第十章-热力学定律课件.ppt

1、考考 试试 大大 纲纲1、热力学第一定律、热力学第一定律I2、能量守恒定律、能量守恒定律I3、热力学第二定律、热力学第二定律I做功使得物体（密闭气体）温度升高。做功使得物体（密闭气体）温度升高。1 1、外界、外界对物体做功，对物体做功，物体的内能物体的内能增加。增加。2 2、物体对外界做功，、物体对外界做功，物体的内能减少。物体的内能减少。 内能的增加量内能的增加量UU2U1等于外界对系统所等于外界对系统所做的功。即：做的功。即：UW 膨胀膨胀时气体对外界做功时气体对外界做功； 压缩压缩时外界对气体时外界对气体做功。做功。 也也即气体体积增大，则气体对外界做功；气体体即气体体积增大，则气体对外

2、界做功；气体体积减小，则外界对气体积减小，则外界对气体做功。做功。 若若在在绝热情况绝热情况下，气体对外界做功其内能减少；下，气体对外界做功其内能减少；外界对气体做功其内能外界对气体做功其内能增加。增加。 在外界对系统没有做功的情况下，单纯地对系统在外界对系统没有做功的情况下，单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态。传热也能改变系统的热力学状态。 即在外界对系统不做功的情况下，外界传递给系即在外界对系统不做功的情况下，外界传递给系统的统的热量热量等于系统内能的改变量。等于系统内能的改变量。UQ 热量是在单纯的传热过程中热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度系统内能变化的量度。即即： 热量

3、是单纯的传热过程中系统内能变化的热量是单纯的传热过程中系统内能变化的一个量度，是一个一个量度，是一个过程量过程量，不能讲在某个时刻不能讲在某个时刻物体具有多少热量物体具有多少热量应该讲在热传递过程中有多应该讲在热传递过程中有多少热量从高温物体传递到了低温物体。少热量从高温物体传递到了低温物体。是内能和其他形式的能发生是内能和其他形式的能发生转化转化。是不同物体或同一物体不同部分内能的是不同物体或同一物体不同部分内能的转移转移。做功和热传递在改变物体的内能上是做功和热传递在改变物体的内能上是等效等效的。的。但是它们还是有但是它们还是有重要区别重要区别： UQUW不同能量形式的转化不同能量形式的转

4、化同种能量形式的转移同种能量形式的转移改变内能的两种方式做功热传递对内对内对外对外吸热吸热放热放热内能增加内能增加内能减少内能减少（外界对物体做功）（物体对外界做功）（物体从外界吸热）（物体对外界放热）WU QU 一个热力学系统的内能增加量等于外界向它传递一个热力学系统的内能增加量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和，这个关系叫做的热量与外界对它所做的功的和，这个关系叫做热力热力学第一定律。学第一定律。UW + Q+外界对系统外界对系统做功做功系统对外界做系统对外界做功功+系统吸收热系统吸收热量量系统放出热量系统放出热量+内能增加内能增加内能减少内能减少【例例1】（2011广东理综广东

5、理综14题）题） 图图4为某种椅子与其升降部分的结构示意图，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，两筒间密闭了一定质量的气体，M可以在可以在N的内壁上的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下向下滑动的过程中（滑动的过程中（ ）A、外界对气体做功，气体内能增大、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、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、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、气体对外界做功，气体内能减小A能量既不会凭空产生，也不会凭空消失

6、，它只能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保持不变。到别的物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变。（1 1）是一个普遍适用的定律）是一个普遍适用的定律（2 2）将各种现象联系在一起）将各种现象联系在一起（3 3）指导着人们的生产、科研）指导着人们的生产、科研（4 4）1919世纪自然科学三大发现之一世纪自然科学三大发现之一第一类永动机第一类永动机不需要任何动力或燃料，却能源源不需要任何动力或燃料，却能源源 不断地对外做功。不断地对外做功。 在物理学中，反映

7、宏观自然过程的方向性的定律在物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律就是热力学第二定律。就是热力学第二定律。热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化。功，而不引起其它变化。 按热传递的按热传递的方向性方向性来表述来表述 按机械能与内能转化过程的按机械能与内能转化过程的方向方向来表述。来表述。 电冰箱的内部温度比外部温度低，为什电冰箱的内部温度比外部温度低，为什么致冷系统还能不断地把箱内热量传给外界么致冷系统还能不断地把箱内热量传给外界的空气？的空气？ 因

8、为电冰箱消耗了电因为电冰箱消耗了电能，对制冷系统做了功，能，对制冷系统做了功，一旦切断电源，电冰箱就一旦切断电源，电冰箱就不能把其内部的热量传给不能把其内部的热量传给外界的空气了。相反，外外界的空气了。相反，外界的热量会自发地传给电界的热量会自发地传给电冰箱，使其温度逐渐升高。冰箱，使其温度逐渐升高。热传导的过程是热传导的过程是有方向性有方向性的，这个过程可的，这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向却不能自发地进行。却不能自发地进行。 要实现相反方向的过程，必须借助外界的要实现相反方向的过程，必须借助外界的帮助，因而产生其它影响或引起其它变化

9、。帮助，因而产生其它影响或引起其它变化。 打开阀门，容器打开阀门，容器A A中中的气体会自发地向容器的气体会自发地向容器B B中膨胀。最后两容器中膨胀。最后两容器都充满气体。都充满气体。 容器容器B B中的气体能否中的气体能否自发地流入容器自发地流入容器A,A,使使B B中成为真空？中成为真空？热机是一种把热机是一种把内能内能转化为转化为机械能机械能的装置的装置 气缸中的气体得到气缸中的气体得到燃料燃烧时产生的燃料燃烧时产生的热量热量Q1 推动活塞做功推动活塞做功W 排出废气，同时把排出废气，同时把热量热量Q2散发到大气散发到大气中。中。 Q1=W+Q2 热机效率：热机效率：=W/Q1 在物理

10、学中，反映宏观自然过程的方向性的定律在物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律就是热力学第二定律。就是热力学第二定律。热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化。功，而不引起其它变化。 按热传递的按热传递的方向性方向性来表述来表述 按机械能与内能转化过程的按机械能与内能转化过程的方向方向来表述。来表述。热源热源热机热机热源热源冷凝器冷凝器热机热机 水流的机械能转变成了内能，这些内能最终流散水流的机械能转变成了内能，这些内能最终流散到周围的环境中。到周围的环境中。 我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用。这种现象叫做能量的耗散。以利用。这种现象叫做能量的耗散。 光被墙壁光被墙壁吸收后变成周吸收后变成周围环境的内能。围环境的内能。