《高三物理备考》46.热力学定律（选修）

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热力学定律

打卡：2020 高考物理备考第 46 小时编写：陈庆威

陈庆威老师推荐——高考二轮备考两步学习法（最新、最好、最实战）

第一步：【知识方法】

一、对热力学第一定律的理解

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．对公式中符号的规定：外界对物体做功，W>0，物体对外界做功，W<0；物体吸

收热量，Q>0，物体放出热量，Q<0；内能增量 ΔU＝U2－U1(末状态内能减去初状态内

能)，内能增加则 ΔU>0，内能减少则 ΔU<0.

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。

第二步：【考点例题】

【例题 1】（2020·全国）一定质量的理想气体，从状态 M开始，经状态 N

、

Q回到原

状态 M，其 p-V 图象如图所示，其中 QM 平行于横轴，NQ 平行于纵轴．则（）

A．M→N过程气体温度不变

B．N→Q过程气体对外做功

C．N→Q过程气体内能减小

D．Q→M过程气体放出热量

【例题 2】（2020·山东）关于热力学定律，下列说法中正确的是（　　）

A．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功

B．理想气体的等压膨胀过程一定放热

C．热量不可能从低温物体传递到高温物体

D．压缩气体做功，该气体的内能一定增加

【例题 3】（2020·潮州）如图所示，内壁光滑、导热良好的竖直放置的汽缸内用质量

为m、横截面积为 S的活塞封闭着一定质量的理想气体。开始时气体的体积为 V0，压

强为 0.5p0，活塞被固定在位置 A。松开固定螺栓 K，活塞下落，最后静止在位置 B。已

知外界大气压强始终为p0，环境温度保持不变，重力加速度为 g。求：

(1)活塞停在位置 B时，汽缸内封闭气体的体积 V；

(2)整个过程中气体通过汽缸壁放出的热量 Q。

【例题 4】（2020·全国）如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时

封闭的气柱长度为，现用竖直向下的外力压缩气体，使封闭的气柱长度变为

，人对活塞做功，大气压强为，不计活塞的重力。问：

（活塞的横截面积）

(1)若用足够长的时间缓慢压缩，压缩后气体的压强多大？

(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为，则气体的内能增加多少？

【例题 5】（2020·安徽）如下图，一横截面积为 S的绝热气缸固定在绝热水平面上，

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