热力学定律

热力学第一定律

 1.内容:如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程,那么外界对物体做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加△U.

2.公式:W+Q=△U.
3.符号法则:
    ①物体吸热→Q取正;物体放热→Q取负;
    ②物体对外界做功,W取负;外界对物体做功,W取正;
    ③物体内能增加,△U取正;物体内能减小,△U取负;

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能量守恒定律

1.内容:能量即不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中其总量不变,叫能量守恒定律.

2.公式:E=恒量;△E增=△E减;E初=E末;

3.说明:

    ①能量形式是多种的;

    ②各种形式的能都可以相互转化.

4.第一类永动机不可制成

    ①定义:不消耗能量的机器,叫第一类永动机.

    ②原因:违背了能量守恒定律.

 

热力学第二定律
1.热传导的方向性
    ①热量可以自发地从高温物体传递给低温物体.
    ②热量从低温物体传递给高温物体,必须借助外界的帮助.
2.机械能内能转化方向性
    ①热机
    定义:把内能转化为机械能的机器.
    能量:Q1=W+Q2
    效率:
<100%
    ②机械能可以自发地全部转化为内能,而内能全部转化为机械能必须受外界影响或引起外界变化.


3.第二类永动机不可制成
     ①定义:从单一热源吸收的热量,可以全部用来做功,而不引起其他变化的机器.即:效率η=100%的机器.
    ②原因:违背了热力学第二定律,但没有违背能量守恒定律

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4.热力学第二定律
    ①两种表述:
    Ⅰ.不可能使热量从低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化.
    Ⅱ.不可能从单一热源吸收热量并全部用来做功,而不引起其他变化.
    ②实质:自然界中涉及到的热现象的宏观过程都具有方向性.
    ③热力学第二定律是独立于第一定律的.
5.能量耗散
    ①定义:无法重新收集和利用的能量,这种现象为能量耗散.
    ②反映了热现象宏观过程的方向性.

 

热力学第三定律

1.能量的耗散与退化
(1)能量耗散:流散的内能无法重新收集起来加以利用的现象叫做能量耗散.能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性.
2﹑绝对零度不可能达到
    宇宙中存在着温度的下限-273.15℃,以这个下限为起点的温度叫做绝对温度,用T表示,单位是开尔文,符号是K.绝对温度T和摄氏温度t之间的换算关系是T=t+273.15K,热力学零度不可达到.这个结论称为热力学第三定律.

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3.熵增加原理
        (1)原理:热力学第二定律有许多表述形式,因此可以将它表述为任何孤立的系统,它的总熵永远不会减少.即自然界的一切自发过程,总是朝着熵增加的方向进行的,这个就是熵增加原理.
        (2)孤立系统:与外界没有物质交换.热交换,与外界也没有力的相互作用、电磁作用的系统.即强调了自发性.
 熵:表示孤立系统内能量的耗散和退化程度.一个系统的熵越大,就越接近平衡状态,就越不易转化.
         4.有序向无序的转化
        系统自发的过程总是从有序到无序的. 熵是表征系统的无序程度的物理量,熵越大,系统的无序程度越高.