气体.解除锁定，活塞滑 动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡态时，它们的
体积分别为Va、Vb，温度分别为Ta、Tb.下列说法正确的是
A.Va>Vb，Ta>Tb B.Va>Vb，Ta<Tb
变式4 (多选)(2016·全国卷Ⅱ·33(1)改编)一定量的理想气体从状态a开始，经
第二课时 能量守恒定律热力学第二定律气体
限接近，热力学温度T与摄氏温度t的关系
为：T＝t＋
K.一般不精确的计算，
容器的容积
• (2)体积
空间
•
①宏观上：容纳气体的
m3
．
• ②微观上：气体分子所能达到的
．
• ③单位：国际单位为 dm3＝106 cm3.
，且1 m3＝103
• (3)压强
• ①宏观上：器壁单位面积上受压到力的 ．
• ②总微冲观量 上：大量气体分子单位时间作用在
违背热力学第二定 律，不可能实现
• 1．描述气体的状态参量
• (1)温度
• ①宏观上：表示物体冷的热 程度． • ②微观上：表示气体分子无规则热剧运烈 动的
程度．
• ③温标：常用的温标有热力学温标(绝对温
标)和摄氏温标，规定－273.15 ℃为绝对零
度，2记73.作150 K，绝对零度不可能达到2只73能无
• B．从目前的理论看来，只要实验设备足 够高级，可以使温度降低到－274 ℃
• C．第二类永动机是不能制造出来的，尽 管它不违反热力学第一定律，但它违反热 力学第二定律
• D．机械能可以自发地全部转化为内能，
• 【解析】 房间内打开冰箱门再接通电源， 冰箱吸收和放出的热量相等，即使时间再 长室内温度也不会降低，选项A错；绝对 温度为－274 ℃，是不可能达到的，选项 B错；内能不能全部转化为机械能而不引 起其他变化，否则就违背了热力学第二定 律，选项D错．
• 【答案】 A
• 2．3(2009年全国卷Ⅰ)下列说法正确的是 ()
• A．气体对器壁的压强就是大量气体分子 作用在器壁上的平均作用力
• B．气体对器壁的压强就是大量气体分子 单位时间作用在器壁上的平均冲量
第二节能量守恒定律(共10张PPT)
冷剂的热力学能增加，变成高温高压的蒸汽（如p ≈ × 105 Pa，t ≈ 46 ℃）。
这种高温高压的制冷剂蒸汽来到冷凝器，由于制冷剂的温度比外界空气高， 因此向空气放热，热力学能减少，被冷却而凝结成常温高压的液体（如p ≈ 9.0×105 Pa ，t ≈ 37 ℃）。
这些常温高压的液态制冷剂由干燥过滤器滤掉水分和杂质，进入毛细管。毛 细管是内径为～1 mm、长为2～4 m的细长铜管。通过毛细管的节流降压，制冷剂变成低温 低压的液体（如 p ≈ 1.5×105 Pa，t ≈－20 ℃）。
电冰箱主要由压缩机、冷凝器、 毛细管、蒸发器四个部分组成，如 右图所示，除了蒸发器和部分毛细 管装在冷库（冷冻室和冷藏室）内 部外，其他部件都装在冷库之外。 这四个部分由管道连接，组成一个 密闭的连通器系统，制冷剂作为工 作物质，由管道输送，经过这四个 部分，完成工作循环。
压缩机是电冰箱的“心脏”，它消耗电能对来自蒸发器的制冷剂做功，将气态制 冷剂压缩。根据热力学第一定律，忽略热传递，由于压缩机对制冷剂做功，所以使制
根据热力学第一定律，忽略热传递，由于压缩机对制冷剂做功，所以使制冷剂的热力学能增加，变成高温高压的蒸汽（如p ≈ × 植物作为食物被动物吃掉，植物的化学能又转化为动物的化学能；
通过了蒸发器的制冷剂全部蒸发变为气体，再被吸入压缩机，进入下一个工作循环。这 样，只要压缩机工作，制冷剂就会循环流动，不断地从冷库吸取热量，使冷保持相当低的 温度。
（然6后）气同态学制的冷化剂学从在能冷转库1化9吸为世取石热纪头量的中，机热叶械力能，学；能迈增尔加。（下左）、焦耳（下中）和亥姆霍兹（下右）等科 5如×此10不5 断J，循学这环时家可空达经气到与提过外高界长室传内期递温的的度热的实量目是验的多。探少？索是，吸热共还是同放确热？定了一个规律：
这种高温高压的制冷剂蒸汽来到冷凝器，由于制冷剂的温度比外界空气高， 因此向空气放热，热力学能减少，被冷却而凝结成常温高压的液体（如p ≈ 9.0×105 Pa ，t ≈ 37 ℃）。
这些常温高压的液态制冷剂由干燥过滤器滤掉水分和杂质，进入毛细管。毛 细管是内径为～1 mm、长为2～4 m的细长铜管。通过毛细管的节流降压，制冷剂变成低温 低压的液体（如 p ≈ 1.5×105 Pa，t ≈－20 ℃）。
电冰箱主要由压缩机、冷凝器、 毛细管、蒸发器四个部分组成，如 右图所示，除了蒸发器和部分毛细 管装在冷库（冷冻室和冷藏室）内 部外，其他部件都装在冷库之外。 这四个部分由管道连接，组成一个 密闭的连通器系统，制冷剂作为工 作物质，由管道输送，经过这四个 部分，完成工作循环。
压缩机是电冰箱的“心脏”，它消耗电能对来自蒸发器的制冷剂做功，将气态制 冷剂压缩。根据热力学第一定律，忽略热传递，由于压缩机对制冷剂做功，所以使制
根据热力学第一定律，忽略热传递，由于压缩机对制冷剂做功，所以使制冷剂的热力学能增加，变成高温高压的蒸汽（如p ≈ × 植物作为食物被动物吃掉，植物的化学能又转化为动物的化学能；
通过了蒸发器的制冷剂全部蒸发变为气体，再被吸入压缩机，进入下一个工作循环。这 样，只要压缩机工作，制冷剂就会循环流动，不断地从冷库吸取热量，使冷保持相当低的 温度。
（然6后）气同态学制的冷化剂学从在能冷转库1化9吸为世取石热纪头量的中，机热叶械力能，学；能迈增尔加。（下左）、焦耳（下中）和亥姆霍兹（下右）等科 5如×此10不5 断J，循学这环时家可空达经气到与提过外高界长室传内期递温的的度热的实量目是验的多。探少？索是，吸热共还是同放确热？定了一个规律：
热力学第二定律
热力学第二定律摘要：继热力学第一定律之后克劳修斯和开尔文提出了热力学第二定律，本文介绍了热力学第二定律的定义及热力学第二定律使用的条件，除此之外还介绍了它的单方性的性质，为了加深读者对热力学第二律的理解，本文列举了热力学第二定律的部分应用仅供读者参考。
关键词：热力学第二定律；克劳修斯；开尔文；单方向性作者简介：0引言：热力学第一定律指出各种形式的能量在相互转化的过程中必须满足能量守恒定律，对过程行进的方向并没有给出任何限制。
但是实际发生的过程中如果涉及热量或内能与其形式能量的转化。
则所有过程都是具有单方向性。
更普遍的说，凡是涉及热现象的实际过程的方向问题。
它是独立于热力学第一定律的另一个定律。
卡诺提出了卡诺定理，但是卡诺对热机工作过程的认识是不正确的，他认为热机是通过把从高温热源传到热源做功的，工作物质从高温热源吸取热量与在低温热源放出的热量相等，犹如水利及做功是通过水从高处流向低处，在高处和低处流过的水量是一样的。
在热力学第一定律被发现以后克劳修斯和开尔文分别审了卡诺的工作，指出要证明卡诺定理要有一个新的原理，从而发现了热力学第二律。
1热力学第二定律简介1.1热力学第二定律定义不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。
①克氏表述：在与外界没有物质和能量交换的封闭系统（如热水瓶）中。
②开氏表述：不可能从单一热源取热，把它全部变为功而不产生其他任何影响(这是从能量消耗的角度说的,它说明第二类永动机是不可能实现的）。
热力学第二定律是热力学的基本定律之一，是指热永远都只能由热处转到冷处(在自然状态下)。
它是关于在有限空间和时间内，一切和热运动有关的物理化学过程具有不可逆性的经验总结[1]。
上述①中的内容是克劳修斯在1850年提出的。
②的讲法是开尔文于1851年提出的。
这些表述都是等效的。
在①的讲法中，指出了在自然条件下热量只能从高温物体向低温物体转移，而不能由低温物体自动向高温物体转移，也就是说在自然条件下，这个转变过程是不可逆的。
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【想一想】 功、热量和内能之间有什么联系？
【提示】 功、热量和内能是三个联系密切的不同概念．功 和热量分别是能量在转化和转移过程中物体内能的改变量，都是
一个过程量，其多少与物体内能的多少、温度的高低无关．而内
能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定． 要使系统的内能发生变化，可以通过热传递或做功两种过程来完
成．而热量是热传递过程中的特征物理量，和功一样，热量只是
反映物体在状态变化过程中所转移的能量，是用来衡量物体内能 变化的．有过程，才有变化，离开过程则毫无意义．就某一状态
而言，只有“内能”，不能谈“热量”或“功”．
三、气体状态参量
1．温度 (1)宏观上：表示物体的 ⑨冷热 程度．
(2)微观上：表示气体分子无规则热运动的 ⑩剧烈 程度．
【解析】 由热力学第三定律可知，绝对零度不可能达到，A项错
误；由热力学第二定律可知，物体从单一热源吸收的热量全部用于做 功是可能的，但一定是伴随着其他变化，B项正确；改变内能的方式
有两种，做功和热传递，所以吸收了热量的物体，可能同时对外做了
功，内能不一定增加，C项错误；压缩气体，对气体做了功，但不知
3．对于一定量的气体，下列四种说法正确的是(
B)
A．当分子热运动变剧烈时，压强必变大
B．当分子热运动变剧烈时，压强可以不变 C．当分子间的平均距离变大时，压强必变小
D．当分子间的平均距离变大时，压强必变大
4.(2010·华南师大附中模拟)如图8－2－1所示，将一绝热 气缸放在静止的电梯之中，缸内封闭了一定质量的气体，绝热 活塞可无摩擦地上下移动，且不漏气，活塞重力不能忽略．现 开动电梯匀加速上升一段时间后，缸内气体达到新的平衡，则 缸内气体(
C
)
A．压强减小了，内能增大了 B．体积减小了，内能没有变 C．压强和温度都增大了 D．体积增大了，内能减小了
对热力学定律的理解
1．热力学第一定律的符号规定
W
Q
外界对物体做 功 物体对外界做 功 物体从外界吸 收热量 物体向外界放 出热量 物体内能增加
物体内能减少
W＞0 W＜0 Q＞0 Q＜0 ΔU＞0
2．体积 (1)宏观上：容纳气体的 ⑪容器的容积 .
(2)微观上：气体分子所能达到的 ⑫空间体积 .
3．压强 (1)宏观上：器壁单位面积上受到的 ⑬压力 .
(2)微观上：大量气体分子单位时间作用在单位面积上
的 ⑭总冲量 .
(3)大小决定因素
宏观上：气体的 ⑮体积 、 ⑯温度 和物质的量． 微观上：单位体积内的分子数和 ⑰分子平均动能 .
(2)体积不变：单位体积内的分子数目不变，温度升高，分子
的平均动能增加，气体的压强增大． (3)压强不变：温度升高，气体分子的平均动能增加，只有气
体的体积增大，单位体积内的分子数减少，才可保持气体的压强不
变．
2．热力学第一定律在气体状态变化中的应用 理想气体无分子势能，只有分子动能，一定质量的气体，其内
2．压强的求解方法 (1)在气体流通的区域，各处压强相等，如容器与外界相通，容 器内外压强相等；用细管相连的容器，平衡时两边气体压强相等． (2)液体内深为h处的总压强p＝p0＋ρgh，式中的p0为液面上方 的压强，在水银内，用cmHg做单位时可表示为p＝H＋h. (3)连通器内静止的液体，同种液体在同一水平面上各处压强相 等． (4)求用固体(如活塞)或液体(如液柱)封闭在静止的容器内的气 体压强，应对固体或液体进行受力分析，然后根据平衡条件求解． (5)当封闭气体所在的系统处于力学非平衡的状态时，欲求封闭 气体的压强，首先选择恰当的研究对象(如与气体关联的液柱、
④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对外做功， .
二、能量守恒定律
1．内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形
式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在能的转化或转 移过程中其总量不变．
2．两类永动机
第一类永动机
第二类永动机
从单一热源吸热，全部 不消耗能量却可以源源 用来对外做功而不引起 不断地对外做功的机器 其他变化的机器 ⑦能量守恒 ⑧热力学第二定律 违 违背 ， 背 ， 不可能实现 不可能实现
与初始状态相比
图8－2－3
A．右边气体温度升高，左边气体温度不变 B．左右两边气体温度都升高
C．左边气体压强增大
D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量 【思路点拨】
【自我解答】 选BC.首先是右边气体由于电热丝加热而内能
增加温度升高，从而压强变大，进而推动活塞向左运动，右边气
体对左边气体做功，左边气体内能增加温度升高，压强也变大， 而右边气体的压强、温度又会降低，当再次达到平衡时两边气体
四、气体分子动理论
1．气体分子运动的特点 由于气体分子间距大，气体分子的大小可以忽略，分子间 的作用力很小，也可以忽略，因此，除分子间及分子与器壁间 碰撞外，分子间无相互作用力，所以不计⑱分子势能 ，气体 的内能只与气体的物质的量和 运动状态．
⑲温度
有关，分子处于自由
2．气体分子运动的统计规律
(1)气体分子沿各个方向运动的机会(几率)相等． (2)大量气体分子的速率分布呈现 ⑳中间大 (中等速率的分子 数目多)、 两头小 (速率大或小的分子数目少)的规律． (3)当温度升高时，“中间多”的这一“高峰”向 速率大 的 一方移动，即速率大的分子数目增多，速率小的分子数目减小，分
ΔU
2.对热力学第一、第二定律的理解
(1)热力学第一定律是能量守恒定律的具体体现，说明能量在转
移和转化过程中是守恒的． (2)热力学第二定律是说不违背能量守恒定律的热力学过程的发
生具有方向性．热力学过程方向性实例：
【特别提醒】 热力学第二定律揭示了由大量分子参与的
宏观过程具有方向性，说明虽然第二类永动机不违反能量守恒 定律，但第二类永动机是不可制成的，即不可能制成效率是百
活塞等)，并对其进行正确的受力分析(特别注意内、外气体的 压力)，然后根据牛顿第二定律列方程求解． 【特别提醒】 大气压强与气体压强的成因不同：大气压强是 由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的 压强．如果没有地球的引力作用，地球表面就没有大气，也不会有 大气压强．大气层分子密度为上小下大，使得大气压强的值随高度 的增加而减小． (2009·重庆高考)密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁， 此过程中瓶内空气(不计分子势能)
第二课时
热力学定律
能量守恒定律
气体
学生P122
一、热力学定律
1．热力学第一定律
(1)内容：一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递 ①外界对物体做的功W 的过程，
于物体的内能的增加ΔU.
②物体从外界吸收的热量Q 加上
等
(2)表达式：ΔU= ③W＋Q
2．热力学第二定律 两种到高温物体，而 而 ⑤不引起其他变化 3．热力学第三定律 (1)内容：热力学零度不可达到． (2)热力学温度T与摄氏温度t的关系： ①T＝t＋ ⑥273.15K . ②ΔT＝Δt
分之百的热机．
1．下列说法正确的是( D ) A．物体吸收热量，其温度一定升高 B．热量只能从高温物体向低温物体传递 C．遵守热力学第一定律的过程一定能实现 D．做功和热传递是改变物体内能的两种方式
热力学第一定律在气体状态变化中的应用
1．气体的温度、压强、体积间的关系 一定质量的气体，如果三个状态参量都不变，则该气体处于一 定的状态中．三个状态参量可以同时变化，也可以是其中一个参量 保持不变，其他两个参量发生变化，只有一个状态参量发生变化是 不可能的．当一个参量不变时，另两个参量的关系为： (1)温度不变：分子的平均动能不变，若体积减小，单位体积 内分子数目增多，气体的压强增大．
A．活塞一定仍然紧贴容器顶部
B．活塞可能仍然处在图示位置 C．气体内能增大，压强增大
D．气体内能不变，压强不变
气体压强的理解和计算
1．气体压强的大小与哪些因素有关
(1)单位体积内的分子数即气体的分子密度：分子密度越大，在单
位时间内器壁的单位面积上受到分子撞击次数越多．产生的压强也就 越大．气体的分子密度由气体的摩尔数和气体的体积所决定． (2)分子的平均速率：分子运动的平均速率越大，在单位时间内单 位面积上撞击次数多，而且每次动量变化大，撞击作用力大，气体压 强大．而对同种气体，温度越高，分子平均动能越大，平均速率也就 越大． 由此看来，对一定质量的气体，体积和温度是决定气体压强的因 素．
子的平均速率 增大 ，但不是每个气体分子的速率均都增大．
3．气体压强的微观解释 气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的．气体
的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，
气体分子的平均动能越大，分子越密，对单位面积器壁产生的 压力就越大，气体的压强就越大．
1．下列说法正确的是( D
气体是否放热，内能不一定增加，温度也不一定升高，D项错误． 【答案】 B
气体状态参量的变化分析
(2009·全国高考Ⅱ)如图8－2－3，水平放置的密封 汽缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在汽缸内
无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝．汽缸壁和隔板均绝热．初
始时隔板静止，左右两边气体温度相等．现给电热丝提供一微弱 电流，通电一段时间后切断电源．当缸内气体再次达到平衡时，
2．(2010·珠海模拟)如图8－2－2所示，密闭导热具有一定质量 的活塞，活塞的上部为真空，下部封闭着气体，气体分子之间的作用 力以及活塞与器壁的摩擦忽略不计，器壁导热性能好，由于气体的作 用，活塞紧贴容器顶部，现将容器提离地面一定高度释放，容器着地 后某一时刻活塞所在位置如图所示，假设外部环境温度不变，经过此 过程，气体达到平衡状态后( AD )
D
A．内能增大，放出热量