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热力学第一定律的理解与应用
1.表达式:ΔU=Q+W
2.ΔU、Q、W的正负问题
凡有利于物体内能增大的,取正号,如内能增加ΔU为正,外界对物体做功W取正号,外界给物体传递热量Q取正号,反之取负号.
3.综合问题:在解决气体问题时,要抓住体积变化与做功的关系(V变大,对外做功,反之对内做功),对于理想气体要抓住温度变化与内能变化的关系(T升高,内能变大,反之,内能减小),然后由热力学第一定律确定吸放热,或根据气态方程确定压强变化.
如图10-1所示,一定质量的理想气体,从状态A经绝热过程A→B、等容过程B→C、等温过程C→A又回到了状态A,则( )
A.A→B过程气体降温
B.B→C过程气体吸热
C.C→A过程气体放热
D.全部过程气体做功为零
例1
图10-1
【精讲精析】 A→B过程气体绝热膨胀,气体对外界做功,其对应的内能必定减小,即气体温度降低,选项A正确.B→C过程气体等容升压,由p/T=恒量可知,气体温度升高,其对应内能增加,因做功W=0,故该过程必定从外界吸热,即选项B正确.C→A过程气体等温压缩,故内能变化为零,但外界对气体做功,因此该过程中气体放热,选项C正确.A→B
过程气体对外做功,其数值等于AB线与横轴包围的面积.B→C过程气体不做功.C→A过程外界对气体做功,其数值等于CA线与横轴包围的面积,显然全过程对气体做的净功为ABC封闭曲线包围的面积,选项D不正确.由以上分析易知A、B、C选项正确.
【答案】 ABC
1.热力学第二定律的两种表述
(1)按照传热的方向性表述为: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.
热力学第二定律
(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.
关于热力学第二定律,下列表述正确的是( )
A.不可能使热量从低温物体传递到高温物体
B.不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功
C.一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行
D.在任何的自然过程中,一个孤立系统的总熵一定增加
例2
【精讲精析】 如果有外界的帮助,可以使热量从低温物体传递到高温物体,也可以把热量全部用来做功,A、B错;任何自然的过程都沿无序性增大的方向进行,C对,总熵不会减小即总熵不变或增加,D错.
【答案】 C
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