3-3熱學知識點總結(jié)歸納-資料下載頁
2025-06-28 10:40本頁面
【正文】 做功W熱量Q內(nèi)能的改變ΔU取正值“+”外界對系統(tǒng)做功系統(tǒng)從外界吸收熱量系統(tǒng)的內(nèi)能增加取負值“－”系統(tǒng)對外界做功系統(tǒng)向外界放出熱量系統(tǒng)的內(nèi)能減少2）能量守恒定律：（1）能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。這就是能量守恒定律。 （2）第一類永動機：不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功，人們把這種不消耗能量的永動機叫第一類永動機。 根據(jù)能量守恒定律，任何一部機器，只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，而不能無中生有地制造能量，因此第一類永動機是不可能制成的三、 熱力學第二定律 1）可逆與不可逆過程(方向性)（1）熱傳導(dǎo)的方向性：熱傳導(dǎo)的過程可以自發(fā)地由高溫物體向低溫物體進行，但相反方向卻不能自發(fā)地進行，即熱傳導(dǎo)具有方向性，是一個不可逆過程。（2）說明：①“自發(fā)地”過程就是在不受外來干擾的條件下進行的自然過程。②熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，熱量卻不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體。③要將熱量從低溫物體傳向高溫物體，必須有“外界的影響或幫助”，就是要由外界對其做功才能完成。電冰箱、空調(diào)就是例子。2）熱力學第二定律的兩種表述①克勞修斯表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體。②開爾文表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響。但：可以從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功（但有或產(chǎn)生其它變化或影響）乒乓球澆沸水恢復(fù)原狀，被壓縮的導(dǎo)熱氣缸恢復(fù)原狀過程其它表述：氣體向真空的自由膨脹是不可逆的 第二類永動機不可能制成3）熱機(機械能能自發(fā)的完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但內(nèi)能不能自發(fā)的完全轉(zhuǎn)化為機械能)①熱機是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。其原理是熱機從熱源吸收熱量Q1，推動活塞做功W，然后向冷凝器釋放熱量Q2。②由能量守恒定律可得： Q1=W+Q2③熱機效率，用η表示η= W / Q1 熱機做的功和它從熱源吸收的熱量的比值 熱機效率不可能達到100%4）第二類永動機①設(shè)想：只從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓臒釞C。②第二類永動機不可能制成，表示盡管機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機械能而不引起其他變化；機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性。5）熱力學第二定律的微觀解釋①熱力學第二定律的微觀意義：一切自然過程總是沿著分子熱運動無序性增大的方向進行。（例如：氣體向真空中的擴散）②熵增加原理：在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減?。?Ω表示宏觀狀態(tài)對應(yīng)微觀狀態(tài)的數(shù)目，熵S=klnΩ即Ω越大熵S也越大，熵S是系統(tǒng)內(nèi)分子運動無序性的量度）一個孤立系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展，而熵值較大代表著較為無序，所以自發(fā)的宏觀過程總是向無序度更大的方向發(fā)展。因此熱力學第二定律也叫做熵增加原理。6）熱力學第三定律：不可能通過有限的過程把一個物體冷卻到絕對零度。熱力學第三定律不阻止人們想辦法盡可能地接近絕對零度。四、 能源和可持續(xù)發(fā)展 能量耗散：各種形式的能量最終都向內(nèi)能轉(zhuǎn)化（自動、全額發(fā)生），無序程度較小的狀態(tài)向無序程度較大的狀態(tài)轉(zhuǎn)化（熵增加原理）。能量耗散雖然不會使能的總量不會減少，卻會導(dǎo)致能的品質(zhì)降低（反映自然界宏觀過程的方向性），（無法避免）它實際上將能量從可用的形式降級為不大可用的形式，煤、石油、天然氣等能源儲存著高品質(zhì)的能量，在利用它們的時候，高品質(zhì)的能量釋放出來并最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能。故能量雖然不會減少但能源會越來越少，所以要節(jié)約能源。三種常規(guī)能源是：煤、石油、天然氣。石油和煤燃燒產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中的二氧化碳的含量，產(chǎn)生了溫室效應(yīng)，引發(fā)了一系列問題，如：兩極的冰雪融化，海平面上升，海水倒灌，耕地鹽堿化……這些都是自然對人類的報復(fù)。還有一些問題，如：煤燃燒時形成的二氧化硫等物質(zhì)使雨水形成“酸雨”。開發(fā)和利用新能源：新能源主要指太陽能、生物質(zhì)能、風能、水能、核能等。太陽能相對人類歷史來說：取之不盡、用之不竭，對環(huán)境的影響很小，最有前途的領(lǐng)域通過太陽能電池將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能。生物質(zhì)能：指綠色植物通過光合作用儲存在生物內(nèi)的太陽能，儲存形式是生物分子的化學能。（例如沼氣的應(yīng)用）
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