高考物理 专项复习 1.热力学定律与能量守恒（讲解版）

学霸推荐热力学定律与能量守恒定律知识体系梳理优秀同龄人的陪伴

让你的青春少走弯路热力学定律与能量守恒定律部分是选修3-3的重点内容，主要考察内容就是气体各个物理量发生变化过程中的问题，同学要重视条件和特点，在这个基础上进行题型巩固。使用说明-内容说明01目

录梳理知识体系CONTENTS02解决经典问题实例PA

RT

1梳理知识体系DREAMOFTHEFUTURE热力学定律与能量守恒定律大

致

框

架热力学第一定律能量守恒定律热力学定律与能量守恒定律热力学第二定律对热力学第一定律的理解考点对热力学第二定律的理解热力学定律与能量守恒定律大

致

框

架1.改变物体内能的两种方式(1)做功；(2)热传递。2.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。(2)表达式：ΔU＝Q＋W。热力学第一定律(3)ΔU＝Q＋W中正、负号法则：ꢀ物理量意义符号WQΔU＋外界对物体做功物体对外界做功物体吸收热量

内能增加物体放出热量

内能减少－热力学定律与能量守恒定律大

致

框

架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，或者是从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。能量守恒定律2.条件性能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的。3.第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律。热力学定律与能量守恒定律大

致

框

架1.热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。(2)开尔文表述：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。或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。2.用熵的概念表示热力学第二定律热力学第二定律在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小。3.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。4.第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律。热力学定律与能量守恒定律大

致

框

架1.热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，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，即ΔU＝Q＋W。对热力学第一定律的理解2.几种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量。考点(2)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量。对热力学第二定律的理解(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q。外界对物体做的功等于物体放出的热量。热力学定律与能量守恒定律大

致

框

架对热力学第一定律的理解1.对热力学第二定律关键词的理解在热力学第二定律的表述中，“自发地”、“不产生其他影响”的涵义。考点(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助。(2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响。如吸热、放热、做功等。对热力学第二定律的理解热力学定律与能量守恒定律大

致

框

架对热力学第一定律的理解2.热力学第二定律的实质自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。如考点对热力学第二定律的理解热力学定律与能量守恒定律大

致

框

架对热力学第一定律的理解3.两类永动机的比较分类

第一类永动机考点第二类永动机不需要任何动力或燃

从单一热源吸收热量，使设计要求

料，却能不断地对外

之完全变成功，而不产生对热力学第二定律的理解做功的机器其他影响的机器不可能制成的原因不违背能量守恒，违背热力学第二定律违背能量守恒热力学定律与能量守恒定律知识树原图PA

RT

2利用知识体系框架来解题DREAMOFTHEFUTURE经典例题1一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是(

)A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×105JD．W＝－8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－4×104J答案解析1答案解析：因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104J，内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105J，根据ΔU＝Q＋W，可得Q＝ΔU－W＝－1.2×105J－8×104J＝－2×105J，故B正确。经典例题2如图，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac。则(

)A．T

＞T

，Q

＞Q

ꢀꢀ

B．T

＞T

，Q

＜Qb

c

ab

acb

c

ab

acC．T

＝T

，Q

＞Qb

c

ab

acD．T

＝T

，Q

＜Qb

c

ab

ac答案解析2答案解析：根据热力学定律PV/T＝C，可知b、c状态的温度相等，又因为ab过程中，体积变大，气体对外做功，所以吸收的热量比ac过程的多，故C项正确。综上所述，本题正确答案为C。经典例题3导热气缸开口向下，内有理想气体，缸内活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止，现在把沙桶底部钻一个小洞，细沙慢慢漏出，并缓慢降低气缸外部环境温度，则(

)A．气体压强增大，内能可能不变B．外界对气体做功，气体温度降低C．气体体积减小，压强增大，内能一定减小D．外界对气体做功，气体内能一定增加答案解析3答案解析：由平衡条件知活塞受到的沙桶拉力减小，其他力如活塞重力、大气压力不变，则气体压强增大、体积减小，外界对气体做功，由于环境温度缓慢降低，则气体内能减少，由ΔU＝W＋Q知Q<0，即向外放热，则选BC。PA

RT

3回顾落实DREAMOFTHEFUTURE要点①热力学第一定律△U=Q+W，要注意符号；②能量既不能凭空产生也不能凭空消失，只能从