《高考物理一轮复习考点扫描》专题14.4 热力学定律与能量守恒定律（解析版）

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2021 年一轮考点扫描微专题

专题 14.4 热力学定律与能量守恒定律

【考点扫描】.................................................................................................................................................................1

一．气体实验定律...............................................................................................................................................1

二．气体实验定律的比较...................................................................................................................................1

三．平衡状态下气体压强的求法......................................................................................................................2

四．气体压强的产生...........................................................................................................................................2

五．理想气体实验定律的微观解释..................................................................................................................2

【典例分析】.................................................................................................................................................................3

【专题精练】.................................................................................................................................................................4

【考点扫描】

1．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)对公式 ΔU＝Q＋W 符号的规定

符号 W Q ΔU

＋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

(4)几种特殊情况

① 若过程是绝热的，则 Q＝0，W＝ΔU，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＝ΔU，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 ΔU＝0，则 W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体

放出的热量。

(5)应用注意事项

① 应用热力学第一定律时要明确研究的对象是哪个物体或者是哪个热力学系统；

② 应用热力学第一定律计算时，要依照符号法则代入数据，对结果的正、负也同样依照规则来解释其意义；

③ 分析此类问题需要注意两点，“绝热”说明与外界没有热交换，气体向真空扩散时对外不做功。

2．热力学第二定律

（1）在热力学第二定律的表述中，“自发地”、“不产生其他影响”的涵义

“① 自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助．

“② 不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面

的影响．如吸热、放热、做功等．

（2）热力学第二定律的实质

热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进

行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．

特别提醒　热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体

传到高温物体，如电冰箱；在引起其他变化的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程．

（3）两类永动机的比较

第一类永动机第二类永动机

不需要任何动力或燃料，却能不断地对

外做功的机器

从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生

其他影响的机器

违背能量守恒定律，不可能制成

不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，不

可能制成

3.解答热力学第二定律问题时应注意

① 热力学第一定律说明发生的任何过程中能量必定守恒，热力学第二定律说明并非所有能量守恒的过程都

能实现．

② 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温

物体，如电冰箱；在引起其他变化的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程．

【典例分析】

【例 1】如图所示，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间

是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到

原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是(　　)

A．气体自发扩散前后内能相同

B．气体在被压缩的过程中内能增大

C．在自发扩散过程中，气体对外界做功

D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功

E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变

【答案】ABD

【解析】气体向真空膨胀时不受阻碍，气体不对外做功，由于汽缸是绝热的，没有热交换，所以气体扩散

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