热力学定律
[体系构建]
[核心速填]
1．内能
(1)功和内能：在绝热情况下，功是能量变化的量度．
(2)热和内能：只有热传递时，热量是内能变化的量度．
(3)做功和热传递在改变物体的内能上呈等效的．
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功W和传递的热量Q的总和．
(2)表达式：ΔU＝Q＋W.
(3)能量守恒定律：不创生，不消失，只能转化和转移，总量不变．
(4)第一类永动机不能制成，违背了能量守恒定律．
3．热力学第二定律
(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．
(3)微观解释：一切自发过程总是沿分子热运动无序性增大的方向进行．
(4)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．
(5)第二类永动机不能制成，违背了热力学第二定律．
4．能源与可持续发展
(1)能量耗散：一切能量最终要转化成不可回收的能量．
(2)环境污染：温室效应，酸雨，光化学烟雾．
(3)开发新能源：太阳能，生物质能，风能，水能等．
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热力学第一定律及其应用
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1．公式：ΔU＝Q＋W.
2．注意各物理量符号和理想气体的特点
(1)各物理量符合的意义
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物理量
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ΔU
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W
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Q
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大于零
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物体的内能增加
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外界对物体做功
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物体吸热
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小于零
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物体的内能减少
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物体对外界做功
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物体放热
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等于零
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物体内能不变
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物体对外界(或外界对物体)不做功
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物体与外界绝热
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(2)应用热力学第一定律应注意的问题
①只有绝热过程Q＝0，ΔU＝W，用做功可判断内能的变化．
②只有在气体体积不变时，W＝0，ΔU＝Q，用吸热、放热情况可判断内能的变化．
③若物体内能不变，即ΔU＝0，W和Q不一定等于零，而是W＋Q＝0，功和热量符号相反．大小相等，因此判断内能变化问题一定要全面考虑．
④对于气体，做功W的正负一般要看气体体积变化，气体体积缩小，W>0；气体体积增大，W<0.
【例1】 (多选)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是( )
A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变
B．若气体的温度不断升高，其压强也一定不断增大
C．若气体温度升高1 K，其等容过程所吸收的热量一定小于等压过程所吸收的热量
D．在完全失重状态下，气体的压强为零
E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大
ACE [一定质量的理想气体的内能与温度有关，若气体的压强和体积都不变，则温度不变，其内能也一定不变，A正确；由＝C知，气体的温度不断升高，压强不一定增大，B错误；根据热力学第一定律有ΔU＝Q＋W，气体温度升高1 K，ΔU相同，等容过程W＝0，等压过程，体积增大，则W<0，故等容过程所吸收的热量一定小于等压过程所吸收的热量，C正确；气体的压强是由于分子频繁撞击器壁而产生的，与是否失重无关，D错误；温度升高，理想气体的内能一定增大，E正确．]
