物理 热力学定律及能量守恒 基础篇
知识讲解 热力学定律及能量守恒（基础）
物理总复习：热力学定律及能量守恒【考纲要求】1、理解热力学第一定律、第二定律；2、运用能量守恒定律解决问题。
【考点梳理】考点一、改变内能的两种方式1、热传递①条件：存在温度差，最终结果是使两物体温度一样。
②方式：热传导、热对流、热辐射。
③规律：热量从高温物体传向低温物体。
④和内能变化的关系：系统在单纯的传热过程中，内能的增量U ∆等于外界向系统传递的热量Q ，即U Q ∆=。
2、做功做功改变物体内能的过程是将其他形式的能（如机械能）与内能相互转化的过程，做功使物体内能发生变化时，内能改变了多少用做功的数值来度量。
要点诠释：（1）要使物体改变同样的内能，通过做功或者热传递都可以实现，若不知道过程，我们无法分辨出是做功还是热传递实现的这种改变。
（2）做功是宏观的机械运动向物体的微观分子热运动的转化。
热传递则是通过分子之间的相互作用，使不同物体间分子热运动变化，是内能的转移。
前者能的性质发生了变化，后者能的性质不变。
（3）物体的内能增加与否，不能单纯地只看做功或热传递，两个过程需要全面考虑。
考点二、热力学第一定律1、内容物体内能的增量U ∆等于外界对物体做的功W 和物体吸收的热量Q 的总和。
2、公式W Q U +=∆要点诠释：（1）在应用热力学第一定律时，应特别分清W 、Q 的正负号，以便准确地判断U ∆的正、负。
热力学第一定律的符号法则：① 功W ＞0，表示外界对系统做功；W ＜0，表示系统对外界做功。
② 热量Q ＞0，表示物体吸热；Q ＜0，表示物体放热。
③ 内能U ∆＞0，表示内能增加；U ∆＜0，表示内能减少。
（2）容易出错的几种特殊情况① 若是绝热过程，则Q=0、W=U ∆，即外界对物体做的功等于物体内能的增加； ② 若过程中不做功，即W=0，则Q=U ∆，物体吸收的热量等于物体内能的增加； ③ 若过程的始末状态物体的内能不变，即U ∆=0，则0W Q +=或W Q =-，外界对物体做的功等于物体放出的热量。
热力学定律与能量守恒ppt正式完整版
3.(多选)对于一定质量的气体 (AC )
A.吸热时其内能可以不变 B.吸热时其内能一定不变 C.不吸热也不放热时其内能可以减小 D.不吸热也不放热时其内能一定不变
(1)克劳修斯表述:热量不能① 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②
不产生其他影响 。或表述为:③ 第二类 永动机是不可能制成的。
2.能量守恒定律
能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式④ 转化 为另一种形式,或者从一个物体⑤ 转移 到别的物体,在转化或转移 的过程中,能量的⑥ 总和 保持不变。
1-2 (2021北京海淀二模,13)下列说法中正确的是 ( C )
A.物体的温度升高时,其内部每个分子热运动的动能都一定增大 B.气体的压强越大,单位体积内气体的分子个数一定越多 C.物体的温度越高,其内部分子的平均动能就一定越大 D.分子间距离减小,分子间的引力和斥力都一定减小
答案 C 温度升高时分子的平均动能增大,并不是每个分子的动能 都增大,A错,C正确。气体的压强越大,单位体积内气体的分子个数不一 定越多,可能是分子平均动能变大,B错。分子间距离减小,分子间的引 力和斥力都变大,D错。
不同物体间或同一物体的不同 部分之间内能的⑥ 转移
做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是⑦ 相同的
2.热力学第一定律
(1)内容:一个热力学系统的⑧ 内能增量 等于外界向它传递的热量 与外界对它所做的功的和。 (2)表达式:ΔU=⑨ W+Q 。
热力学守恒定律
一、热力学第一定律（能量守恒定律）
1. 定律内容
- 热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的具体表现形式。其表达式为Δ U = Q+W。其中Δ U表示系统内能的变化量，Q表示系统吸收的热量，W表示外界对系统做的功。
- 对于一个封闭系统（与外界没有物质交换，但可以有能量交换的系统），能量不会凭空产生或消失，只是在不同形式之间转化，如内能、机械能、热能等之间的相互转化。
- 克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。这表明热传递过程是有方向性的。
- 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。这说明机械能和内能之间的转化是有条件的，不是完全等效的。
2. 熵的概念
- 熵是描述系统混乱程度的物理量，用S表示。在孤立系统中，一切自发过程总是朝着熵增加的方向进行，这就是熵增原理，即Δ S≥slant0。
- 热机效率的计算也与热力学第一定律有关。热机是将热能转化为机械能的装置，热机从高温热源吸收热量Q_1，向低温热源放出热量Q_2，对外做功W，根据能量守恒W = Q_1 - Q_2，热机效率eta=(W)/(Q_1)=1 - (Q_2)/(Q_1)。
二、热力学第二定律（熵增原理，能量转化的方向性）
1. 定律内容
- 例如，气体的自由膨胀过程是一个不可逆过程，在这个过程中气体的体积增大，分子的分布更加无序，熵增加。
3. 与热力学第一定律的关系
- 热力学第一定律强调能量的守恒，而热力学第二定律强调能量转化和传递的方向性。两者并不矛盾，而是从不同方面对热现象进行描述。
- 例如，根据热力学第一定律，能量在转化过程中总量不变，但根据热力学第二定律，并不是所有能量转化过程都能自发进行，如热量不会自发地从低温物体传向高温物体，即使这个过程不违反能量守恒定律。
课件热力学定律与能量守恒定律图文
2023课件热力学定律与能量守恒定律图文•热力学第一定律•热力学第二定律•能量的转化与守恒定律•热力学定律与能量守恒的相互关系目•实例分析•总结录01热力学第一定律1定义与内容23热力学第一定律的定义是能量守恒定律在热现象中的表现。
它表明，在封闭系统中，能量不能创造也不能消失，只能从一种形式转换成另一种形式。
热力学第一定律的内容是能量平衡方程，即Q=ΔU。
热力学第一定律的数学表达式是Q=ΔU+W，其中Q为传热热量，ΔU为系统内能的增量，W为系统对外做的功。
Q表示热力学系统吸收的热量，ΔU表示系统的内能增量，W 表示系统对外做的功。
数学表达式与符号热力学第一定律适用于封闭系统中涉及热现象的各种物理过程，如传热、相变、化学反应等。
对于开放系统，如气体膨胀对外做功或液体蒸发等过程，需要引入其他形式的能量转化，如电磁能、化学能等。
适用范围02热力学第二定律热力学第二定律的定义热力学第二定律是关于热现象的宏观自然过程具有方向性的原理，也就是说，热现象不可能自发地使物质的全部或一部分从低温状态向高温状态转化。
热力学第二定律的内容热力学第二定律规定了热力学过程中熵增加的方向，即熵增加原理。
在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少，即系统的熵增加原理。
定义与内容热力学第二定律可以用数学公式表示为 dS≥0，其中S为熵，dS为微分符号，表示微分运算。
数学表达式热力学第二定律的符号为“≥”，表示在孤立系统中，系统的熵增加的方向是朝着熵增加的方向进行的。
符号数学表达式与符号适用范围01热力学第二定律适用于封闭系统，即系统与外界没有物质交换和能量交换。
02热力学第二定律适用于宏观自然过程，而不是微观粒子运动。
03热力学第二定律适用于孤立系统，即系统与外界没有相互作用。
03能量的转化与守恒定律定义能量守恒定律是指，在孤立系统中，能量既不会创生也不会消失，而只会从一种形式转变为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，能量的总玳保持不变。
2022物理第13章热学第3节热力学定律与能量守恒定律教案
第3节热力学定律与能量守恒定律一、热力学第一定律1．改变物体内能的两种方式（1）做功；(2）热传递。
2．热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和.（2)表达式：ΔU＝Q＋W。
（3)正、负号法则：物理量W QΔU＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加－物体对外界做功物体放出热量内能减少二、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另一种形式，或者是从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变.2．条件性能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的。
3．第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律。
三、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.或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。
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。
一、思考辨析（正确的画“√"，错误的画“×”)1．外界压缩气体做功20 J,气体的内能可能不变.2．给自行车打气时，发现打气筒的温度升高，这是因为打气筒从外界吸热。
（×) 3．可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功.4．热机中,燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变化. (×)5．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量正在消失.6．利用河水的能量使船逆水航行的设想，符合能量守恒定律.(√)二、走进教材1．（人教版选修3－3P61T2）(多选)下列现象中能够发生的是（)A．一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热B．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能C．桶中混浊的泥水在静置一段时间后,泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离D．电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体CD[由热力学第二定律可知，一切自发进行与热现象有关的宏观过程，都具有方向性,A错误;热机的工作效率不可能达到100%，B错误；泥沙下沉,系统的重力势能减少，没有违背热力学第二定律，C正确；冰箱通过压缩机的工作,把热量从低温物体传到高温物体,该过程消耗了电能，没有违背热力学第二定律，D正确。
热力学中的能量守恒与热力学定律
热力学中的能量守恒与热力学定律一、能量守恒定律1.定义：能量守恒定律是指在一个封闭系统中，能量不会凭空产生也不会凭空消失，只会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，而在转化或转移的过程中，能量的总值保持不变。
（1）能量不能被创造或消灭，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。
（2）在转化或转移的过程中，能量的总值保持不变。
（3）能量的转化和转移具有方向性，如热能自发地从高温物体传到低温物体，而不会自发地从低温物体传到高温物体。
二、热力学定律1.热力学第一定律（1）定义：热力学第一定律是能量守恒定律在热力学领域的具体体现，指出在任何热力学过程中，一个系统的内能变化等于外界对系统做的功和系统吸收的热量的和。
（2）公式：ΔU = Q - W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示外界对系统做的功。
2.热力学第二定律（1）定义：热力学第二定律是关于热力学过程方向性的一条定律，指出在自然过程中，一个系统的总熵（无序度）不会自发地减少，即自然过程总是朝着熵增加的方向进行。
（2）内容：① 熵增原理：在自然过程中，孤立系统的熵总是增加，或至少保持不变。
② 熵减原理：在一个热力学过程中，熵的减少必须通过外界输入能量来实现，并且熵的减少量不能大于外界输入的能量。
③ 可逆过程与不可逆过程：可逆过程是指系统在经历一系列变化后，可以完全恢复到初始状态的过程，其熵变为零；而不可逆过程则是指系统在经历一系列变化后，不能完全恢复到初始状态的过程，其熵变大于零。
3.热力学第三定律（1）定义：热力学第三定律是关于绝对零度的定律，指出在接近绝对零度时，熵趋向于一个常数，这个常数称为零熵。
（2）内容：① 绝对零度不可达到：根据热力学第三定律，绝对零度是一个理论上的极限，实际上无法达到。
② 熵的度量：熵是一个衡量系统无序度的物理量，热力学第三定律表明，在接近绝对零度时，系统的无序度趋于最小，即熵趋于零。
热力学第一定律 能量守恒定律 课件 (共22张PPT)
(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
热力学的基本原理
热力学的基本原理
热力学的基本原理是热力学第一定律和第二定律：
1. 热力学第一定律（能量守恒定律）：能量不会被创造或消失，只会在物质之间进行转化或传递。
它表达了能量在系统中的守恒原理，即能量的增加等于输入系统的热量和对外界做功的总和。
数学表达式可以写作ΔU = Q - W，其中ΔU表示系统内能量的变化，Q表示系统获得的热量，W表示系统对外界做的功。
2. 热力学第二定律：热量不会自行从低温物体传递到高温物体，而是反过来从高温物体传递到低温物体。
热力学第二定律主要包括两个重要原理：
- 热力学第二定律的Kelvin-Planck表述：不能从单一热源中完全获取热量并将其全部转化为功而不引起其他效果。
简单来说，不可能制造一个只吸收热量而不产生其他影响的永动机。
- 热力学第二定律的Clausius表述：热量不能自行从低温物体传递到高温物体，而是需要借助外界做功或通过一个温度比它更高的热源。
简单来说，热量只能由高温物体向低温物体传递，不可能自行逆向流动。
这些基本原理为热力学提供了数学工具和理论基础，用于描述和解释能量转化和传递的过程，以及系统内的热力学性质和热力学平衡状态。
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物理总复习：热力学定律及能量守恒【考纲要求】1、理解热力学第一定律、第二定律；2、运用能量守恒定律解决问题。
【考点梳理】考点一、改变内能的两种方式1、热传递①条件：存在温度差，最终结果是使两物体温度一样。
②方式：热传导、热对流、热辐射。
③规律：热量从高温物体传向低温物体。
④和内能变化的关系：系统在单纯的传热过程中，内能的增量U ∆等于外界向系统传递的热量Q ，即U Q ∆=。
2、做功做功改变物体内能的过程是将其他形式的能（如机械能）与内能相互转化的过程，做功使物体内能发生变化时，内能改变了多少用做功的数值来度量。
要点诠释：（1）要使物体改变同样的内能，通过做功或者热传递都可以实现，若不知道过程，我们无法分辨出是做功还是热传递实现的这种改变。
（2）做功是宏观的机械运动向物体的微观分子热运动的转化。
热传递则是通过分子之间的相互作用，使不同物体间分子热运动变化，是内能的转移。
前者能的性质发生了变化，后者能的性质不变。
（3）物体的内能增加与否，不能单纯地只看做功或热传递，两个过程需要全面考虑。
考点二、热力学第一定律1、内容物体内能的增量U ∆等于外界对物体做的功W 和物体吸收的热量Q 的总和。
2、公式W Q U +=∆要点诠释：（1）在应用热力学第一定律时，应特别分清W 、Q 的正负号，以便准确地判断U ∆的正、负。
热力学第一定律的符号法则：① 功W ＞0，表示外界对系统做功；W ＜0，表示系统对外界做功。
② 热量Q ＞0，表示物体吸热；Q ＜0，表示物体放热。
③ 内能U ∆＞0，表示内能增加；U ∆＜0，表示内能减少。
（2）容易出错的几种特殊情况① 若是绝热过程，则Q=0、W=U ∆，即外界对物体做的功等于物体内能的增加； ② 若过程中不做功，即W=0，则Q=U ∆，物体吸收的热量等于物体内能的增加； ③ 若过程的始末状态物体的内能不变，即U ∆=0，则0W Q +=或W Q =-，外界对物体做的功等于物体放出的热量。
考点三、热力学第二定律1、两种表述（1）按热传递的方向性来表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
（2）按机械能与内能转化过程的方向性来表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。
要点诠释：这里所说“自发地”是指没有任何外界的影响或帮助，电冰箱工作时能将冰箱内（温度较低）的热量，传给外界空气（温度较高），是因为电冰箱消耗了电能，对制冷系统做了功。
上述两种表述是等价的，即一个说法是正确的，另一个说法也必然是正确的；如果一个说法是错误的，另一个说法必然也是不成立的。
2、热力学第二定律的意义提示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，是独立于热力学第一定律的一个重要自然规律。
3、热力学第二定律的微观解释（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。
这是热力学第二定律的微观意义。
（2）从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律：一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无序，所以自发的宏观过程总是向无序度更大的方向发展。
考点四、能量守恒定律1、能量守恒定律（1）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别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变，这就是能的转化和守恒定律。
（2）能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的规律。
（3）永动机是永远造不出来的。
2、能源、环境（1）常规能源：人们把煤、石油、天然气叫做常规能源。
常规能源有限，常规能源带来环境问题：温室效应、酸雨、光化学烟雾等。
（2）新能源：风能、水流(河流、潮汐)能、太阳能、热核能、氢能源、反物质能等。
风能、水流能、生物质能等是可再生能源，而石油、煤炭、天然气是不可再生能源。
要点诠释：对能量守恒定律的理解：1、某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量与增加量相等。
2、某个物体能量的减少，一定存在其他物体能量的增加，且减少量和增加量一定相等。
3、在利用能量转化与守恒定律解题时，要注意先搞清过程中有几种形式的能在转化或转移，分析初、末状态确定E ∆增、E ∆减各为多少，再由E ∆增=E ∆减列式计算。
【典型例题】类型一、热力学第一定律例1、（2015重庆）某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大.若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么A.外界对胎内气体做功，气体内能减小B.外界对胎内气体做功，气体内能增大C.胎内气体对外界做功，内能减小D.胎内气体对外界做功，内能增大【答案】D【解析】对车胎内的理想气体分析知，体积增大为气体为外做功，内能只有动能，而动能的标志为温度，故中午温度升高，内能增大，故选D 。
【考点】本题考查理想气体的性质、功和内能、热力学第一定律。
举一反三【变式1】100℃的水完全变成100℃的水蒸气，则（ ）A. 水分子的内能增加B ．水的内能增加C．水所增加的内能小于所吸收的热量D．水所增加的内能等于所吸收的热量【答案】BC【解析】由于温度不变，水分子的内能不变。
体积膨胀，水分子的势能变大，水的内能增加。
体积膨胀时要克服外界大气压力做功，由热力学第一定律可知，水所增加的内能要小于吸收的热量。
【变式2】(2014 山东卷)如图所示，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体．当环境温度升高时，缸内气体( )A．内能增加B．对外做功C．压强增大D．分子间的引力和斥力都增大【答案】AB【解析】根据理想气体状态方程，缸内气体压强不变，温度升高，体积增大，对外做功．理想气体不计分子间的作用力，温度升高，内能增加．选项A、B正确．【变式3】如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一只灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞。
用打气筒慢慢向筒内打气，使容器内的压强增加到一定程度，这时读出温度计示数。
打开卡子，胶塞冲出容器后A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加【答案】C【解析】打开卡子，气体冲开胶塞时，气体对胶塞做功，将内能转化为胶塞的机械能；气体对外做功，内能减小，气体的温度降低。
类型二、热力学第二定律例2、关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是（）A．一定量气体吸收热量，其内能一定增大B. 不可能使热量由低温物体传递到高温物体C. 若两分子间距离增大，分子势能一定增大D. 若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大【思路点拨】重温热力学第一定律、第二定律，分子力与分子间距的函数图象和分子势能与分子间距的函数图象。
【答案】D【解析】由热力学第一定律可知，做功和热传递都可以改变物体的内能，一定量的气体吸收热量如果气体同时对外做功，且做功比吸热多，则气体的内能减少，A项错误；依据外界做功，可以使热量由低温物体传递到高温物体，B项错误；若两分子间的距离小于平衡时的距离，分子力是斥力，在增大的过程中分子力先做正功，分子势能先减小，C项错误；若分子间的距离在减小，分子间的引力和斥力都在增大，只不过斥力增大的快些，D项正确。
【总结升华】关键是要准确理解热力学第一定律、热力学第二定律、分子力与分子间距的函数图象和分子势能与分子间距的函数图象。
（两个定律、两个图像）举一反三【高清课堂：热力学定律及能量守恒例2】【变式1】关于热力学定律，下列说法正确的是＿＿＿＿（填入正确选项前的字母）。
A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D．不可能使热量从低温物体传向高温物体E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程【答案】ACE+=∆，知A正确，B错误；由热力学第二定律知，C、【解析】由热力学第一定律W Q UD这些过程在借助于外界帮助的情况下是可以实现的，所以C正确、D错误；由自然界中一切与热现象有关的过程都是不可逆的，所以E正确。
【变式2】关于热力学定律，下列说法正确的是（）A. 在一定条件下物体的温度可以降到0 KB. 物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功C. 吸收了热量的物体，其内能一定增加D. 压缩气体总能使气体的温度升高【答案】B【解析】0 K是绝对零度是不可能达到的。
物体可以从单一热源吸收的热量全部用于做功但需借助外界的帮助。
做功和热传递都能改变内能，压缩气体但如果放出了热量，内能不一定增加。
故答案为B。
【高清课堂：热力学定律及能量守恒例5】【变式3】如图为电冰箱的工作原理示意图。
压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外，下列说法正确的是( )A ．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B ．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C ．电冰箱的工作原理不违反热力学第二定律D ．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律【思路点拨】热力学第二定律，“热量不能自发地从低温物体传到高温物体”，但是做功是可以的，就不是自发的了。
电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律、第二定律。
【答案】BC【解析】根据热力学第二定律，电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为消耗了电能，也就是对外界产生了影响，它的工作原理不违背能量守恒定律，也就是热力学第一定律，选项B 、C 正确。
【总结升华】关键是准确理解热力学第二定律，“热量不能自发地从低温物体传到高温物体”，电冰箱制冷是通过消耗电能对制冷系统做功来实现的，并不是“自发的”。
“不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响”，消耗了电能对制冷系统做了功，对外界产生了影响。
【变式4】如图所示，内壁光滑的气缸水平放置。
一定质量的理想气体被密封在气缸内，外 界大气压强为P 0。
现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q 后，体积由V 1增大为V 2。
则在此 过程中，气体分子平均动能_________(选增“增大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了 _____________。
【答案】增大；021()U Q p V V ∆=--【解析】气体吸收热量Q ，温度升高，气体分子平均动能增大。
气体吸收热量Q 为正，对外做功为负，021()W p V V =--，根据热力学第一定律，W Q U +=∆，气体内能变化了 021()U Q p V V ∆=--。
类型三、能量守恒定律例3、一辆汽车正在平直的公路上以速度v 匀速行驶，此时汽车的功率为P ，已知汽车的总效率为η，所使用的汽油的热值为q （每完全燃烧单位质量的燃料产生的热量叫热值），现油箱中还有质量为m 的汽油。