热力学第一第二定律

§8.2热力学第一、第二定律

【考点提示】

重 点：1、物体内能的决定因素；2、热力学第一、第二定律及其实质。

难 点：运用热力学第一定律解决热学、力学综合问题。

综合点：能量守恒定律与力学、热学、电学等均有密切关系。

【知识要点】

一、物体的内能

1、分子的平均动能：_____________________________________，_______________是物体分子平均动能的标志。

2、分子势能：

①分子势能：分子间具有由它们的______________决定的势能。当r>r0时，分子势能随着分子间距离的增大而___________，当r

-10________________。（r 0为分子处于平衡状态时相邻分子之间的距离，r 0的数量级约为10m ）

②在r=r0时，分子势能_____________，而r>10r0时，分子势能__________________。

3、物体的内能：物体的内能由______________三个因素决。理想气体不计________________。

二、能的转化和守恒定律

1、改变内能的两种方式：__________________________。

2、做功是__________________________之间的转化，热传递是_____________________。

3、热力学第一定律：外界对物体所做的功W 加上物体从外界吸收的热量Q 等于物体内能的增加ΔU ，即ΔU=________________________。

4、能的转化和守恒定律：能量既不能凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到另一个物体。

三、热力学第二定律

1、热传导的方向性：热量必然从______________物体自发地传给_________________，这里的说的“自发地”，指的是没有外界的影响或者帮助。

2、第二类永动机

①热机是一种把______能转化为__________能的装置。

②通常把热机做的功W 和它从热源吸收的热量Q 1的比值叫做热机的________________，用η表示，则有η=___________。

③热机的效率η总小于_______，即尽管机械能可以全部转化成内能，但内能却不能全部转化成机械能，同时不引起其他变化。

④热力学第二定律的两种表述：

其一：不可以使_________________________________，而不引起其他变化。

其二：不可能从单一热源_________________________，而不引起其他变化。

⑤热力学第二定律表明，自然界中进行的涉及__________的宏观过程都具有方向性

【例题分析】

一、物体的内能

【例1】下列关于分子和分子势能的说法中，正确的是（ ）

A ． 当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大

B ． 当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小

C ． 当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大

D ． 当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小

【例2】关于物体的内能，下列说法中正确的是 ( )

A. 等质量的0℃的水的内能比0℃的冰的内能大

B. 电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过热传递的方式实现的

C. 气体膨胀，它的内能一定减少

D. 橡皮筋被拉伸时，分子势能增加

二、热力学第一定律

【例3】用气筒给自行车打气，每次对活塞加75N 的压力，活塞行程为40cm ，每压一次，被压缩气体的内能都增加8.5J ，则过程中被压缩气体是____热(填“吸”或“放”) ，传递的热量是__________J。

【例4】 室内有一盛满水的高大容器，水温等于室温，现有一个气泡从容器底部缓慢上升，那么上升过程中，对泡内的气体(视为理想气体) ，下列说法中不正确的是( )

A 、体积不断增大 B、内能不断减小

C 、要不断吸热 D、压强不断减小

【例5】 假设在一个完全密封绝热的室内，放一台打开门的电冰箱，然后遥控接通电源，令电冰箱工作一段较长时间后再遥控断开电源，等室内各处温度达到平衡时，室内气温比接通电源前：( )

A 、一定升高了 B、一定降低了

C 、一定不变 D、可能升高，可能降低，也可能不

【例6】如图所示，在质量为M 的细玻璃管中盛有少量乙醚液体，用质量为m 的软木塞将管口封闭。加热玻璃管使软木塞在乙醚蒸气的压力下水平飞出，玻璃管悬于长为L 的轻杆上，细杆可绕上端O 轴无摩擦转动。欲使玻璃管在竖直平面内做完整的圆周运动，在忽略热量损失的条件下，乙醚最少要消耗多少内能？

【例7】在船与河岸距离相等的条件下，为什么人从小船跳上岸比人从大船跳上岸要难些（水的阻力不计）？1mol 葡萄糖（C 6H 12O 6）在人体内氧化产生2870kJ 能量，其中1250kJ 转化为ATP 供人体运动需要，其余为人体供热。某人质量为m=60kg，以v 1=5m/s的速度从质量为M=100kg的船上跳上岸，至少需要消耗多少质量的葡萄糖？