《学霸笔记 同步精讲》第3章 热力学定律 本章整合（课件）高中物理人教版选择性必修3

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本章整合
第三章
2026
内容索引
01
02
知识网络 系统构建
核心观点 专题归纳
知识网络 系统构建
核心观点 专题归纳
一
热力学第一定律及其应用
1.公式:ΔU=Q+W。
2.各物理量符号的意义。
3.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的变化,气体体积缩小,W>0;气体体积增大,W<0。
【例题1】 (多选)一定质量的理想气体从状态a开始,依次经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态,其p-T图像如图所示,其中对角线ac的延长线过原点O。下列说法正确的是(　　)
A.气体在a、c两状态的体积相等
B.气体在状态a时的内能大于它
在状态c时的内能
C.在过程cd中气体向外界放出的
热量大于外界对气体做的功
D.在过程da中气体从外界吸收的
热量小于气体对外界做的功
AB
解析：由理想气体状态方程知ca为等容线,则气体在a、c两状态的体积相等,故A正确。气体在状态a时的温度大于在状态c时的温度,则在状态a时的内能大于在状态c时的内能,故B正确。由热力学第一定律ΔU=W+Q知,cd过程温度不变(内能不变),则Q=-W,故C错误。da过程温度升高,内能增大,则吸收的热量大于对外做的功,故D错误。
方法归纳 应用热力学第一定律需注意的问题
(1)对于气体,要抓住体积V变化是做功的标志(气体自由膨胀除外)。一般情况下,V变大,气体对外做功,W<0;反之,外界对气体做功,W>0。
(2)对于理想气体,要抓住温度T变化是内能变化的标志。T升高,内能增加,ΔU>0;反之,内能减少,ΔU<0。
二
热力学第二定律
1.热力学第二定律的两种表述。
(1)按照热传递的方向性,可表述为: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,可表述为: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.在整个自然界中,无论有无生命,所有宏观的自发过程都具有单向性,都是不可逆过程。
【例题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的热源热机
D.对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少,形成“能源危机”
解析：在外界帮助的情况下,热量可以从低温物体向高温物体传递,A对。空调在制冷时,把室内的热量向室外释放,需要消耗电能,同时产生内能,所以向室外放出的热量大于从室内吸收的热量,B对。由热力学第二定律,可知内燃机不可能成为单一热源的热机,C错。因为自然界的能量是守恒的,能源的消耗并不会使自然界的总能量减少,D错。
AB
方法归纳 深刻理解热力学第二定律的内涵
掌握热力学第二定律时,要注意理解其本质,即热力学第二定律是对宏观自然过程进行方向的说明。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。本章对热力学第二定律的表述很多,这些不同形式的表述都是等价的。