高中热力学定律祥解.ppt

热力学定律 1.功和内能 ⑴焦耳的实验 ①使系统的热力学状态发生变化的两个途径是做功和传热. ②与外界没有热交换的过程叫做绝热过程. ③焦耳的实验说明 : 使系统状态通过绝热过程发生变化时,做功的数量只由过程的始末状态决定,而与做功的方式无关. ⑵内能 ①功是能的变化的量度. ②任何热力学系统都存在一个只依赖于系统自身状态的物理量—内能. ③内能在两个状态间的改变﹙差值﹚等于外界在绝热过程中对系统所做的功，即ΔU=W ﹙做功过程与内能的关系﹚. 2.热和内能 ⑴热传递 ①没有做功而使物体内能改变的物理过程叫做热传递. ②热传递发生的条件 : ΔT≠0;热传递过程中,热量从高温物体传递到低温物体. ③热传递的三种方式 : 传导 对流 辐射 ⑵热和内能 ①热量是在单纯传热过程中系统内能变化的量度. ②内能在两个状态间的改变﹙差值﹚等于外界向系统传递的热量，即ΔU=Q﹙热传递过程与内能的关系﹚. ③热量的概念只在涉及能量的传递时才有意义 : 不能说物体具有多少热量,只能说物体吸收或放出了多少热量. ⑶做功和热传递 ①做功和热传递对改变系统内能是等效的 ②做功和热传递的重要区别 : 做 功—内能与其他形式能之间的转化; 热传递—内能在物体之间或物体不同部分 之间的转移. 3.热力学第一定律 能量守恒定律 ⑴热力学第一定律 单纯对系统做功 : ΔU=W, 单纯对系统传热 : ΔU=Q; 一般情况下,物体与外界同时发生做功和热传递,则ΔU=Q+W. 热力学第一定律 : 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. 公式ΔU=Q+W表示内能改变与热量、功之 间的关系,是热力学第一定律的数学形式,注意 物体吸热Q0 物体放热Q0 外界对物体做功W0 物体对外界做功W0 物体内能增加ΔU0 物体内能减少ΔU0 ⑵能量守恒定律 ①俄国化学家盖斯的发现—能量守恒定律的先驱. ②德国医生J.R.迈尔的观点—第一个能量守恒的思想. ③德国科学家H.亥姆霍兹的工作 ④能量守恒定律 : 能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程其总量保持不变. ⑶永动机不可能制成 不消耗任何能量,却可以源源不断地对外做功的机器叫做第一类永动机. 第一类永动机违反了能量守恒定律,是不可能造成的. 4.热力学第二定律 ⑴与热现象有关的宏观过程的方向性 热传递现象的方向性 扩散现象的方向性 气体膨胀现象的方向性 有摩擦的机械运动中能量转化的方向性…… 一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的. ⑵热力学第二定律的一种表述 ﹙克劳修斯表述﹚ 热量不能自发地从低温物体传到高温物体. ﹙或 : 不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化﹚ 逆过程的进行,必须有第三者的介入﹙或必须借助外界的帮助﹚,这样就会引起其他变化﹙产生其他影响﹚. 克劳修斯表述阐述的是热传递的方向性. ⑶热力学第二定律的另一种表述 ﹙开尔文表述﹚ ①热机 凡是把内能转变为机械能的机器都叫做热机.如 蒸汽机 内燃机﹙汽油机,柴油机﹚ 汽轮机﹙蒸汽轮机,燃气轮机﹚