高二物理必修三第十章知识点归纳（高中物理选修3-3第十章热力学定律知识复习）
高二物理必修三第十章知识点归纳（高中物理选修3-3第十章热力学定律知识复习）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3、绝热过程功和能的关系热力学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，也不向外界传热的热力学过程，称为绝热过程。2、内能：内能是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。
关于高中物理选修3-3最后一章：热力学定律，最重要的是理解、掌握好热力学第一定律，高考中出现几率不小，尤其是公式中的符号法则。
其他方面的知识，仅需要了解即可，在高考中如果出现，也是以选择题形式，判断说法对错。
知识点一、功和内能
1、绝热过程：
热力学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，也不向外界传热的热力学过程，称为绝热过程。
2、内能：
内能是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。
3、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
ΔU=W
可见，这一过程实现了其它形式的能与内能之间的转化
知识点二、热和内能
1、热传递：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，这个过程称之为热传递。
2、热传递的方式：热传导、对流热、热辐射。
3、热传递过程热和能的关系
某热力学系统从状态1经过单纯的传热过程达到状态2时，内能的增加量就等于外界对系统传递的热量Q，即
ΔU=Q
可见，这一过程只是实现了内能与内能之间的转移。
知识点三、热力学第一定律、能量守恒定律
1、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
ΔU=W Q
③应用热力学第一定律解题的思路与步骤：
1)、明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。
2）、分别列出物体或系统(吸收或放出的热量)和外界对物体或系统所做的功。
3）、据热力学第一定律列出方程进行求解，应用热力学第一定律计算时，要依照符号法则代入数据，对结果的正负也同样依照规则来解释其意义。
4）、几种特殊情况：
若过程是绝热的，即Q=0，则：W=ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加。
若过程中不做功，即W=0，则：Q=ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。
若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU=0，则:W Q=0 外界对物体做的功等于物体放出的热量。
④对热力学第一定律的理解：
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。
2、能量守恒定律
①能量守恒定律内容：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另一物体，在转化和转移的过程中其总量不变。
②对能量守恒定律的理解：
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第一类永动机不可制成
1）第一类永动机是一类所谓不需外界输入能源、能量，并且对外做功的机械。
2）第一类永动机不可制成是因为其违背了热力学第一定律，即能量转化和守恒定律。
知识点四、热力学第二定律
1、热力学第二定律的表述：
一种表述：热量不能自发的从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。
另一种表述：（开尔文表述）不可能从单一热库吸收热量，将其全部用来转化成功，而不引起其他的影响。
2、对热力学第二定律的理解:
① 在热力学第二定律的表述中 自发和不产生其他影响的涵义，自发是指热量从高温物体自发地传给低温物体的方向性，在传递过程中不会对其他物体产生影响或需要借助其他物体提供能量等的帮助。不产生其他影响的涵义是使热量从低温物体传递到高温物体或从单一热源吸收热量全部用来做功，必须通过第三者的帮助，这里的帮助是指提供能量等，否则是不可能实现的。
② 热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述，揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。
③第二类永动机不可制成
1）第二类永动机是一类所谓在仅有一个热源的条件下便能够不断运动并且对外做功的机械。
2）第二类永动机不可制成是因为其违背热力学第二定律（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）
知识点五、热力学第二定律的微观解释
1、热力学第二定律的微观意义
一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。
2、熵增加原理：熵是分子热运动无序程度的定量量度，在绝热过程或孤立系统中，熵是增加的。
①熵是反映系统无序程度的物理量，正如温度反映物体内分子平均动能大小一样。
②系统越混乱，无序程度越大，就称这个系统的熵越大。系统自发变化时，总是向着无序程度增加的方向发展，至少无序程度不会减少，也就是说，系统自发变化时，总是由热力学概率小的状态向热力学概率大的状态进行。从熵的意义上说，系统自发变化时总是向着熵增加的方向发展，不会使熵减少。
③任何宏观物质系统都有一定量的熵，熵也可以在系统的变化过程中产生或传递。
④一切自然过程的发生和发展中，总熵必定不会减少。
知识点六、能源和可持续发展
1、能量耗散：系统的内能流散到周围的环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用
2、能源的重要性：能源是社会存在与发展永远不可或缺的必需品，是国民经济运动的物质基础，它与材料、信息构成现代社会的三大支柱。
3、化石能源：人们把煤、石油叫做化石能源。
4、生物质能：生物质能指绿色植物通过光合作用储存在生物体内的太阳能，储存形式是生物分子的化学能。
5、风能：为了增加风力发电的功率，通常把很多风车建在一起，我国新疆、内蒙古等地已经开始大规模利用风力发电。
6、水能：水是可再生的，水电对环境的影响小，发电成本低。
7、太阳能：通过太阳电池将太阳能直接转换成电能。
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