PAGEPAGE6熱力學定律(1)做功和熱傳遞的實質是相同的。(×)(2)絕熱過程中，外界壓縮氣體做功20J，氣體的內能肯定削減。(×)(3)物體汲取熱量，同時對外做功，內能可能不變。(√)(4)在給自行車打氣時，會發覺打氣筒的溫度上升，這是因為外界對氣體做功。(√)(5)自由搖擺的秋千搖擺幅度越來越小，能量正在消逝。(×)(6)利用河水的能量使船逆水航行的設想，符合能量守恒定律。(√)(7)熱機中，燃氣的內能可以全部變為機械能而不引起其他變更。(×)突破點(一)熱力學第肯定律1．變更內能的兩種方式的比較做功熱傳遞區分內能變更狀況外界對物體做功，物體的內能增加；物體對外界做功，物體的內能削減物體汲取熱量，內能增加；物體放出熱量，內能削減從運動形式上看做功是宏觀的機械運動向物體的微觀分子熱運動的轉化熱傳遞是通過分子之間的相互作用，使同一物體的不同部分或不同物體間的分子熱運動發生變更，是內能的轉移從能量的角度看做功是其他形式的能與內能相互轉化的過程不同物體間或同一物體不同部分之間內能的轉移能的性質變更狀況能的性質發生了變更能的性質不變聯系做肯定量的功或傳遞肯定量的熱量在變更內能的效果上是相同的2．溫度、內能、熱量、功的比較含義特點溫度表示物體的冷熱程度，是物體分子平均動能大小的標記，它是大量分子熱運動的集體表現，對個別分子來說，溫度沒有意義狀態量內能(熱能)物體內全部分子動能和勢能的總和，它是由大量分子的熱運動和分子的相對位置所確定的能熱量是熱傳遞過程中內能的變更量，熱量用來量度熱傳遞過程中內能轉移的多少過程量功做功過程是機械能或其他形式的能和內能之間的轉化過程3．對公式ΔU＝Q＋W符號的確定符號WQΔU＋外界對物體做功物體汲取熱量內能增加－物體對外界做功物體放出熱量內能削減4．三種特別狀況(1)若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對物體做的功等于物體內能的增加。(2)若過程中不做功，即W＝0，則Q＝ΔU，物體汲取的熱量等于物體內能的增加。(3)若過程的始末狀態物體的內能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q，外界對物體做的功等于物體放出的熱量。[題點全練]1．(2024·如東月考)關于溫度、熱量、功、內能，以下說法正確的是()A．同一物體溫度高時，含有的熱量多B．物體的內能越大，含有的熱量就越多，溫度也越高C．外界對系統做功W，內能必定增加WD．熱量總是從溫度高的物體傳給溫度低的物體解析：選D熱量是過程量，只有在吸熱、放熱過程中才發生轉移，不能說物體含有多少熱量，故A、B錯誤；只有在絕熱過程中ΔU＝W，故C錯誤；發生熱傳遞的條件是存在溫度差，熱量從高溫物體向低溫物體傳遞，故D正確。2．(2024·連云港期末)1912年，英國物理學家威爾遜獨創了視察帶電粒子運動徑跡的云室，結構如圖所示，在圓筒容器中加入少量酒精，使云室內充溢酒精飽和蒸汽，快速向下拉動活塞。以下說法正確的是()A．室內氣體溫度降低，酒精飽和蒸汽壓降低B．室內氣體溫度上升，酒精飽和蒸汽壓降低C．室內氣體溫度降低，酒精飽和蒸汽壓上升D．室內氣體溫度上升，酒精飽和蒸汽壓上升解析：選A快速向下拉動活塞，酒精蒸汽絕熱膨脹，對外做功，溫度降低，酒精飽和蒸汽壓降低，酒精蒸汽達到過飽和狀態，故A正確，B、C、D錯誤。3．[多選](2024·南京六校聯考)如圖所示，一導熱性能良好的金屬汽缸靜放在水平面上，活塞與汽缸壁間的摩擦不計。汽缸內封閉了肯定質量的志向氣體。現緩慢地向活塞上倒肯定質量的沙土，忽視環境溫度的變更，在此過程中()A．氣體的內能不變 B．汽缸內分子平均動能增大C．汽缸內氣體分子密度增大 D．氣體從外界汲取熱量解析：選AC金屬汽缸導熱性能良好，由于熱交換，汽缸內封閉氣體溫度與環境溫度相同，向活塞上倒肯定質量的沙土時氣體等溫度壓縮，溫度不變，氣體的內能不變。而汽缸內封閉氣體被壓縮，體積減小，外界對氣體做功，ΔU＝0，W>0，依據ΔU＝W＋Q可知Q<0，即放熱，A正確，D錯誤；溫度不變，則汽缸內分子平均動能保持不變，B錯誤；汽缸內封閉氣體被壓縮，體積減小，而質量不變，則汽缸內氣體分子密度增大，C正確。突破點(二)熱力學其次定律1．在熱力學其次定律的表述中，“自發地”“不產生其他影響”的涵義(1)“自發地”指明白熱傳遞等熱力學宏觀現象的方向性，不須要借助外界供應能量的幫助。(2)“不產生其他影響”的涵義是發生的熱力學宏觀過程只在本系統內完成，對四周環境不產生熱力學方面的影響。如吸熱、放熱、做功等。2．熱力學第一、其次定律的比較熱力學第肯定律熱力學其次定律定律揭示的問題它從能量守恒的角度揭示了功、熱量和內能變更量三者的定量關系它指出自然界中出現的宏觀過程是有方向性的機械能和內能的轉化當摩擦力做功時，機械能可以全部轉化為內能內能不行能在不引起其他變更的狀況下完全變成機械能熱量的傳遞熱量可以從高溫物體自發傳向低溫物體說明熱量不能自發地從低溫物體傳向高溫物體表述形式只有一種表述形式有多種表述形式兩定律的關系在熱力學中，兩者既相互獨立，又互為補充，共同構成了熱力學學問的理論基礎3．兩類永動機的比較第一類永動機其次類永動機設計要求不須要任何動力或燃料，卻能不斷地對外做功的機器從單一熱源汲取熱量，使之完全變勝利，而不產生其他影響的機器不行能制成的緣由違反能量守恒定律不違反能量守恒定律，違反熱力學其次定律[典例][多選](2024·南京模擬)下列說法中正確的是()A．相互間達到熱平衡的兩物體的內能肯定相等B．空調既能制熱又能制冷，說明在不自發的條件下，熱傳遞可以逆向C．自發的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進行的D．由于自然界中總的能量守恒，所以不須要節約能源[解析]相互間達到熱平衡的兩物體的溫度相同，內能不肯定相等，故A錯誤；依據熱力學其次定律可知，熱量不能自發地從低溫物體傳遞到高溫物體，但在肯定外界條件影響下可以實現，故B正確；依據熱力學其次定律可知，自然發生的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進行的，故C正確；雖然自然界中的總能量不會削減，但是能源的品質會降低，無法再利用，故還須要節約能源，故D錯誤。[答案]BC[方法規律]4個常見的宏觀熱現象方向性實例(1)高溫物體eq\o(,\s\up7(熱量Q能自發傳遞),\s\do5(熱量Q不能自發傳遞))低溫物體。(2)功eq\o(,\s\up7(能獨立全轉化為),\s\do5(不能獨立地完全轉化為))熱量。(3)氣體體積V1eq\o(,\s\up7(能自發膨脹),\s\do5(不能自發壓縮))氣體體積V2(V2＞V1)。(4)不同氣體A和Beq\o(,\s\up7(能自發混合),\s\do5(不能自發分別))混合氣體AB。[集訓沖關]1．(2024·沭陽模擬)關于熱力學定律，下列說法正確的是()A．在肯定條件下物體的溫度可以降到0KB．物體從單一熱源汲取的熱量可全部用于做功C．汲取了熱量的物體，其內能肯定增加D．壓縮氣體，氣體的溫度肯定上升解析：選B由于肯定零度不行能達到，故A錯誤；物體從外界汲取熱量并對外做功，依據熱力學第肯定律可知內能可能增加、減小或不變，C錯誤；壓縮氣體，外界對氣體做正功，可能向外界放熱，內能可能削減、溫度降低，D錯誤；物體從單一熱源汲取的熱量全部用于做功而引起其他變更是可能的，B正確。2．(2024·鹽城調研)下列說法中正確的是()A．隨著科技的發展，永動機是可以制成的B．一切自然現象都遵循能量守恒定律C．在粗糙的水平面上滑動的運動物體動能不斷削減，是動能自發完全轉化內能，反之內能也能自發完全轉化為動能D．能量轉化過程中，其總能量越來越小，所以要大力提倡節約能源解析：選B第一類永動機違反了能量守恒定律，其次類永動機違反了能量轉化的方向性，都不行能制成，故A錯誤；能量守恒定律是一切自然現象中普遍適用的規律，故B正確；在粗糙的水平面上滑動的運動物體動能可以自發完全轉化為內能，反之內能不能自發完全轉化為動能，故C錯誤；能量轉化過程中，總能量不變，但能源會越來越少，故D錯誤。3．(2024·蘇州模擬)卡諾循環是由法國工程師卡諾于1824年提出的，它可用于分析熱機的工作過程，卡諾循環包括四個步驟：等溫膨脹、絕熱膨脹、等溫壓縮、絕熱壓縮。下列相關說法中正確的是()A．隨著設備的改進和技術的提高，熱機效率可能達到100%B．絕熱膨脹和絕熱壓縮過程中，汽缸內氣體的內能保持不變C．等溫壓縮過程中，因外界對氣體做功，故汽缸內氣體內能增大D．等溫膨脹過程中，單位時間內在單位面積上碰撞汽缸壁的分子數削減解析：選D由熱力學其次定律可知，熱機效率不行能達到100%，選項A錯；絕熱膨脹和絕熱壓縮過程中，與外界沒有熱量交換，而汽缸體積變更，汽缸內氣體的內能因做功而變更，選項B錯；等溫壓縮過程中，溫度不變，汽缸內氣體內能不變，選項C錯；等溫膨脹過程中，溫度不變，體積增大，單位體積內分子數目削減，單位時間內在單位面積上碰撞汽缸壁的分子數削減，選項D對。突破點(三)氣體試驗定律與熱力學第肯定律的綜合求解此類綜合問題的通用思路[典例](2024·南京模擬)如圖所示，輕質活塞將體積為V0，溫度為3T0的志向氣體，密封在內壁光滑的圓柱形導熱汽缸內，已知大氣壓強為p0，大氣的溫度為T0，氣體內能U與溫度的關系為U＝aT(a為常量)，在汽缸內氣體溫度緩慢降為T0的過程中，求：(1)氣體內能的削減量；(2)氣體放出的熱量。[解析](1)由題意可知氣體內能的削減量ΔU＝aΔT＝2aT0。(2)設溫度降低后的體積為V2，則由蓋—呂薩克定律得eq\f(V0,3T0)＝eq\f(V2,T0)，外界對氣體做功為W＝p0(V0－V2)依據熱力學第肯定律ΔU＝W＋Q，解得Q＝eq\f(2,3)p0V0＋2aT0。[答案](1)2aT0(2)eq\f(2,3)p0V0＋2aT0[方法規律]推斷志向氣體內能變更的兩種方法(1)肯定質量的志向氣體，內能的變更完全由溫度變更確定，溫度上升，內能增大。(2)若吸、放熱和做功狀況已知，可由熱力學第肯定律ΔU＝W＋Q來確定。[集訓沖關]1.[多選](2024·江蘇高考)肯定質量的志向氣體從狀態A經過狀態B變更到狀態C，其V-T圖像如圖所示。下列說法正確的有()A．A→B的過程中，氣體對外界做功B．A→B的過程中，氣體放出熱量C．B→C的過程中，氣體壓強不變D．A→B→C的過程中，氣體內能增加解析：選BC由題圖可知，從A到B氣體的體積減小，外界對氣體做功，A項錯誤；從A到B過程氣體的溫度不變，內能不變，依據熱力學第肯定律可知，氣體放出熱量，B項正確；從B到C過程中eq\f(V,T)是一個常數，氣體發生的是等壓變更，氣體的溫度降低，內能削減，C項正確，D項錯誤。2.(2024·南通調研)如圖所示，肯定質量的志向氣體從狀態A經等溫過程到狀態B。此過程中，氣體溫度t＝20℃，汲取的熱量Q＝3.6×102J，已知A狀態的體積是1L，求：(1)此過程中氣體內能的增量；(2)此過程中氣體是對外做功還是外界對氣體做功，做的功是多少；(3)若氣體先從狀態A經等壓變更到狀態C，再經等容變更到狀態B，則這個過程氣