文档介绍:教学内容:热力学基础
(一)改变物体内能的两种方式:做功和热传递
做功:其他形式的能与内能之间相互转化的过程,内能改变了多少用做功的 数值来量度,外力对物体做功,内能增加,物体克服外力做功,内能减少
热传递:它是物体间内能转移的过程,内能改变了多少用传递的热量的数值 来量度,物体吸收热量,物体的内能增加,放出热量,物体的内能减少,热传递 的方式有:传导、对流、辐射,热传递的条件是物体间有温度差。
(二)热力学第一定律
:物体内能的增量
川j等于外界对物体做的功 W和物体吸收的
热量Q的总和
表达式: ⑴一十小
符号法则:外界对物体做功,W取正值,物体对外界做功,W取负值,吸收热
量Q取正值,物体放出热量Q取负值;物体内能增加 泡〕取正值,物体内能
减少 一取负值。
(三)能的转化和守恒定律
能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形 式或从一个物体转移到另一个物体。 在转化和转移的过程中,能的总量不变,这 就是能量守恒定律。
(四)热力学第二定律
两种表述:(1)不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他 变化。
(2)不可能从单一热源吸收热量,并把它全部用来做功,而不引起其他变
化。
热力学第二定律揭示了涉及热现象的宏观过程都有方向性。
(3) 热力学第二定律的微观实质是:与热现象有关的自发的宏观过程,总 是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行的。
(4) 熵是用来描述物体的无序程度的物理量。物体内部分子热运动无序程 度越高,物体的熵就越大。
(五)说明的问题
第一类永动机是永远无法实现的,它违背了能的转化和守恒定律。
第二类永动机也是无法实现的,它虽然不违背能的转化和守恒定律,但却违 背了热力学第二定律。
(六)能源和可持续发展
能量与环境
(1) 温室效应:化石燃料燃烧放出的大量二氧化碳,使大气中二氧化碳的
含量大量提高,导致“温室效应”,使得地面温度上升,两极的冰雪融化, 海平 面上升,淹没沿海地区等不良影响。
(2) 酸雨污染:排放到大气中的大量二氧化硫和氮氧化物等在降水过程中 溶入雨水,使其形成酸雨,酸雨进入地表、江河、破坏土壤,影响农作物生长, 使生物死亡,破坏生态平衡,同时腐蚀建筑结构、工业装备、动力和通讯设备等, 还直接危害人类健康。
能量耗散和能量降退
(1) 能量耗散:在能量转化过程中,一部分机械能转变成内能,而这些内 能最终流散到周围的环境中,我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以 利用,这种现象叫做能量的耗散。
(2) 能量降退:从可被利用的价值来看,内能较之机械能、电能等,是一 种低品质的能量。能量耗散不会使能的总量减少,却会导致能量品质的降低。
、难点
(一)热力学第一定律
热力学第一定律说明了做功和热传递是物体内能改变的量度, 没有做功和热
传递就不可能实现能的转化和转移。
按照符号法则将“ ” “―”号代入 二计算或分析问题,如果 事先不便确定其正负,可以先假定它为正,在计算出结果以后再作判断。若大于 零,说明与原假设一致,若结果为负,则说明与原假设相反。
热力学第一定律的应用一般步骤是:
根据符号法则写出各已知量(W )的正负
根据方程’一 ’I -一求出未知量
再根据未知量的正负判断该量的变化。
,外界对气体做了 A. B. C.
D. 解析:根据热力学第一定律的符号法则,- …,所以 选项B正确。
答案:B
(二)正确运用能量守恒定律计算内能和机械能相互转化的问题
物体内能对分子而言,它是组成物体所有分子热运动的动能和分子热能的总 和,它是状态量,它的大小与温度、体积以及物体所含分子数有关。 机械能是对 物体整体而言,它是物体整体的动能和势能(包括重力势能和弹性势能)的统称, 即使静止物体的动能为零,重力势能和弹性势能也不变,物体仍具有内能。
物体的机械能与内能之间可以发生相互转化, 例如“摩擦生热”,但能的总 量不变。在分析此类问题时,一要注意能量转化的方向,二要考虑到转化的快慢 导致的效果上的不同。
,A、B各有一个可自由移动的轻活塞, 活塞下是水,上为 空气,大气压恒定。A、B底部由带有阀门K的管道相连,整个装置与外界绝热,
原先A中水面比B中高,打开阀门,使A中水逐渐向B流,最后达到平衡。在这 个过程中,下面哪个说法正确()
大气压对水做功,水的内能增加
水克服大气压力做功,水的内能减少
大气压对水不做功,水的内能不变
大气压对水不做功,水的内能增加
解析:本题主要考查能量转化与守恒定律和大气压力做功的计算, 打开阀门
后,A中的水逐渐