第三章 热力学定律 课件 2025-2026学年高二物理人教版选择性必修第三册

该高中物理单元复习课件聚焦热力学定律核心知识，涵盖热力学第一、第二定律，内能、能量守恒及热学综合应用，通过单元复习双向细目表和知识框架思维导图，系统梳理知识点内在逻辑，构建完整热学知识网络。 其亮点在于以核心素养为导向，通过重难考点对比表格（如做功与热传递比较）、高考情境案例（如汽车发动机能量转化）及学情自查表，培养学生物理观念和科学思维，实现分层复习，助力教师精准把握学情，提升复习效率。

第三章 热力学定律 2026年春下学期 高二物理 大单元讲解 章节讲解课件 目 录 单元知识框架思维导图 单元复习双向细目表 01 重难考点&易混易错点 核心素养&对接高考 02 03 04 单元复习双向细目表 第一部分 一、单元复习双向细目表 序号 单元核心知识模块 新课标学业质量要求 单元核心复习目标 达标层级 高考对接考向 学生掌握情况自查 1 热力学第一定律与内能变化 理解热力学第一定律的内容、表达式，掌握内能变化的两种核心方式 熟记定律公式与符号规则，能准确判断内能、做功、热传递的变化关系，会结合气体状态分析能量变化 □基础达标 □能力提升 □素养拓展 热力学第一定律基础应用、内能变化判断、p-V 图像与能量转化 □未掌握 □部分掌握 □完全掌握 2 能量守恒定律与能源 理解能量守恒定律的普适性，了解能源的分类、利用与可持续发展 掌握能量守恒定律的核心内容，能区分不同形式的能量转化，理解能量耗散的本质，了解能源利用与环保的关联 □基础达标 □能力提升 □素养拓展 能量守恒综合应用、能源的分类与利用、能量耗散的理解 □未掌握 □部分掌握 □完全掌握 一、单元复习双向细目表 序号 单元核心知识模块 新课标学业质量要求 单元核心复习目标 达标层级 高考对接考向 学生掌握情况自查 3 热力学第二定律与熵 理解热力学第二定律的两种经典表述，了解熵的概念与熵增原理 熟记克劳修斯、开尔文两种表述，理解熵增原理的核心内涵，能准确判断宏观热过程的方向性 □基础达标 □能力提升 □素养拓展 热力学第二定律表述辨析、热过程方向性判断、熵增原理的理解 □未掌握 □部分掌握 □完全掌握 4 热力学定律综合应用 能结合热力学定律、气体实验定律解决综合热学问题 能综合运用热力学第一、第二定律，结合气体状态方程解决多过程热学问题，完成能量转化的综合分析与计算 □基础达标 □能力提升 □素养拓展 热力学定律与气体实验定律综合、多过程热学问题分析、能量转化综合计算 □未掌握 □部分掌握 □完全掌握 单元知识框架思维导图 第二部分 二、单元知识框架思维导图 重难考点&易混易错点 第三部分 三、重难考点&易混易错点 一、热和内能的改变 1.热传递 (1)概念：两个温度不同的物体互相接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，并将持续到系统间达到热平衡，即温度相等为止，这个过程称为热传递。 (2)热传递的实质 热传递实质上传递的是能量，结果是改变了系统的内能。传递能量的多少用热量来量度。 (3)热传递的条件：物体之间或是物体不同部分之间存在温度差。 (4)热传递的三种方式 热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射。 三、重难考点&易混易错点 ①热传导——热沿着物体传递的热传递方式，不同物质传导热的能力各不相同，容易传导热的物体称为热的良导体，所有金属都是热的良导体，不容易传导热的物体称为热的不良导体，如空气、橡胶、绒毛、棉纱、木头、水、油等。 （5）传递的热量与内能改变的关系 (1)在单纯热传递中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少，即Q吸＝ΔU (2)在单纯热传递中，系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少，即Q放＝-ΔU （6）热传递具有方向性 热量自发地从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，不会自发地从低温物体传递到高温物体或从物体的低温部分传递到高温部分． 三、重难考点&易混易错点 2．内能 (1)物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和，因此物体的内能是一个状态量． (2)当物体温度变化时，分子平均动能变化；物体体积变化时，分子势能发生变化．因此物体的内能变化只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关． 3．做功与内能变化的关系 (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． 三、重难考点&易混易错点 4．功和内能的区别 (1)功是过程量，内能是状态量． (2)在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化． (3)物体的内能大，并不意味着做功多．在绝热过程中，只有内能变化越大时，才对应着做功越多． 5．内能与温度 从宏观上看，温度表示的是物体的冷热程度；从微观上看，温度反映了分子热运动的激烈程度，是分子平均动能的标志．物体的温度升高，其内能一定增加，但向物体传递热量，物体的内能却不一定增加(可能同时对外做功)． 三、重难考点&易混易错点 6．改变内能的两种方式的比较 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 做一定量的功和传递相同量的热量在改变内能的效果上是相同的 三、重难考点&易混易错点 7.热与内能的改变:在单纯的传热过程中，外界向系统传递多少热量，系统的内能就增加多少;系统向外界传递多少热量,系统的内能就减少多少。 二、热力学第一定律 (1)内容：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做的功的和。这个关系叫做热力学第一定律。 (2)数学表达式为：ΔU＝W＋Q 公式中符号的意义： ①W＞0，表示外界对系统做功；W＜0，表示系统对外界做功； ②Q＞0，表示系统吸热；Q＜0，表示系统放热； ③ΔU＞0，表示系统内能增加；ΔU＜0，表示系统内能减少。 三、重难考点&易混易错点 三、热力学第一定律的应用 (1)与热力学第一定律相匹配的符号法则 产生变化的原因 光敏电阻 半导体材料受到的光照增强时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时空穴增多，即载流子数增多，于是导电性明显地增强，电阻减小 热敏电阻 对于热敏电阻（负温度系数），温度升高时，有更多的电子获得能量成为自由电子，同时空穴增多，即载流子数增多，于是导电性明显地增强，电阻减小 霍尔元件 霍尔元件两极间通入恒定的电流，同时外加与薄片垂直的磁场B，薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向移动，在另两极上形成电压 三、重难考点&易混易错点 应用热力学第一定律解题的一般步骤： ①根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的正、负； ②根据方程ΔU＝W＋Q求出未知量； ③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。 （2）应用热力学第一定律的几种特殊情况 等容过程：气体等容变化时，由于V＝恒量，所以外界对气体不做功。根据热力学第一定律有ΔU＝Q。在等容过程中，气体吸收的热量全部用于增加内能，温度升高；反之，气体放出的热量是以减小内能为代价的，温度降低。 三、重难考点&易混易错点 等压过程：气体在等压过程中，有 V/T＝恒量。 根据热力学第一定律可知：气体等压膨胀时，从外界吸收的热量Q，一部分用来增加内能，温度升高，另一部分用于对外做功；气体等压压缩时，外界对气体做的功和气体温度降低所减少的内能都转化为向外放出的热量。 等温过程：气体在等温过程中，有pV＝恒量。理想气体的内能只与温度有关，所以理想气体在等温过程中内能不变，即ΔU＝0，因此有Q＝－W。 三、重难考点&易混易错点 绝热过程：气体始终不与外界交换热量的过程称为绝热过程，即Q＝0。理想气体发生绝热变化时，p、V、T三量会同时发生变化，仍遵循pV/T＝恒量。根据热力学第一定律，Q＝0表明气体被绝热压缩时，外界所做的功全部用来增加气体内能，体积变小、温度升高、压强增大；气体绝热膨胀时，气体对外做功是以减小内能为代价的，体积变大、温度降低、压强减小。气体绝热膨胀降温是液化气体获得低温的重要方法。 三、重难考点&易混易错点 四、能量守恒定律 1.内容：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别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。这就是能量守恒定律。 (1)能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程。 ①在自然界中，不同的能量形式与不同的运动形式相对应：如物体做机械运动具有机械能、分子运动物体具有内能等。 ②某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。 ③某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 三、重难考点&易混易错点 2．能量的存在形式及相互转化 (1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有电磁能、化学能、核能等． (2)各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化．例如：利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能． 3．能量守恒的两种表达 (1)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，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，且减少量和增加量一定相等 三、重难考点&易混易错点 五、热力学第二定律 1．热力学第二定律的克劳修斯表述 (1)内容：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。即传热的过程具有方向性。 (2)传热的方向性 ①热量可以自发地由高温物体传给低温物体。 ②热量不能自发地由低温物体传给高温物体。 ③一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。 说明：在表述中强调“自发”，就是不需要任何第三者介入，就能发生。 三、重难考点&易混易错点 2．热力学第二定律的另一种表述 (1)热机是把内能转化为机械能的装置.其原理是热机从高温热源吸收热量Q1,推动活塞做功W,然后向低温热源释放热量Q2. 由能量守恒定律可得:Q1=W+Q2. (3)热机的效率：热机输出的机械功W与燃料产生的热量Q的比值。 用公式表示：η＝W/Q。 (2)开尔文表达 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。(该表述阐述了机械能与内能转化的方向性) 三、重难考点&易混易错点 3.能源是有限的 （1）能量耗散：有序度较高(集中度较高)的能量转化为内能，流散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象。 （2）各种形式的能量向内能的转化，是无序程度较小的状态向无序程度较大的状态的转化，是能够自动发生、全额发生的。 （3）能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有方向性。 （4）能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却会导致能量品质的降低，它实际上是将能量从高度有用的高品质形式降级为不大可用的低品质形式。 三、重难考点&易混易错点 六、热力学两定律的比较 热力学第一定律 热力学第二定律 区别 是能量守恒定律在热力学中的表现，否定了创造能量和消灭能量的可能性，从而否定了第一类永动机 是关于在有限空间和时间内，一切和热现象有关的物理过程、化学过程具有不可逆性的经验总结，从而否定了第二类永动机 联系 两定律分别从不同角度揭示了与热现象有关的物理过程所遵循的规律，二者既相互独立，又相互补充，都是热力学的理论基础 三、重难考点&易混易错点 七、两类永动机的比较 第一类永动机 第二类永动机 设计要求 不消耗任何能量，可以不断做功(或只给予很少的能量启动后，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，实现内能向机械能的转化) 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 核心素养&对接高考 第四部分 四、核心素养&对接高考 核心素养 素养落地要求 情境考向 对接高考题型 高频考向 物理观念 建立热学中的能量观念，理解热力学定律的核心内涵，区分宏观热过程的能量转化规律，明确内能、功、热量的物理本质与关联。 汽车发动机的能量转化、冰箱制冷的热学原理、热气球升空的能量变化、生活中的热传递与做功现象 选择题、多选题 热力学第一定律的能量分析、内能变化判断、热过程的方向性辨析 科学思维 能构建热学过程的物理模型，运用热力学定律进行逻辑推理；能结合气体状态方程分析多过程热学问题，区分不同形式的能量转化规律，能对热学过程进行定量分析与判断。 理想气体的等压 / 等容 / 等温过程能量分析、热机工作原理的逻辑推理、多过程热学问题的综合分析、能量转化的定量计算 选择、填空、计算题 热力学定律与气体实验定律综合、多过程热学问题分析、能量转化的定量计算 四、核心素养&对接高考 核心素养 素养落地要求 情境考向 对接高考题型 高频考向 科学探究 能通过实验探究热力学第一定律的内涵，验证能量守恒定律；能设计简单的热学实验，观察热过程的方向性，能规范处理实验数据、归纳热学规律，能对实验方案进行误差分析与优化。 验证热力学第一定律的实验、热传递方向性的探究实验、能量转化效率的测量实验 实验填空题 实验操作步骤、数据处理、误差分析、实验方案优化 科学态度与责任 认识热力学定律在工业生产、交通运输、日常生活、能源开发中的广泛应用；了解热学规律对新能源开发、环境保护、可持续发展的支撑价值，树立节约能源、低碳环保的科学意识。 汽车发动机的热学设计、新能源的开发与利用、冰箱空调的节能设计、生活中的热学安全与环保应用 情境化选择题 生活热现象的原理解释、能源利用与环保、热学技术的安全与合理利用 THANK YOU! 高二物理 大单元讲解 章节讲解课件 $