專題13 熱學(xué)
目錄
第一節(jié)　分子動(dòng)理論　內(nèi)能(實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小)   1
【基本概念、規(guī)律】   1
考點(diǎn)一　微觀量的估算   2
考點(diǎn)二　布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)   3
考點(diǎn)三　分子力、分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系   3
考點(diǎn)四　物體的內(nèi)能   4
考點(diǎn)五　實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小   5
【思想方法與技巧】   6
用統(tǒng)計(jì)規(guī)律理解溫度的概念   6
第二節(jié)　固體、液體和氣體   6
【基本概念、規(guī)律】   6
【重要考點(diǎn)歸納】   8
考點(diǎn)一　固體和液體的性質(zhì)　   8
考點(diǎn)二　氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生與計(jì)算   8
考點(diǎn)三　氣體狀態(tài)變化的圖象問題   9
考點(diǎn)四　理想氣體狀態(tài)方程與實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用   9
【思想方法與技巧】   10
“兩部分氣”問題的求解技巧   10
第三節(jié)　熱力學(xué)定律與能量守恒   10
【基本概念、規(guī)律】   10
【重要考點(diǎn)歸納】   11
考點(diǎn)一　對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解及應(yīng)用   11
考點(diǎn)二　對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解   11
【思想方法與技巧】   12
氣態(tài)方程與熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用   12

第一節(jié)　分子動(dòng)理論　內(nèi)能(實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小)
【基本概念、規(guī)律】
一、分子動(dòng)理論
1．物體是由大量分子組成的
(1)分子的大小
①分子直徑：數(shù)量級(jí)是10－10 m；
②分子質(zhì)量：數(shù)量級(jí)是10－26 kg；
③測(cè)量方法：油膜法．
(2)阿伏加德羅常數(shù)
1 mol任何物質(zhì)所含有的粒子數(shù)，NA＝6.02×1023 mol－1.
2．分子熱運(yùn)動(dòng)
一切物質(zhì)的分子都在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)．
(1)擴(kuò)散現(xiàn)象
相互接觸的不同物質(zhì)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象．溫度越高，擴(kuò)散越快，可在固體、液體、氣體中進(jìn)行．
(2)布朗運(yùn)動(dòng)
懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，微粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著．
3．分子力
分子間同時(shí)存在引力和斥力，且都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但總是斥力變化得較快．
二、溫度
1．意義：宏觀上表示物體的冷熱程度(微觀上標(biāo)志物體中分子平均動(dòng)能的大小)．
2．兩種溫標(biāo)
(1)攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系T＝t＋273.15_K.
(2)絕對(duì)零度(0 K)：是低溫極限，只能接近不能達(dá)到，所以熱力學(xué)溫度無(wú)負(fù)值．
三、內(nèi)能
1．分子動(dòng)能
(1)意義：分子動(dòng)能是分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能；
(2)分子平均動(dòng)能
所有分子動(dòng)能的平均值．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志．
2．分子勢(shì)能
由分子間相對(duì)位置決定的能，在宏觀上分子勢(shì)能與物體體積有關(guān)，在微觀上與分子間的距離有關(guān)．
3．物體的內(nèi)能
(1)內(nèi)能：物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和．
(2)決定因素：溫度、體積和物質(zhì)的量．
【重要考點(diǎn)歸納】
考點(diǎn)一　微觀量的估算
1．微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0.
2．宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vm、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ.
3．關(guān)系
(1)分子的質(zhì)量：m0＝MNA＝ρVmNA.
(2)分子的體積：V0＝VmNA＝MρNA.
(3)物體所含的分子數(shù)：N＝VVm•NA＝mρVm•NA或N＝mM•NA＝ρVM•NA.
4．兩種模型
(1)球體模型直徑為d＝36V0π.
(2)立方體模型邊長(zhǎng)為d＝3V0.
5.(1)固體和液體分子都可看成是緊密堆積在一起的．分子的體積V0＝VmNA，僅適用于固體和液體，對(duì)氣體不適用．
(2)對(duì)于氣體分子，d＝3V0的值并非氣體分子的大小，而是兩個(gè)相鄰的氣體分子之間的平均距離．
考點(diǎn)二　布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)　

   布朗運(yùn)動(dòng)   分子熱運(yùn)動(dòng)
活動(dòng)主體   固體小顆粒   分子
區(qū)別   是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，是比分子大得多的分子團(tuán)的運(yùn)動(dòng)，較大的顆粒不做布朗運(yùn)動(dòng)，但它本身的以及周圍的分子仍在做熱運(yùn)動(dòng)   是指分子的運(yùn)動(dòng)，分子無(wú)論大小都做熱運(yùn)動(dòng)，熱運(yùn)動(dòng)不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到
共同點(diǎn)   都是永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，都隨溫度的升高而變得更加劇烈，都是肉眼所不能看見的
聯(lián)系   布朗運(yùn)動(dòng)是由于小顆粒受到周圍分子做熱運(yùn)動(dòng)的撞擊力而引起的，它是分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映

特別提醒：(1)擴(kuò)散現(xiàn)象直接反映了分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，并且可以發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間．
(2)布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映．
考點(diǎn)三　分子力、分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系
一、分子力F、分子勢(shì)能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示(取無(wú)窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能Ep＝0)

1．當(dāng)r>r0時(shí)，分子力為引力，當(dāng)r增大時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加．
2．當(dāng)r<r0時(shí)，分子力為斥力，當(dāng)r減小時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加．
3．當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最?。?span style="display:none">jDa物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
二、判斷分子勢(shì)能變化的兩種方法
(1)根據(jù)分子力做功判斷．分子力做正功，分子勢(shì)能減小；分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加．
(2)利用分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系圖線判斷．但要注意此圖線和分子力與分子間距離的關(guān)系圖線形狀雖然相似但意義不同，不要混淆．
考點(diǎn)四　物體的內(nèi)能
1．物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較
   內(nèi)能   機(jī)械能
定義   物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和   物體的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的統(tǒng)稱
決定
因素   與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān)   跟宏觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、參考系和零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)
量值   任何物體都有內(nèi)能   可以為零
測(cè)量   無(wú)法測(cè)量   可測(cè)量
本質(zhì)   微觀分子的運(yùn)動(dòng)和相互作用的結(jié)果   宏觀物體的運(yùn)動(dòng)和相互作用的結(jié)果
運(yùn)動(dòng)
形式   熱運(yùn)動(dòng)   機(jī)械運(yùn)動(dòng)
聯(lián)系   在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，能的總量守恒
2.內(nèi)能和熱量的比較
   內(nèi)能   熱量
區(qū)別   是狀態(tài)量，狀態(tài)確定系統(tǒng)的內(nèi)能隨之確定．一個(gè)物體在不同的狀態(tài)下有不同的內(nèi)能   是過程量，它表示由于熱傳遞而引起的內(nèi)能變化過程中轉(zhuǎn)移的能量
聯(lián)系   在只有熱傳遞改變物體內(nèi)能的情況下，物體內(nèi)能的改變量在數(shù)值上等于物體吸收或放出的熱量.
3.分析物體的內(nèi)能問題應(yīng)當(dāng)明確以下幾點(diǎn)
(1)內(nèi)能是對(duì)物體的大量分子而言的，不存在某個(gè)分子內(nèi)能的說(shuō)法．
(2)決定內(nèi)能大小的因素為溫度、體積、分子數(shù)，還與物態(tài)有關(guān)系．
(3)通過做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能．
(4)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，相同溫度的任何物體，分子的平均動(dòng)能相同．
考點(diǎn)五　實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小　　　
1．實(shí)驗(yàn)原理
利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜，將油酸分子看做球形，測(cè)出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積，用d＝VS計(jì)算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸溶液中所含油酸的體積，S為油膜面積，這個(gè)厚度就近似等于油酸分子的直徑．

2．實(shí)驗(yàn)步驟
(1)取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成N mL的油酸酒精溶液，則油酸的純度為1N.
(2)往邊長(zhǎng)為30～40 cm的淺盤中倒入約2 cm深的水，然后將痱子粉(或細(xì)石膏粉)均勻地撒在水面上．
(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使這些溶液的體積恰好為1 mL，算出每滴油酸酒精溶液的體積V0＝1n mL.
(4)用滴管(或注射器)向水面中央滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散開，形成單分子油膜．
(5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上．
(6)將玻璃板取出放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S.

3．?dāng)?shù)據(jù)處理
(1)計(jì)算一滴溶液中油酸的體積：V＝1Nn(mL)．
(2)計(jì)算油膜的面積：
利用坐標(biāo)紙求油膜面積時(shí)，以邊長(zhǎng)為1 cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，不足半個(gè)的舍去，大于半個(gè)的算一個(gè)．
(3)計(jì)算油酸的分子直徑：
d＝VS(注意單位統(tǒng)一)．
【思想方法與技巧】
用統(tǒng)計(jì)規(guī)律理解溫度的概念
1.對(duì)微觀世界的理解離不開統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)．單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是不規(guī)則的，但大量分子的運(yùn)動(dòng)是有規(guī)律的，如對(duì)大量氣體分子來(lái)說(shuō)，朝各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)目相等，且分子的速率按照一定的規(guī)律分布．宏觀物理量與微觀物理量的統(tǒng)計(jì)平均值是相聯(lián)系的，如溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志．但要注意：統(tǒng)計(jì)規(guī)律的適用對(duì)象是大量的微觀粒子，若對(duì)“單個(gè)分子”談溫度是毫無(wú)意義的．

第二節(jié)　固體、液體和氣體
【基本概念、規(guī)律】
一、固體
1．分類：固體分為晶體和非晶體兩類．晶體分單晶體和多晶體．
2．晶體與非晶體的比較
   單晶體   多晶體   非晶體
外形   規(guī)則   不規(guī)則   不規(guī)則
熔點(diǎn)   確定   確定   不確定
物理性質(zhì)   各向異性   各向同性   各向同性
典型物質(zhì)   石英、云母、食鹽、硫酸銅   玻璃、蜂蠟、松香
形成與
轉(zhuǎn)化   有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的形態(tài)．同一物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體
二、液體
1．液體的表面張力
(1)作用：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢(shì)．
(2)方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂直．
(3)大?。阂后w的溫度越高，表面張力越??；液體中溶有雜質(zhì)時(shí)，表面張力變小；液體的密度越大，表面張力越大．
2．液晶的物理性質(zhì)
(1)具有液體的流動(dòng)性．
(2)具有晶體的光學(xué)各向異性．
(3)在某個(gè)方向上看，其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無(wú)章的．
三、飽和汽　濕度
1．飽和汽與未飽和汽
(1)飽和汽：與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽．
(2)未飽和汽：沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽．
2．飽和汽壓
(1)定義：飽和汽所具有的壓強(qiáng)．
(2)特點(diǎn)：液體的飽和汽壓與溫度有關(guān)，溫度越高，飽和汽壓越大，且飽和汽壓與飽和汽的體積無(wú)關(guān)．
3．濕度
(1)絕對(duì)濕度：空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)．
(2)相對(duì)濕度：空氣的絕對(duì)濕度與同一溫度下水的飽和汽壓之比．
(3)相對(duì)濕度公式
相對(duì)濕度＝水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)同溫度水的飽和汽壓(B＝pps×100%)．
四、氣體
1．氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
(1)氣體分子間距較大，分子力可以忽略，因此分子間除碰撞外不受其他力的作用，故氣體能充滿它能達(dá)到的整個(gè)空間．
(2)分子做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，速率有大有小，且時(shí)刻變化，大量分子的速率按“中間多，兩頭少”的規(guī)律分布．
(3)溫度升高時(shí)，速率小的分子數(shù)減少，速率大的分子數(shù)增加，分子的平均速率將增大，但速率分布規(guī)律不變．
2．氣體實(shí)驗(yàn)三定律
   玻意耳定律   查理定律   蓋—呂薩克定律
條件   質(zhì)量一定，
溫度不變   質(zhì)量一定，
體積不變   質(zhì)量一定，
壓強(qiáng)不變
表達(dá)式   p1V1＝p2V2   p1p2＝T1T2
V1V2＝T1T2

圖象

五、理想氣體狀態(tài)方程
1．理想氣體
(1)宏觀上講，理想氣體是指在任何溫度、任何壓強(qiáng)下始終遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體．實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體．
(2)微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無(wú)其他作用力，分子本身沒有體積，即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間．
2．理想氣體的狀態(tài)方程
(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種理想氣體發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)，壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變.
(2)公式：p1V1T1＝p2V2T2或pVT＝C(C是與p、V、T無(wú)關(guān)的常量)．
【重要考點(diǎn)歸納】
考點(diǎn)一　固體和液體的性質(zhì)　　　
1．晶體和非晶體
(1)單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性．
(2)只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體．
(3)只要是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體，反之，必是非晶體．
2．液體表面張力
(1)形成原因：表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力．
(2)表面特性：表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜，分子勢(shì)能大于液體內(nèi)部的分子勢(shì)能．
(3)表面張力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各條分界線．
(4)表面張力的效果：表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最?。?span style="display:none">jDa物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
(5)表面張力的大?。焊吔缇€的長(zhǎng)度、液體的種類、溫度都有關(guān)系．
考點(diǎn)二　氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生與計(jì)算
1．產(chǎn)生的原因
由于大量分子無(wú)規(guī)則地運(yùn)動(dòng)而碰撞器壁，形成對(duì)器壁各處均勻、持續(xù)的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強(qiáng)．
2．決定因素
(1)宏觀上：決定于氣體的溫度和體積．
(2)微觀上：決定于分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度．
3．平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求法
(1)液片法：選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對(duì)象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等方程，求得氣體的壓強(qiáng)．
(2)力平衡法：選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得氣體的壓強(qiáng)．
(3)等壓面法：在連通器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強(qiáng)相等．
4．加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的求法
1.選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解．
考點(diǎn)三　氣體狀態(tài)變化的圖象問題
   特點(diǎn)   示例
等溫
過程   p－V   pV＝CT(其中C為恒量)，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)
   p－1V
p＝CT1V，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高
等容
過程   p－T   p＝CVT，斜率k＝CV，即斜率越大，體積越小
等壓
過程   V－T   V＝CpT，斜率k＝Cp，即斜率越大，壓強(qiáng)越小
2.氣體狀態(tài)變化圖象的應(yīng)用技巧
(1)求解氣體狀態(tài)變化的圖象問題，應(yīng)當(dāng)明確圖象上的點(diǎn)表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個(gè)平衡狀態(tài)，它對(duì)應(yīng)著三個(gè)狀態(tài)參量；圖象上的某一條直線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過程．
(2)在V－T圖象(或p－T圖象)中，比較兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)(或體積)大小，可以比較這兩個(gè)狀態(tài)到原點(diǎn)連線的斜率的大小，其規(guī)律是：斜率越大，壓強(qiáng)(或體積)越?。恍甭试叫?，壓強(qiáng)(或體積)越大．
考點(diǎn)四　理想氣體狀態(tài)方程與實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用　
1．理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)系
p1V1T1＝p2V2T2溫度不變：p1V1＝p2V2?玻意耳定律?體積不變：p1T1＝p2T2?查理定律?壓強(qiáng)不變：V1T1＝V2T2?蓋—呂薩克定律?
2．幾個(gè)重要的推論
(1)查理定律的推論：Δp＝p1T1ΔT
(2)蓋—呂薩克定律的推論：ΔV＝V1T1ΔT
(3)理想氣體狀態(tài)方程的推論：p0V0T0＝p1V1T1＋p2V2T2＋……
3．應(yīng)用狀態(tài)方程或?qū)嶒?yàn)定律解題的一般步驟
(1)明確研究對(duì)象，即某一定質(zhì)量的理想氣體；
(2)確定氣體在始末狀態(tài)的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2；
(3)由狀態(tài)方程或?qū)嶒?yàn)定律列式求解；
(4)討論結(jié)果的合理性．
【思想方法與技巧】
“兩部分氣”問題的求解技巧
解決此類問題的一般思路
(1)每一部分氣體分別作為研究對(duì)象；
(2)分析每部分氣體的初、末狀態(tài)參量，判定遵守的定律；
(3)列出氣體實(shí)驗(yàn)定律或狀態(tài)方程；
(4)列出兩部分氣體初、末狀態(tài)各參量之間的關(guān)系方程；
(5)聯(lián)立方程組求解．

第三節(jié)　熱力學(xué)定律與能量守恒
【基本概念、規(guī)律】
一、熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律
1．改變物體內(nèi)能的兩種方式
(1)做功；(2)熱傳遞．
2．熱力學(xué)第一定律
(1)內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功的和．
(2)表達(dá)式：ΔU＝Q＋W
3．能的轉(zhuǎn)化和守恒定律
(1)內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)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(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變．
(2)第一類永動(dòng)機(jī)：違背能量守恒定律的機(jī)器被稱為第一類永動(dòng)機(jī)．它是不可能制成的．
二、熱力學(xué)第二定律
1．常見的兩種表述
(1)克勞修斯表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體．
(2)開爾文表述：不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響．
2．第二類永動(dòng)機(jī)：違背宏觀熱現(xiàn)象方向性的機(jī)器被稱為第二類永動(dòng)機(jī)．這類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，但它違背了熱力學(xué)第二定律，也是不可能制成的．
【重要考點(diǎn)歸納】
考點(diǎn)一　對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解及應(yīng)用　
1．熱力學(xué)第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過程是等效的，而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系．
2．對(duì)公式ΔU＝Q＋W符號(hào)的規(guī)定
符號(hào)   W   Q   ΔU
＋   外界對(duì)物體做功   物體吸收熱量   內(nèi)能增加
－   物體對(duì)外界做功   物體放出熱量   內(nèi)能減少
3.幾種特殊情況
(1)若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量．
(2)若過程中不做功，即W＝0，則Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量．
(3)若過程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q.外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量．
特別提醒：(1)做功與熱傳遞在改變內(nèi)能的效果上是相同的，但是從運(yùn)動(dòng)形式、能量轉(zhuǎn)化的角度上看是不同的：做功是其他形式的運(yùn)動(dòng)和熱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化，是其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化；而熱傳遞則是熱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)移，是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移．
(2)氣體向真空中膨脹不做功．
(3做功看體積：體積增大，氣體對(duì)外做功，W為負(fù)；體積縮小，外界對(duì)氣體做功，W為正．
(4)與外界絕熱，則不發(fā)生熱傳遞，此時(shí)Q＝0.
(5)由于理想氣體沒有分子勢(shì)能，所以當(dāng)它的內(nèi)能變化時(shí)，主要體現(xiàn)在分子動(dòng)能的變化上，從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化．
考點(diǎn)二　對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解
1．在熱力學(xué)第二定律的表述中，“自發(fā)地”、“不產(chǎn)生其他影響”的涵義
(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助．
(2)“不產(chǎn)生其他影響”的涵義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響．如吸熱、放熱、做功等．
2．熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)
熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀過程的方向性，進(jìn)而使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性．
特別提醒：熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但在有外界影響的條件下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，如電冰箱；在引起其他變化的條件下內(nèi)能也可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如氣體的等溫膨脹過程．
3．兩類永動(dòng)機(jī)的比較
第一類永動(dòng)機(jī)   第二類永動(dòng)機(jī)
不需要任何動(dòng)力或燃料，卻能不斷地對(duì)外做功的機(jī)器   從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響的機(jī)器
違背能量守恒定律，不可能制成   不違背能量守恒定律，但違背熱力學(xué)第二定律，不可能制成
4.熱力學(xué)第一定律說(shuō)明發(fā)生的任何過程中能量必定守恒，熱力學(xué)第二定律說(shuō)明并非所有能量守恒的過程都能實(shí)現(xiàn)．
(1)高溫物體熱量Q能自發(fā)傳給熱量Q不能自發(fā)傳給低溫物體
(2)功能自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為不能自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為熱量
(3)氣體體積V1 能自發(fā)膨脹到不能自發(fā)收縮到氣體體積V2(較大)
(4)不同氣體A和B 能自發(fā)混合成不能自發(fā)分離成混合氣體AB
【思想方法與技巧】
氣態(tài)方程與熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用
對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，必然要涉及做功、熱傳遞、內(nèi)能的變化，利用氣態(tài)方程(或?qū)嶒?yàn)定律)與熱力學(xué)第一定律解決這類問題的一般思路如下：
pVT＝C?V?ΔV?WT?ΔT?ΔU?ΔU＝Q＋W.

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高考物理一輪復(fù)習(xí)專題13熱學(xué)考點(diǎn)歸納

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