第一节 热力学第一定律
第二节 能量守恒定律及其应用
1．知道分子势能及内能的概念，了解做功和热传递是改变内能的两种方式，了解热力学第一定律和能量守恒定律，能解释相关的自然现象．
2．掌握两分子间的势能和分子距离的关系，能用公式ΔU＝Q＋W解决相关问题并能定量计算，会解释第一类永动机不可能制成的原因．
3．通过实验探究做功可以改变内能，与他人合作交流，提高动手实验和探究能力，培养探索科学的热情和兴趣．
知识点一 物体的内能
1．分子势能
(1)定义：由于分子间存在__________，分子间具有由它们的__________决定的势能．
(2)分子势能的决定因素．
宏观上：与物体的__________有关．
微观上：与分子间的__________有关．
①若r＞r0，当r增大时，分子势能__________．
②若r＜r0，当r减小时，分子势能__________．
③若r＝r0，分子势能__________．
2．分子动能
(1)定义：物体内部的分子由于做__________具有分子动能．
(2)__________变化，分子动能就改变．
3．内能：物体中所有__________和__________的总和．
温度是物体内分子热运动平均动能的标志．
知识点二 改变物体内能的两种方式
1．改变物体内能的两种方式：__________和__________．
2．物体内能的改变
(1)如果物体与外界无热传递，若外界对物体做功，则物体的内能__________；若物体对外做功，物体的内能__________．
(2)如果物体既不对外做功，外界也不对物体做功，则物体吸收热量时，它的内能__________；物体放出热量时，它的内能__________．
对于改变物体的内能来说，热传递和做功是等效的．
知识点三 热力学第一定律及其应用
1．热力学第一定律
(1)内容：物体内能的增量ΔU__________物体__________和外界对物体__________之和．
(2)公式：ΔU＝Q＋W．
2．热力学第一定律的意义
(1)内能的变化必然伴随有__________或__________．
(2)一切涉及热现象的宏观过程中，能量可以发生__________或__________，此过程中总能量守恒．
在应用ΔU＝Q＋W进行计算时，应注意它们的正负号及其物理意义．
知识点四 能量守恒定律及第一类永动机不可能制成
1．能量守恒定律
(1)内容：能量既不会凭空__________，也不会凭空__________，它只能从一种形式__________为其他形式，或者从一个物体__________到别的物体；在转化和转移过程中其总量__________．
(2)意义：是自然界的一条__________，不仅适用于无机界，也适用于生命过程，一切违背__________的观点，都被实践证明是错误的．
2．第一类永动机不可能制成
(1)概念：不需要任何动力或燃料却能__________的机器．
(2)结果：因违背能量守恒定律，是不可能制成的．
能量守恒定律有力地揭示了物质运动的不灭性和统一性．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)热量、功和内能三者单位相同，物理意义相同． ( )
(2)热量和功由过程决定，而内能由物体状态决定． ( )
(3)系统内能增加了100 J，可能是外界采用绝热方式对系统做功100 J，也可能是外界单纯地对系统传热100 J． ( )
(4)石子从空中落下，最后静止在地面上，说明能量消失了． ( )
2．如图所示，在大口的玻璃瓶内装一些水，然后用一与打气筒相连的瓶塞密闭瓶口，向瓶内打气，当打到某一状态时，瓶塞会跳起来．当瓶塞跳起时，我们会看到瓶内出现了“白雾”．对于“白雾”的形成，下列说法正确的是( )
A．这些“白雾”是当瓶塞跳起后外界的水蒸气在瓶口遇冷形成的小水珠
B．这是打气筒向瓶内打进去的水蒸气
C．这是瓶内的水向外膨胀形成的水雾
D．瓶内空气推动瓶塞做功，空气的内能减小，温度降低，使水蒸气液化形成小水滴
3．图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中( )
A．外界对气体做功，气体内能增大
B．外界对气体做功，气体内能减小
C．气体对外界做功，气体内能增大
D．气体对外界做功，气体内能减小
如图所示，一定质量的理想气体由a状态变化到b状态，请在图像基础上思考以下问题：
(1)在变化过程中气体对外界做功，还是外界对气体做功？
(2)在变化过程中气体吸热，还是向外放热？气体内能增加了，还是减少了？
物体的内能
1．分子动能
(1)温度的微观含义
温度是分子平均动能的标志，因不同的分子具有的速率一般不同，且不同时刻同一分子的速率一般也不相同，故单个分子的动能无意义．温度是物体内大量分子热运动的集体表现．只要温度相同，分子的平均动能就相同，但分子的平均速率不一定相同．
(2)分子热运动的平均动能
①分子的平均动能永远不可能为零，因为分子无规则运动是永不停息的．
②平均动能与平均速率的关系可简单地理解为：Ek＝，m为该物质分子的质量．(通常提到的分子速率一般是指分子的平均速率，单个分子的速率无意义)
③分子的动能与宏观物体的运动无关，也就是分子热运动的平均动能与宏观物体运动的动能无关．
(3)温度与分子动能、分子平均动能的关系
在宏观上温度是表示物体冷热程度的物理量．在微观上温度是物体中分子热运动的平均动能的标志．
在相同温度下，各种物质分子的平均动能都相同，温度升高，分子平均动能增加；温度降低，分子平均动能减少．
在同一温度下，虽然不同物质分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不一定相同，所以分子热运动的平均速率不一定相同．
2．影响分子势能大小的因素
如图所示，随着分子间距离的变化，分子力做功，分子势能发生变化，分子势能的变化微观上决定于分子间的距离，宏观上与物体的体积有关．
分子间距离 r＝r0 r>r0 r分子力 等于零 表现为引力 表现为斥力
分子力做功 － 分子间距增大时，分子力做负功 分子间距减小时，分子力做负功
分子势能 最小 随分子间距的增大而增大 随分子间距的减小而增大
3．物体的内能
(1)内能的决定因素．
①宏观因素：物体内能的大小由物体的质量、温度和体积三个因素决定，同时也受物态变化的影响．
②微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定．
(2)内能与机械能的比较．
能量名称 内能 机械能
对应的运动形式 微观分子热运动 宏观物体机械运动
能量常见的形式 分子动能、分子势能 物体的动能、重力势能或弹性势能
能量存在的原因 由物体内大量分子的无规则运动和分子间相对位置决定 由物体做机械运动、与地球相对位置或物体形变决定
影响因素 物体的质量、物体的温度和体积 物体做机械运动的速度、离地高度(或相对于零势能面的高度)或弹性形变量
是否为零 永远不能等于零 一定条件下可以等于零
联 系 在一定条件下可以相互转化
(3)物态变化对内能的影响：一些物质在物态发生变化时，如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气，温度不变．此过程中分子的平均动能不变，由于分子间的距离变化，分子势能变化，所以物体的内能变化．
【典例1】 (多选)如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线，下列说法正确的是( )
A．当r>r1时，分子间的作用力表现为引力
B．当rC．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
D．当r[思路点拨] (1)在r＝r0处分子力为零，分子势能最小．
(2)图中r2就是r0处．
[听课记录]
分子势能图像问题的两点提醒
(1)分子势能图像的最低点(最小值)对应的距离是分子平衡距离r0，而分子力图像的最低点(引力最大值)对应的距离大于r0．
(2)分子势能图像与r轴交点表示的距离小于r0，分子力图像与r轴交点表示平衡距离r0．
[跟进训练]
1．(多选)图中甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图像．由图像判断以下说法中正确的是( )
A．当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小且为零
B．当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大而增大
C．当分子间距离r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大
D．当分子间距离r 功、热传递、内能之间的变化关系
1．做功与内能的变化的关系
(1)做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程．
(2)在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，就有多少内能转化为其他形式的能，物体的内能就减少多少．
2．热传递与内能变化的关系
(1)在单纯传热中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少；系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少．即ΔU＝U2－U1＝Q．
(2)传热改变物体内能的过程是不同物体之间(或同一物体不同部分之间)内能转移的过程．
3．改变内能两种方式的比较
比较项目 做功 热传递
内能变化 外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少 物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少
物理实质 其他形式的能与内能之间的转化 不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移
相互联系 做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的
【典例2】 如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞．用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲开．管塞被冲开前( )
A．外界对管内气体做功，气体内能增大
B．管内气体对外界做功，气体内能减小
C．管内气体内能不变，压强变大
D．管内气体内能增大，压强变大
[思路点拨] (1)绳子对紫铜管做功，使其温度升高．
(2)紫铜管向管内气体传递热量．
[听课记录]
做功改变物体内能的一种方法是改变物体内部的分子的平均动能，即改变温度；另一种方法是通过做功改变物体的体积从而改变内能的大小．不过要注意的是气体的体积减小时分子势能不一定增加．
[跟进训练]
2．下列几幅图中，有关功与内能的说法正确的是( )
A．图甲中迅速下压活塞，棉花会燃烧起来，说明热传递可以使物体的温度升高
B．图乙中重物下落带动叶片转动，由于叶片向水传递热量而使水的温度升高
C．图丙中降落的重物使发电机发电，电流对水做功使水的温度升高
D．做功和热传递都可以使物体的内能增加
热力学第一定律
1．对ΔU＝W＋Q的理解
热力学第一定律将单纯的绝热过程和单纯的热传递过程推广到一般情况，既有做功又有热传递的过程，其中ΔU表示内能改变的数量，W表示做功的数量，Q表示外界与物体间传递的热量．
2．对公式ΔU、Q、W符号的规定
物理量 W Q ΔU
正号 外界对物体做功 物体吸收热量 内能增加
负号 物体对外界做功 物体放出热量 内能减少
3．应用热力学第一定律解题的一般步骤
(1)首先选定研究对象是哪个物体或哪个热力学系统．
(2)根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的正、负．
(3)根据方程ΔU＝W＋Q求出未知量．
(4)再根据未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做功情况．
4．判断气体做功正、负的方法
(1)若气体体积增大，表明气体对外界做功，W<0．
(2)若气体体积变小，表明外界对气体做功，W>0．
5．几种常见的气体变化过程
(1)绝热过程：过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对气体做的功等于气体内能的增加量．
(2)等容过程：在该过程中气体不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，气体吸收的热量等于气体内能的增加量．
(3)等温过程：在过程的始末状态，气体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，表示气体吸收的热量全部用来对外界做功或外界对气体所做的功全部转换为热量放出．
【典例3】 (1)一定质量的气体从外界吸收了2.6×105 J 的热量，内能增加了4.2×105 J，是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做了多少功？
(2)一定质量的气体，从外界吸收3.5×105 J的热量，同时气体对外界做功2.3×105 J，则气体的内能怎样变化？
[思路点拨] (1)吸热、外界对气体做功、内能增加，均取正值．
(2)放热、气体对外界做功、内能减少，均取负值．
[听课记录]
气体状态变化与物理量对应方法
(1)绝热过程：气体与外界没有热交换．
(2)导热良好：气体与外界有热交换，且与外界温度保持相同．
(3)体积减小，外界对气体做功；体积增大(不是对真空膨胀)，气体对外界做功．
(4)温度升高，理想气体的内能增加；温度降低，理想气体的内能减少．
[跟进训练]
3．如图所示是封闭的气缸，内部封闭有一定质量的理想气体．外力推动活塞P压缩气体，对气缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，则气缸内气体的( )
A．温度升高，内能增加600 J
B．温度升高，内能减少200 J
C．温度降低，内能增加600 J
D．温度降低，内能减少200 J
能量的转化与守恒
1．对能量守恒定律的理解
(1)各种形式的能在转化和转移过程中总量守恒无需任何条件，而某种或几种形式的能的守恒是有条件的．例如：物体的机械能守恒，必须是只有重力或弹力做功．
(2)意义：能量守恒定律的发现，使人们进一步认识到，任何一部机器，只要对外做功，都要消耗能量，都只能使能量从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而不能无中生有地创造能量．不消耗能量，却可以源源不断地对外做功的机器(第一类永动机)是不可能制成的．
2．第一类永动机失败的原因分析
如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即U2【典例4】 水能不产生污染物，是一种清洁能源．某大型瀑布流量可达每秒6000 m3，而且一年四季流量稳定，瀑布落差50 m．若利用这一资源发电，设其效率为50%，估算发电机的输出功率．(g取10 m/s2，水的密度ρ＝1×103 kg/m3)
[思路点拨] (1)首先计算出质量．
(2)再算出重力势能．
(3)注意效率的应用．
[听课记录]
应用能量守恒定律的思路方法
(1)能量守恒的核心是总能量不变，因此在应用能量守恒定律时应首先分清系统中哪些能量在相互转化，是通过哪些力做功实现的，这些能量分别属于哪些物体，然后再寻找合适的守恒方程式．
(2)在应用能量守恒定律分析问题时，应明确两点：
①哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加．
②哪个物体的能量减少，哪个物体的能量增加．
[跟进训练]
4．风沿水平方向以速度v垂直吹向一直径为d的风车叶轮，设空气密度为ρ，风的动能有50%转化为风车的动能，风车带动水车将水提高h的高度，效率为80%，重力加速度为g．则单位时间内最多可提升的水的质量为________．
1．如图所示，太阳能热水器是一种能够将太阳的光能转化为内能的装置．这种装置可以使装置内的水温度升高，这种改变水的内能的方式是( )
A．做功
B．热传递
C．既有做功也有热传递
D．利用电流的热效应
2．分子势能随距离变化的图像如图所示，从图像中分析可得到( )
A．r1处为分子的平衡位置
B．r2处为分子的平衡位置
C．r→∞处，分子间的势能最小值，分子间无相互作用力
D．若r＜r1，r越小，分子间势能越大，分子间仅有斥力存在
3．如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中．设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小( )
A．从外界吸热 B．内能增大
C．向外界放热 D．内能减小
4．(多选)如图所示，一定质量的理想气体由a状态变化到b状态，下列说法正确的有( )
A．外界对气体做功
B．气体对外界做功
C．气体向外界放热
D．气体从外界吸热
5．如图所示为一定质量理想气体的p -V图像，气体状态由A经B到C的变化过程中，气体吸收了420 J热量，对外做功400 J．已知状态A的温度为300 K．求气体：
(1)内能改变的数值；
(2)状态C的温度TC．
回归本节知识，自我完成以下问题：
1．物体的内能包括哪些？物体内能的决定因素有哪些？
2．改变物体的内能有哪两种方式？它们之间有怎样的联系？
3．试写出热力学第一定律的内容及公式？
探索热的本质
热质说和热动说 对于“热是什么”，历史上有两种不同的观点．一种是热的物质说(热质说)，另一种是热的运动说(热动说)．
培根、玻意耳、笛卡儿、胡克、牛顿、伯努利、罗蒙诺索夫等人根据摩擦生热等现象，认为热是粒子运动的表现，物体由于粒子的剧烈运动而发热．但在他们的时代，这种观点缺乏足够的实验证据．
与此对立的另一种看法是热质说．热质说认为，热是一种流质，名为热质，可以渗入一切物体，不生不灭，没有质量．一个物体是冷还是热，取决于其中所含热质的多少．热质说可以解释当时观察到的大部分热学现象：物体温度的变化是因为吸收、放出了热质，传热是热质的流动与传播，热膨胀是由于热质粒子之间的排斥，等等．
但是，热质说无法解释伦福德的炮筒镗孔实验．
伦福德的实验 英国科学家本杰明汤普森(又名伦福德)在德国慕尼黑的兵工厂为炮筒镗孔(如图所示)时，发现钻头与钢铁的摩擦能产生大量的热．按照热质说，钻头越锋利，铁屑切得越小，它们能保存住的热质就越少，释放的热质就越多，用来冷却的水沸腾得也就越快．然而，伦福德注意到，在钻头已经变钝时照旧要产生大量的热．不但如此，他发现在钻孔加工中热量似乎是取之不尽的．
伦福德进行了反复的观察和实验，终于在1798年公布了他的研究成果．他明确指出：在这些实验中被激发出来的热，除了把它看作“运动”之外，似乎很难看作其他任何东西．
然而，事情并不简单．伦福德的实验无法进行定量测量，因此他的实验的说服力大打折扣．到了19世纪40年代，英国物理学家焦耳以定量的实验为热动说的胜利画上了句号．
与伦福德同时代的英国化学家戴维，也通过实验否定了热质说．第三节 热力学第二定律
1．知道热传导、机械能和内能转化、扩散的方向性，理解热力学第二定律的两种表述．
2．掌握宏观过程的方向性，能用热力学第二定律解释有关热现象的方向性问题．
3．体验第二类永动机不可能制成的原因，体会科学对生活的指导作用，培养探索科学的能力．
知识点一 热传导的方向性
1．热传导过程是有__________的．
2．热量从高温物体向低温物体的热传导过程是__________进行的．
3．要使热量从低温物体传递给高温物体，则必须__________．
“自发”就是没有任何外界影响就能够发生的过程．
知识点二 机械能和内能转化的方向性
1．机械能和内能的转化过程也是__________．
2．机械能可以__________转化为内能．
3．内能却无法全部用来__________以转化为机械能，而不产生__________．
4．热机的效率不可能达到__________．
5．第二类永动机并不违反__________，但是，由于内能全部转化为机械能而不产生其他影响是不可能的，因此第二类永动机是__________制造出来的．
第二类永动机不可能制成的原因是违背机械能和内能转化的方向性．
知识点三 扩散的方向性
1．两种不同的气体可以__________混合，最后成为一种均匀的混合气体．
2．一种均匀的混合气体却不会__________分开成为两种气体．
3．使用物理或化学方法可以把混合气体分开，但这必然会__________．
一种均匀混合气体可以在产生其他影响的情况下分开，但不能自发地分开．
知识点四 热力学第二定律
1．自然界中一切与__________有关的宏观过程都具有__________．
2．克劳修斯表述：热量不能自发地从__________物体传递到__________物体，或者说，不可能使热量由__________物体传递到__________物体，而不引起其他变化．
3．开尔文表述：不可能从__________吸收热量并把它__________用来做功，而不产生其他影响．
这两种表述是等价的，可以从一种表述导出另一种表述．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)第一类永动机违背能量守恒定律． ( )
(2)机械能可以转化为内能，内能不可以转变为功． ( )
(3)第二类永动机违背热力学第二定律． ( )
(4)在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体． ( )
2．下列哪个过程具有方向性( )
①热传导过程 ②机械能向内能的转化过程 ③气体的扩散过程 ④气体向真空中的膨胀
A．①② B．②③
C．①②③ D．①②③④
3．(多选)电冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明了( )
A．热量能自发地从低温物体传给高温物体
B．在一定条件下，热量可以从低温物体传给高温物体
C．热量的传递过程不具有方向性
D．在自发的条件下热量的传递过程具有方向性
1．一杯热水放在教室里，热水中的热量会自发地传递给空气．其中“自发地”的含义是什么？
2．空调和电冰箱工作时，热量从低温物体传递给高温物体．电冰箱和空调违反热力学第二定律吗？为什么？
热力学第二定律的理解
1．对两种表述的理解
(1)热力学第二定律的两种表述看上去似乎没有什么联系，然而实际上它们是等价的，即由其中一个，可以推导出另一个．
(2)“不引起其他变化”是指使热量从低温物体传递到高温物体时外界不消耗任何功，或从单一热源吸收热量全部用来做功而外界及系统都不发生任何变化．
(3)克劳修斯表述是说热量不能自动地从低温物体传递到高温物体．如果外界消耗一定量的功，把热量从低温物体传递到高温物体是完全可能的，如电冰箱和空调机的制冷过程．
(4)开尔文表述表明了在引起其他变化或产生其他影响的条件下，热量能够完全转化为功，如理想气体的等温自由膨胀，内能不变，吸收的热量全部转化为功，但却引起了体积的膨胀．
2．热力学第二定律的普遍性
热力学第二定律的每一种表述都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，都是不可逆的．
3．热力学第二定律的推广
对任何一类宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述．例如，如图所示，盒子中间有一个挡板，左室为真空，右室有气体．撤去挡板后，右室的气体自发向左室扩散，而相反的过程不可能自发地进行．因此，热力学第二定律也可以表述为气体向真空的自由膨胀是不可逆的．
【典例1】 (多选)下列关于热力学第二定律的说法正确的是( )
A．所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生
B．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
C．机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能而不产生其他影响
D．气体向真空的自由膨胀是可逆的
[思路点拨] (1)热运动的宏观过程都有方向性．
(2)违背热现象方向性的过程不能自发实现．
[听课记录]
理解热力学第二定律的方法
(1)理解热力学第二定律的实质，即自然界中进行的所有涉及热现象的宏观过程都具有方向性．理解的关键在于“自发”和“不引起其他变化”．
(2)正确理解哪些过程不会达到100%的转化而不产生其他影响．
[跟进训练]
1．(多选)我国航天员漫步太空已成为现实．飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”，因此将实现此功能的设施专门做成了飞船的一个舱，叫“气闸舱”，其原理如图所示．两个相通的舱A、B间装有阀门K，指令舱A中充满气体，气闸舱B内为真空，整个系统与外界没有热交换．打开阀门K后，A中的气体进入B中，最终达到平衡．若将此气体近似看成理想气体，则( )
A．气体体积膨胀，对外做功
B．气体分子势能减小，内能增加
C．气体体积变大，温度不变
D．B中气体不可能自发地全部退回到A中
第二类永动机不可能制成
1．第二类永动机
(1)第二类永动机：只从单一热库吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机．
(2)第二类永动机不可能制成．虽然第二类永动机不违反能量守恒定律，但大量的事实证明，在任何情况下，热机都不可能只有一个热库，热机要不断地把吸收的热量变为有用的功，就不可避免地将一部分热量传给低温热库．
热力学第二定律还可表述为：第二类永动机不可能制成．
2．两类永动机的比较
永动机 第一类永动机 第二类永动机
设计要求 不消耗任何能量，可以不断地对外做功(或只给予很小的能量启动后，可以永远运动下去) 将内能全部转化为机械能，而不引起其他变化(或只有一个热库，实现内能与机械能的转化)
不可能制成的原因 违背了能量守恒定律 违背了热力学第二定律
【典例2】 (多选)下列说法正确的是( )
A．第一类永动机不可能制成，因为它违反了能量守恒定律
B．第二类永动机不可能制成，因为它违反了能量守恒定律
C．热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的
D．热力学第二定律的两种表述是等效的
[思路点拨] (1)第一类永动机违背能量守恒定律．
(2)第二类永动机违背热力学第二定律．
[听课记录]
[跟进训练]
2．第二类永动机不可能制成，是因为( )
A．违背了能量守恒定律
B．热量总是从高温物体传递到低温物体
C．机械能不能全部转化为内能
D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化
1．下列说法正确的是( )
A．物体放出热量，温度一定降低
B．物体内能增加，温度一定升高
C．热量能自发地从低温物体传到高温物体
D．热量能自发地从高温物体传到低温物体
2．(多选)关于热力学第二定律，下列说法正确的是( )
A．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
B．“第二类永动机”不可能制成因为它违反了能量守恒定律
C．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
D．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的
3．关于热现象和热学规律，下列说法正确的是( )
A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并达到绝对零度，最终实现热机效率100%
B．热量是不可能从低温物体传递给高温物体的
C．第二类永动机遵从能量守恒定律，故能做成
D．用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功2.0×105 J，同时空气向外界放出热量1.5×105 J，则空气的内能增加了5×104 J
4．(多选)如图所示为电冰箱的工作原理示意图，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外，下列说法正确的是( )
A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能
C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律
D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律
5．热力学第二定律常见的表述有两种．
第一种表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体；
第二种表述：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．
图甲是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图，外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体．请你根据第二种表述在图乙中完成示意图．根据你的理解，热力学第二定律的实质是___________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________．
回归本节知识，自我完成以下问题：
1．请指出热传导、机械能和内能的转化、扩散都有什么特点？
2．试写出热力学第二定律的两种表述？
3．第一类永动机不可能制成的原因是什么？第二类永动机不可能制成的原因又是什么？第三章 热力学定律
第一节 热力学第一定律
第二节 能量守恒定律及其应用
[必备知识·自主预习储备]
知识梳理
知识点一 1．(1)相互作用力 相对位置 (2)体积 距离 ①增加 ②增加 ③最小
2．(1)热运动 (2)温度
3．分子的动能 分子势能
知识点二 1．做功 热传递
2．(1)增加 减少 (2)增加 减少
知识点三 1．(1)等于 吸收的热量Q 做的功W
2．(1)做功 热传递 (2)转移 转化
知识点四 1．(1)产生 消失 转化 转移 不变 (2)普遍规律 能量守恒定律
2．(1)不断对外做功
基础自测
1．(1)× (2)√ (3)√ (4)×
2．D [当用打气筒向瓶内打气时，外界对系统做功，使系统的内能增加，温度升高，压强增大，使瓶塞从瓶口中喷出．形成“白雾”的原因是，在瓶塞突然跳起时，瓶内气体对外做功，内能减少，温度下降，水蒸气有一部分液化成小水滴，故选项D正确．]
3．A [筒内气体不与外界发生热交换，当气体体积变小时，则外界对气体做功，外界对气体做功使气体的内能增大．A正确．]
[关键能力·情境探究达成]
情境探究
提示：(1)气体对外做功．(2)吸热；内能增加．
典例1 BD [当r＝r2时，分子力为零，分子势能最小，则当r大于r2时，分子间的作用力表现为引力，故A错误；当r跟进训练
1．CD [由题图可以知道，当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小，但分子势能不一定为零，要看零势能面的选取，故A错误；由题图可以知道，当分子间距离r>r0时，分子力表现为引力，随分子间距离的增大先增大后减小，分子力做负功，分子势能增大，故B错误，C正确；由题图可以知道，当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小，r典例2 D [克服绳与紫铜管间的摩擦做功，使管壁内能增大，温度升高．通过热传递，使乙醚的内能增大，温度升高，直至沸腾，管塞会被冲开．管塞被冲开前管内气体内能增大，压强变大．选项D正确．]
跟进训练
2．D [题图甲中通过压缩活塞对空气做功，气体内能增加，温度升高，达到棉花着火点，使棉花燃烧，并非是热传递使温度升高，故A错误；题图乙中重物下落带动叶片转动，由叶片对水做功而使水的温度升高，故B错误；题图丙中降落的重物使发电机发电，电流对电阻做功使电阻发热，然后电阻把热量传递给水，使水的温度升高，故C错误；做功和热传递都可以使物体的内能增加，故D正确．]
典例3 解析：(1)根据热力学第一定律表达式中的符号法则知，Q＝2.6×105 J，ΔU＝4.2×105 J．
由ΔU＝W+Q，
则W＝ΔU－Q＝4.2×105 J－2.6×105 J＝1.6×105 J．
W>0，说明是外界对气体做了功．
(2)Q＝3.5×105 J，W＝－2.3×105 J，
则ΔU＝Q+W＝1.2×105 J，
ΔU为正值，说明气体的内能增加1.2×105 J．
答案：(1)外界对气体做功 1.6×105 J (2)增加1.2×105 J
跟进训练
3．A [由热力学第一定律ΔU＝W+Q，得ΔU＝800 J+(－200 J)＝600 J，一定质量的理想气体的内能大小只与温度有关，ΔU＝600 J>0，故温度一定升高，选项A正确．]
典例4 解析：水力发电的基本原理是水的机械能转化为电能．
每秒钟流下的水的质量为
m＝ρV＝1×103×6 000 kg＝6×106 kg
每秒钟水减少的机械能为
E＝mgh＝6×106×10×50 J＝3×109 J
设发电机的输出功率为P，则由能量守恒定律可得
Eη＝Pt
解得P＝3×109×50% W＝1.5×109 W．
答案：1.5×109 W
跟进训练
4．解析：在时间t内吹在风车上的空气的质量为
m1＝πd2·vt·ρ，
风的动能Ek＝m1v2＝πd2v3tρ，
根据题意πd2v3tρ×50%×80%＝mgh，
则．
答案：
[学习效果·随堂评估自测]
1．B [太阳能热水器是通过热传递的方式将水加热，故选项B正确．]
2．B [当分子处于平衡位置时，分子力为零，分子势能最小，故A、C错误，B正确；若r3．C [金属筒在缓慢下降过程中，外界对筒内气体做功，而筒与水有热交换、水温恒定，所以筒内空气要向外界放热，温度保持不变，从而内能不变．故C正确．]
4．BD [由图可看出从a到b气体体积增大温度升高，内能增大，气体对外界做功，气体从外界吸收热量，故B、D正确．]
5．解析：(1)由热力学第一定律
ΔU＝Q+W＝420 J－400 J，
解得ΔU＝20 J，
ΔU为正值，则气体内能增加．
(2)由理想气体状态方程，
解得状态C的温度TC＝240 K．
答案：(1)增加20 J (2)240 K
课堂小结
1．提示：分子动能和分子势能．宏观因素：质量、温度、体积；微观因素：分子总数、分子热运动的平均动能、分子间的距离．
2．提示：做功和热传递．在改变内能的效果上是相同的．
3．提示：物体内能的增加量ΔU等于物体吸收的热量Q和外界对物体做的功W之和．ΔU＝Q+W．
第三节 热力学第二定律
[必备知识·自主预习储备]
知识梳理
知识点一 1．方向性
2．自发
3．借助外界的作用
知识点二 1．有方向性的
2．全部
3．做功 其他影响
4．100%
5．能量守恒定律 不可能
知识点三 1．自发地
2．自发地
3．产生其他影响
知识点四 1．热现象 方向性
2．低温 高温 低温 高温
3．单一热源 全部
基础自测
1．(1)√ (2)× (3)√ (4)√
2．D [这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，根据热力学第二定律可知，它们都是不可逆的，具有方向性，故D正确，A、B、C错误．]
3．BD [一切自发过程都有方向性，如热传导，热量总是由高温物体自发地传向低温物体；又如扩散，气体总是自发地由密度大的地方向密度小的地方扩散．如果在外界帮助下气体可以由密度小的地方向密度大的地方扩散，热量可以从低温物体传向高温物体，电冰箱就是借助外界做功把热量从低温物体——冷冻食品传向高温物体——周围的大气．对于热力学过程的方向性问题，要区分是自发过程还是非自发过程，电冰箱内热量传递的过程有外界参与．故B、D正确．]
[关键能力·情境探究达成]
情境探究
提示：1．“自发地”是指没有受到任何外界影响或者干扰．
2．不违反；因为这不是自发的过程，这个过程必须有第三者的介入，即必须开动空调、电冰箱的压缩机消耗电能．
典例1 BC [热运动的宏观过程都有一定的方向性，符合能量守恒定律的宏观过程并不都能真的发生，故A错误；根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，所以气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故B正确，D错误；根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，所以机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能而不产生其他影响，故C正确．]
跟进训练
1．CD [当阀门K被打开时，A中的气体进入B中，由于B中为真空，所以气体体积膨胀，对外不做功，故选项A错误；系统对外不做功，同时与外界无热交换，根据热力学第一定律可知，ΔU＝Q+W，所以气体内能不变，气体的温度也不变，气体膨胀，体积变大，故选项B错误，C正确；由热力学第二定律知，真空中气体膨胀具有方向性，在无外界作用时，B中气体不能自发地全部退回到A中，故选项D正确．]
典例2 ACD [第一类永动机工作时，不消耗任何能量却能够源源不断地对外输出能量，这显然违背了能量守恒定律，故A正确；第二类永动机不可能制成是因为自然界的一切宏观自发过程都具有方向性，它不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，故B错误；热力学第二定律有几种不同的表述形式，但它们是等效的，它与热力学第一定律是相互独立的，故C、D正确．]
跟进训练
2．D [第二类永动机的设想并不违背能量守恒定律，但却违背了涉及热现象的能量转化过程是有方向性的规律，A错误；在引起其他变化情况下，热量也可由低温物体非自发地传递到高温物体，B错误；机械能可以全部转化为内能，如物体克服摩擦力做功的过程，C错误；但在不引起其他变化的情况下，内能却不能全部转化成机械能，D正确．]
[学习效果·随堂评估自测]
1．D [A、B是关于热力学第一定律的，改变内能的两个途径是做功和热传递，只有做功或只有热传递不能判断物体内能的变化，故A错误；物体内能是由分子动能和分子势能两部分组成的，内能变化不能断定其中一个怎样变化，温度只是分子平均动能的宏观标志，由于分子势能的存在，不能通过内能的变化判断温度的变化，故B错误；C、D是关于热力学第二定律的，热量只能自发地从高温物体传到低温物体，反之，不成立，故C错误，D正确．]
2．CD [空调制热和制冷都会消耗电能，不是自发进行的，选项A错误；“第二类永动机”不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，不违反能量守恒定律，选项B错误；根据熵增加原理，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，选项C正确；根据热力学第二定律，自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，选项D正确．]
3．D [由热力学第二定律知，B、C错误；绝对零度不可能达到，A错误；由热力学第一定律知，D正确．]
4．BC [热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能的转化和守恒的具体表现，适用于所有的热学过程，故C正确，D错误；再根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于其他系统做功，故A错误，B正确．]
5．解析：第二种表述如图所示．热力学第二定律的实质是一切与热现象有关的宏观过程均具有方向性．
答案：见解析
课堂小结
1．提示：都具有方向性．
2．提示：克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，或者说，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．
开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不产生其他影响．
3．提示：违背能量守恒定律．违背热力学第二定律．
素养提升课(二) 热力学定律的综合应用
[关键能力·情境探究达成]
典例1 解析：(1)密封气体的压强p＝p0－
外界对密封气体做功W＝－pS×0.1 L
由热力学第一定律ΔU＝Q+W可知
ΔU＝Q－0.1p0SL+0.1LG．
(2)该过程是等压变化，由盖-吕萨克定律有
解得T＝1.1T0．
答案：(1)Q－0.1p0SL+0.1LG (2)1.1T0
跟进训练
1．B [在水不断向外喷出的过程中，罐内气体体积增大，则气体对外做功，根据玻意耳定律＝c可知，罐内气体的温度不变，体积增大，则压强减小，选项A错误，选项B正确；由于罐内气体对外做功，但温度不变，由热力学第一定律ΔU＝W+Q可知，气体要从外界吸热，选项C错误；根据温度是分子平均动能的标志可知，温度不变，分子平均动能不变，选项D错误．]
典例2 C [气体在a→b过程中体积增大，气体对外做功，在b→c过程中体积增大，气体对外做功，根据p-V图像与横轴所围的面积表示做的功可知，在这两个过程中气体对外做的功相等，选项A错误．气体在a→b过程中体积增大，气体对外做功，由理想气体状态方程可知，气体在a、b两个状态温度相等，内能不变，由热力学第一定律可知，吸收的热量等于气体对外做的功；气体在b→c过程中体积增大，气体对外做功，由理想气体状态方程可知，气体在c状态的温度高于在b状态的温度，内能增加，由热力学第一定律可知，吸收的热量等于气体对外做的功与内能增加量之和，即气体在a→b过程中吸收的热量小于气体在b→c过程中吸收的热量，选项B错误．气体在c→a的过程中，体积减小，温度降低，外界对气体做功，内能减小，根据热力学第一定律可知，外界对气体做的功小于气体放出的热量，选项C正确．由理想气体状态方程可知，气体在a、b两个状态温度相等，内能相等，所以气体在c→a的过程中内能的减少量等于气体在b→c过程中内能的增加量，选项D错误．]
跟进训练
2．解析：A→B过程
W1＝－p(VB－VA)＝－6×105×1×10-3＝－600 J
B→C为绝热过程，即Q＝0，根据热力学第一定律
W2＝ΔU＝－900 J
则W＝W1+W2＝－600－900 J＝－1 500 J．
所以气体对外界做的总功为1 500 J．
答案：1 500 J
章末综合提升
典例1 解析：设密闭气体温度升高1 ℃，内能的增量为ΔU，则有
ΔU＝Q1
ΔU＝Q2+W，
因气体体积膨胀，W<0，故Q1由此可见，质量相等的同种气体，在定容和定压两种不同情况下，尽管温度变化相同，但吸收的热量不同，所以同种气体在定容下的比热容与在定压下的比热容是不同的．
答案：Q1典例2 AB [热量可以从低温物体向高温物体传递，但要引起其他变化，如电冰箱要消耗电能，A正确；空调机工作过程中，电流做功产生热，所以向室外放热多，从室内吸热少，B正确，D错误；单一热源的热机违反了热力学第二定律，C错误．]素养提升课(二) 热力学定律的综合应用
1．能加深理解热力学第一定律和气体实验定律．
2．会熟练分析热力学第一定律与气体实验定律的综合问题．
3．掌握气体状态变化图像与热力学定律的综合应用．
热力学定律和气体实验定律的综合应用
对于理想气体，常把热力学第一定律与气体实验定律结合起来分析其状态变化规律，常见的分析思路如下：
(1)根据题意确定气体体积和温度变化的情况，并利用气体实验定律和状态方程求解气体的体积和温度．
(2)利用体积的变化分析做功问题．气体体积增大，气体对外做功；气体体积减小，外界对气体做功．
(3)利用温度的变化分析理想气体内能的变化．一定质量的理想气体的内能仅与温度有关，温度升高，内能增加；温度降低，内能减小．
(4)利用热力学第一定律判断是吸热还是放热．
由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，Q＝ΔU－W，若已知气体的做功情况和内能的变化情况，即可判断气体状态变化是吸热过程还是放热过程．
【典例1】 如图所示，倒悬的导热气缸中封闭着一定质量的理想气体，轻质活塞可无摩擦地上下移动，活塞的横截面积为S，活塞的下面吊着一个重为G的物体，大气压强恒为p0，起初环境的热力学温度为T0时，活塞到气缸底面的距离为L．当环境温度逐渐升高，导致活塞缓慢下降，该过程中活塞下降了0.1 L，气缸中的气体吸收的热量为Q．求：
(1)气缸内部气体内能的增加量ΔU；
(2)最终的环境温度T．
[思路点拨] 本题的关键是明确气体是等压变化，则W＝pΔV，再结合热力学第一定律ΔU＝W＋Q，求解即可．
[听课记录]
热力学定律和气体实验定律综合应用的解题关键
(1)一定质量的理想气体的内能只由温度决定．
(2)根据气体状态变化准确判断出气体在各个状态的温度高低．
[跟进训练]
1．水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意图如图所示．从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口．扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出．若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体( )
A．压强变大 B．对外界做功
C．对外界放热 D．分子平均动能变大
气体状态变化图像与热力学定律的综合应用
1．首先明确气体状态图像的物理意义
(1)等温线(如图甲所示)：一定质量的理想气体，T1>T2．
a→b，等温降压膨胀，内能不变，吸收的热量等于对外做的功；b→c，等容升温升压，对外不做功，吸收的热量等于内能增加量；c→a，等压降温压缩，放出的热量等于外界做的功与内能减少量之和．
(2)等容线(如图乙所示)：一定质量的理想气体，V1>V2．
a→b、b→c、c→a，状态及能量变化同等温线分析．
(3)等压线(如图丙所示)：一定质量的理想气体，p1>p2．
a→b，等温升压压缩，内能不变，外界做的功等于放出的热量；b→c，等压升温膨胀，吸收的热量等于内能增加量与对外做的功之和；c→a，等容降温降压，内能减小量等于放出的热量．
2．能结合气体实验定律的方程列式，列式时要找出气体初态和末态的状态参量．
3．挖掘气体状态参量的变化因素与热力学第一定律ΔU＝W＋Q中各物理量的对应关系．
【典例2】 一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p -V图像如图所示．已知三个状态的坐标分别为a(V0，2p0)、b(2V0，p0)、c(3V0，2p0)．以下判断正确的是( )
A．气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功
B．气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c 过程中从外界吸收的热量
C．在c→a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量
D．气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量
[思路点拨] 一定质量的理想气体的p -V图像与横轴所围的面积表示做的功，体积增大过程，气体对外做功；体积减小过程，外界对气体做功．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，气体在两个状态温度相等，则内能相等．
[听课记录]
气体三种变化与内能
这类问题的关键是注意坐标轴表示的物理量，理解图像的物理意义，注意绝热过程Q＝0．
(1)等温变化：内能不变，即ΔU＝0．
(2)等容变化：体积不变，即W＝0．
(3)等压变化：在p -V图像中，曲线与V轴所围成的面积表示气体所做的功．
[跟进训练]
2．如图所示，一定质量的理想气体经历了A→B的等压过程，B→C的绝热过程(气体与外界无热量交换)，其中B→C过程中内能减少900 J．求A→B→C过程中气体对外界做的总功．
主题1 热力学第一定律与能量守恒
热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的具体表现形式．它表明了做功和热传递在改变物体内能上是等价的．
热力学第一定律揭示了内能的增量(ΔU)与外界对物体做的功(W)和物体从外界吸收的热量(Q)之间的关系，即ΔU＝W＋Q，正确理解公式的意义及符号的含义是解决本类问题的关键．
(1)外界对物体做功，W＞0；物体对外界做功，W＜0．
(2)物体从外界吸热，Q＞0；物体向外界放热，Q＜0．
(3)ΔU＞0，物体的内能增加；ΔU＜0，物体的内能减少．
解题思路：分析题干，确定改变内能的方式(W、Q)→判断W、Q的符号→代入公式ΔU＝W＋Q→得出结论
注意的问题：
(1)只有绝热过程时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的正负一般要看体积变化，气体体积缩小，W＞0；气体体积增加，W＜0．
【典例1】 如图所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体，已知容器横截面积为S．活塞重力为G，大气压强为p0．若活塞固定，密封气体温度升高1 ℃，需吸收的热量为Q1；若活塞不固定，且可无摩擦滑动，仍使密封气体温度升高1 ℃，需吸收的热量为Q2．
问：Q1和Q2哪个大些？气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会不同？
[听课记录]
应用热力学定律和能量守恒解题时的步骤：
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．列出能量守恒方程：ΔE减＝ΔE增．
主题2 热力学第二定律及其应用
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．
3．分析问题的方法
(1)热力学第二定律的本质是对宏观自然过程进行方向的说明．
(2)凡是对这种宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述．
(3)对热力学第二定律的各种表述都是等效的．
【典例2】 (多选)根据热力学定律，下列说法正确的是( )
A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递
B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量
C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机
D．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量等于向室外放出的热量
[听课记录]
在应用热力学第二定律解决问题时，关键要注意以下两点：
1．在热力学第二定律的表述中，对“自发地”“不引起其他变化”的含义的理解是解题的关键之一．
“自发地”是指热量从高温物体“自发地”传给低温物体的方向性．在传递过程中不会对其他物体产生影响或不需要借助其他物体提供能量等．
“不引起其他变化”的含义是使热量从低温物体传递到高温物体或从单一热源吸收热量全部用来做功，必须通过第三者的帮助，这里的帮助是指提供能量等方式，否则是不可能实现的．
2．对热力学第二定律实质的理解是解题的关键之二．
热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，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．
