第三章  章末总结

要点归纳

知识点一、做功、热传递与内能变化的关系

1．做功与热传递的区别与联系：做功和热传递是改变物体内能的两种方式，它们在改变物体的内能上是等效的，但它们的本质不同．做功是其他形式的能和内能之间的转化，热传递则是物体间内能的转移．

2．热力学第一定律：ΔU＝W＋Q.正确理解公式的意义及符号含义是解决本类问题的关键．

(1)外界对物体做功，W>0；物体对外做功，W<0；

(2)物体从外界吸热，Q>0；物体放出热量，Q<0；

(3)ΔU>0，物体的内能增加；ΔU<0，物体的内能减少．

分析题干，确定内能改变的方式(W，Q)→判断W，Q的符号→代入公式ΔU＝W＋Q→得出结论

知识点二、能量守恒定律及应用

1．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另一个物体，在能的转化或转移过程中其总量不变．

能量守恒定律是自然界普遍适用的规律，不同形式的能可以相互转化．

2．应用能量守恒定律解题的方法和步骤

(1)认清有多少种形式的能(例如动能、势能、内能、电能、化学能、光能等)在相互转化．

(2)分别写出减少的能量ΔE_减和增加的能量ΔE_增的表达式．

(3)根据下列两种思路列出能量守恒方程：ΔE_减＝ΔE_增．

①某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．

②某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量与增加量一定相等．

(4)解方程，代入数据，计算结果．

知识点三、热力学第二定律的应用

1．热力学第二定律的两种表述

(1)按照热传递的方向性表述为：热量不能自发地从低温物体传到高温物体，这是热力学第二定律的克劳修斯表述．

(2)按照机械能与内能转化的方向性表述为：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．这是热力学第二定律的开尔文表述．

2．热力学第二定律的微观意义

(1)一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．

(2)用熵来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．

典例分析

一、热力学第一定律

例1  一定质量的理想气体自状态A经状态C变化到状态B.这一过程的V­T图象表示如图1所示，则(　　)

A．在过程AC中，外界对气体做功，内能不变

B．在过程CB中，外界对气体做功，内能增加

C．在过程AC中，气体压强不断变大

D．在过程CB中，气体压强不断减小

解析　由图象可知，AC过程是等温压缩，CB过程是等容升温，据气态方程可判断出：AC过程气体体积变小，外界对气体做功，气体内能不变，气体压强不断变大；CB过程气体体积不变，内能增加，显然气体从外界吸热，气体压强不断增大，故A、C正确．

答案　AC

归纳总结：(1)由图象的物理意义，结合＝C气体的状态方程，明确气体的状态变化．

(2)根据ΔU＝W＋Q，作出判断．

二、能量守恒定理的应用

例2  在近地的高空中，雨滴几乎是匀速下落的，设在此过程中所产生的热量有30%被雨滴吸收，求雨滴在近地下落40 m前、后的温度差？(g取10 m/s²)

解析　设雨滴的质量为m

因为雨滴匀速下落，所以雨滴重力势能的减少等于雨滴克服阻力所做的功

雨滴重力势能的减少，W＝mgh＝400m J

转化成雨滴内能的为Q＝W·η＝400m J×30%＝120m J

由Q＝cmΔt得：Δt＝＝0.03 ℃

答案　升高0.03 ℃

归纳总结：应用能量守恒定律解决问题时，首先应明确有哪几种能量参与转化或转移，哪些能量增加，哪些能量减小，然后利用守恒的观点列出方程求解．