选修3-3 第十章 热力学定律-高考物理大二轮总复习【知识清单-涂考点】（高中全阶段通用）

第十章 热力学定律 第1节 功和内能 一、焦耳的实验 1.绝热过程：系统只由于外界对它做功而与外界交换能量它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫做绝热过程. 2.焦耳实验是一个需要在绝热过程中完成的实验. 3.焦耳的两个代表性实验： （1）焦耳热功当量实验装置——机械功 实验结论：只要重力所做的功相同，容器内水温上升的数值都是相同的，即系统状态的变化是相同的. （2）焦耳热功当量实验装置——电功 实验结论：只要所做的电功相等，则系统温度上升的数值是相同的，即系统的状态变化是相同的. 4.焦耳实验的启示： （1）在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关； （2）测出了热功当量（热与机械功之间的当量关系），为热力学第一定律和能量守恒定律的建立奠定了实验基础. 二、内能 1.内能：一种与热运动有关的能量.在物理学中，我们把物体内所有分子作无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能.内能用字母U表示.在宏观上，热力学系统的内能U是状态量的函数，由系统的分子数、温度、体积决定. 2.绝热过程功和能的关系：功是过程量，能量是状态量，功是能量变化的量度.某热力学系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量就等于外界对系统所做的功W，即可见，这一过程实现了其它形式的能与内能之间的转化. 3.影响内能的因素：内能与状态参量温度、体积有关，即由它的状态决定. 4.改变物体内能的两种方式 （1）做功：是其他形式的能与内能相互转化的过程，内能改变可以用做功的多少来量度. （2）热传递：是物体间内能转移的过程，内能改变可以用传递的热量的多少来量度. （3）做功和热传递对改变物体的内能是等效的. 例：在以下事例中，只是通过热传递的方式来改变物体内能的是（　　） A．点燃的爆竹在空中爆炸 B．冬天暖气片为房间供暖 C．汽车的车轮与地面相互摩擦发热 D．两小球碰撞后粘合起来，同时温度升高 解析：A.点燃的爆竹在空中爆炸有通过外界做功获得的能量，故A错误；B.冬天暖气片为房间供暖是通过高温物体向低温物体传递能量来进行的，故B正确；C.汽车的车轮与地面相互摩擦发热是通过做功实现的，故C错误；D.两小球碰撞时相互做功而使温度升高，故S错误； 答案：B 第2节 热和内能 一、热传递 1.定义：两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，我们说热量从高温物体传到了低温物体.这样的过程叫做热传递. 2.发生条件：物体之间或物体的不同部分之间存在温度差. 3.热传递有三种方式：热传导、热对流、热辐射. 二、热和内能 1.内能和热量的关系：在外界对系统不做功的情况下，外界传递给系统的热量等于系统内能的改变量，即. 2.做功和热传递改变内能本质上的不同： （1）从运动形式看，做功是其他形式的能和物体微观分子热运动的转化；热传递则是通过分子之间的相互作用，发生了分子热运动的转移. （2）从能量角度看，做功是其他形式的能和物体内能的转化；热传递则是内能在物体之间或物体的不同部分之间的转移. 例：下列说法中正确的是（　　） A．高温的物体具有热量多，低温的物体具有热量少 B．将物体举高或者使其加速，都会使物体内能增大 C．冬天手感到冷时，搓手就会感到暖和些.这是利用做功来改变物体内能 D．做功和热传递是两种不同的物理过程，但在改变物体内能上是等效的 解析：A.热量是热传递过程中，是温度高的物体向温度低的物体或物体温度高的部分向温度低的部分转移的内能的过程的量度，与物体的温度的高低无关，故A错误；B.内能和机械能无关，所以将物体举高或加速时，能会使内能增大，故B错误；C.双手搓擦克服摩擦做功，机械能会转化为手的内能，此过程是靠做功改变手的内能，故C正确；D.做功和热传递是两种不同的物理过程，但在改变物体内能上是等效的，故D正确. 答案：CD 第3节 热力学第一定律 能量守恒定律 一、热力学第一定律 1.热力学第一定律表述：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所作的功的和. 2.热力学第一定律表达式：. 3.表达式中各物理量符号的变化规律 符号 + 外界对系统做功 系统从外界吸热 系统内能增加 - 系统对外界做功 系统向外界放热 系统内能减少 4.热力学第一定律的意义：热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的方式是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系，此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳. 5.应用热力学第一定律的几种特殊情况： （1）若是绝热过程，则，，外界对物体做的功等于物体内能的增加量； （2）若等容过程中气体不做功，即，，物体吸收的热量等于物体内能的增加量； （3）若过程的始末