高中物理《热力学定律》知识梳理
高中物理《热力学定律》知识梳理
用心 爱心 专心 1 高中物理《热力学定律》知识梳理
【功和内能】
焦耳实验
内能
【热和内能】
【改变系统内能的两种方式】
做功和热传递
热传递有三种不同的方式：热传导、热对流和热辐射
这两种方式改变系统的内能是等效的
区别：做功是系统内能和其他形式能之间发生转化；热传递是不同物体（或物体的不同部分）之间内能的转移
【热力学第一定律】
热力学第一定律：W Q U +=∆
能量守恒定律:
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，或者从一个物体转移到另一物体，在转化和转移的过程中其总量不变
第一类永动机不可制成是因为其违背了热力学第一定律
【热力学第二定律】
热力学第二定律：物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律
热力学第一定律的两种表述：
热量不能自发地从低温物体传到高温物体
不可能从单一热库吸收热量，使之完全便成功，而不产生其他影响
第二类永动机不可制成是因为其违背了热力学第二定律（一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行）
熵是分子热运动无序程度的定量量度，在绝热过程或孤立系统中，熵是增加的。
能量耗散
系统的内能流散到周围的环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用。
【能源和可持续发展】。
物理热力学第一定律知识点归纳总结
学习必备欢迎下载物理热力学第一定律知识点归纳总结第二讲热力学第一定律§2.1 改变内能的两种方式热力学第一定律2． 1． 1、作功和传热作功可以改变物体的内能。
如果外界对系统作功W。
作功前后系统的内能分别为、，则有没有作功而使系统内能改变的过程称为热传递或称传热。
它是物体之间存在温度差而发生的转移内能的过程。
在热传递中被转移的内能数量称为热量，用Q 表示。
传递的热量与内能变化的关系是做功和传热都能改变系统的内能，但两者存在实质的差别。
作功总是和一定宏观位移或定向运动相联系。
是分子有规则运动能量向分子无规则运动能量的转化和传递；传热则是基于温度差而引起的分子无规则运动能量从高温物体向低温物体的传递过程。
2． 1． 2、气体体积功的计算1、准静态过程一个热力学系统的状态发生变化时，要经历一个过程，当系统由某一平衡态开始变化，状态的变化必然要破坏平衡，在过程进行中的任一间状态，系统一定不处于平衡态。
如当推动活塞压缩气缸中的气体时，气体的体积、温度、压强均要发生变化。
在压缩气体过程中的任一时刻，气缸中的气体各部分的压强和温度并不相同，在靠近活塞的气体压强要大一些，温度要高一些。
在热力学中，为了能利用系统处于平衡态的性质来研究过程的规律，我们引进准静态过程的概念。
如果在过程进行中的任一时刻系统的状态发生的实际过程非常缓慢地进行时，各时刻的状态也就非常接近平衡态，过程就成了准静态过程。
因此，准静态过程就是实际过程非常缓慢进行时的极限情况对于一定质量的气体，其准静态过程可用图、图、图上的一条曲线来表示。
注意，只有准静态过程才能这样表示。
2、功在热力学中，一般不考虑整体的机械运动。
热力学系统状态的变化，总是通过做功或热传递或两者兼施并用而完成的。
在力学中，功定义为力与位移这两个矢量的标积。
在热力学中，功的概念要广泛得多，除机械功外，主要的有：流体体积变化所作的功；表面张力的功；电流的功。
(1)机械功有些热力学问题中，应考虑流体的重力做功。
热力学定律知识点
热力学定律知识点热力学定律是研究物质热力学性质的基本规律，包括能量守恒定律、熵增定律、热力学温标和热力学过程等方面的内容。
下面将具体介绍这些热力学定律的知识点。
一、能量守恒定律能量守恒定律是热力学中的基本定律之一，它指出在一个孤立系统中，能量的总量是恒定不变的。
换句话说，能量既不能被创造也不能被毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
能量守恒定律适用于各种物理过程，无论是机械过程、热力学过程还是化学过程。
在这些过程中，能量可以以不同的形式存在，如机械能、热能、化学能等。
根据能量守恒定律，系统中所有形式的能量的总和不会发生变化，只会相互转化。
二、熵增定律熵增定律是热力学中的另一个重要定律，它描述了自然界中熵（系统的无序程度）的增加趋势。
根据熵增定律，一个孤立系统的熵在正向过程中总是增加的。
熵增定律可以从微观角度解释。
在一个孤立系统中，分子的运动是随机的，当系统发生变化时，分子的排列和速度分布也会发生变化，从而导致系统的熵增加。
这个过程是不可逆的，即无法逆转。
三、热力学温标热力学温标是用来测量温度的尺度，它是建立在热力学定律基础上的。
热力学温标与其他温标（如摄氏温标、华氏温标）不同的是，它是基于热力学过程的性质进行定义的。
热力学温标的基本原理是根据热力学过程的可逆性，将温度定义为系统的热平衡状态下的某个性质。
在热平衡状态下，系统内部各部分之间没有宏观的热量传递，即系统各部分的温度相等。
热力学温标的单位是开尔文（K）。
四、热力学过程热力学过程是指物质在不同温度和压力条件下发生的变化过程。
根据热力学定律，热力学过程可以分为准静态过程和非准静态过程。
准静态过程是指系统在每一步都处于平衡状态下进行的过程。
在准静态过程中，系统的各个参数（如温度、压力、体积等）都发生连续变化，且变化过程非常缓慢，以至于系统始终处于平衡状态。
准静态过程是热力学中用来推导和分析问题的一种理想化模型。
非准静态过程是指系统在进行过程中不处于平衡状态下的过程。
物理化学知识点总结(热力学第一定律)
热力学第一定律一、基本概念1.系统与环境敞开系统：与环境既有能量交换又有物质交换的系统。
封闭系统：与环境只有能量交换而无物质交换的系统。
（经典热力学主要研究的系统）孤立系统：不能以任何方式与环境发生相互作用的系统。
2.状态函数：用于宏观描述热力学系统的宏观参量，例如物质的量n、温度T、压强p、体积V等。
根据状态函数的特点，我们把状态函数分成：广度性质和强度性质两大类。
广度性质：广度性质的值与系统中所含物质的量成正比，如体积、质量、熵、热容等，这种性质的函数具有加和性，是数学函数中的一次函数，即物质的量扩大a倍，则相应的广度函数便扩大a倍。
强度性质：强度性质的值只与系统自身的特点有关，与物质的量无关，如温度，压力，密度，摩尔体积等。
注：状态函数仅取决于系统所处的平衡状态，而与此状态的历史过程无关，一旦系统的状态确定，其所有的状态函数便都有唯一确定的值。
二、热力学第一定律热力学第一定律的数学表达式：对于一个微小的变化状态为：dU=公式说明：dU表示微小过程的内能变化，而δQ和δW则分别为微小过程的热和功。
它们之所以采用不同的符号，是为了区别dU是全微分，而δQ和δW不是微分。
或者说dU与过程无关而δQ和δW却与过程有关。
这里的W既包括体积功也包括非体积功。
以上两个式子便是热力学第一定律的数学表达式。
它们只能适用在非敞开系统，因为敞开系统与环境可以交换物质，物质的进出和外出必然会伴随着能量的增减，我们说热和功是能量的两种传递形式，显然这种说法对于敞开系统没有意义。
三、体积功的计算1.如果系统与环境之间有界面，系统的体积变化时，便克服外力做功。
将一定量的气体装入一个带有理想活塞的容器中，活塞上部施加外压。
当气体膨胀微小体积为dV时，活塞便向上移动微小距离dl，此微小过程中气体克服外力所做的功等于作用在活塞上推力F与活塞上移距离dl的乘积因为我们假设活塞没有质量和摩擦，所以此活塞实际上只代表系统与环境之间可以自由移动的界面。
高中物理公式及知识点汇总-热学
高中物理公式及知识点汇总-热学高中物理中，热学是一个重要的领域，涉及到热传导、热膨胀、热力学等内容。
下面我将为大家整理出一些常见的物理公式和知识点。
热力学1. 热力学第一定律（能量守恒定律）:ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做功。
2. 内能的计算公式：ΔU = nCΔT其中，ΔU表示内能的变化，n表示物质的摩尔数，C表示摩尔定容热容，ΔT表示温度的变化。
3. 理想气体状态方程：PV = nRT其中，P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的摩尔数，R表示气体常数，T表示气体的温度。
4. 热力学第二定律（克劳修斯表述）：热量不会自发地从低温物体传递到高温物体。
5. 熵的变化与热量传递的关系：ΔS = Qrev/T其中，ΔS表示熵的变化，Qrev表示可逆过程中的吸收的热量，T表示温度。
热传导1. 热传导的热流量公式：Q/t = kAΔT/L其中，Q/t表示单位时间内传导的热量，k表示热传导系数，A 表示传热面积，ΔT表示温度差，L表示传热长度。
2. 热传导的热阻公式：R = L/ (kA)其中，R表示热阻，L表示传热长度，k表示热传导系数，A 表示传热面积。
3. 热传导的导热方程：∂Q/∂t = -k∇²T其中，∂Q/∂t表示单位时间内通过单位面积的热流量，k为热传导系数，∇²T表示温度在空间中的二阶偏导数。
热膨胀1. 线膨胀的计算公式：ΔL = αL₀ΔT其中，ΔL表示长度的变化，α表示线膨胀系数，L₀表示初始长度，ΔT表示温度的变化。
2. 面膨胀的计算公式：ΔA = 2αA₀ΔT其中，ΔA表示面积的变化，α表示面膨胀系数，A₀表示初始面积，ΔT表示温度的变化。
3. 体膨胀的计算公式：ΔV = βV₀ΔT其中，ΔV表示体积的变化，β表示体膨胀系数，V₀表示初始体积，ΔT表示温度的变化。
热辐射1. 斯特藩—玻尔兹曼定律：P = εσA(T² - T₀²)其中，P表示单位时间内通过单位面积的辐射功率，ε表示发射率，σ为斯特藩—玻尔兹曼常数，A表示面积，T为温度，T₀为参考温度。
高中物理知识全解3.4热力学定律
⾼中物理知识全解3.4热⼒学定律⾼中物理知识全解 3.4 热⼒学定律⼀：热⼒学第⼀定律①功与内能绝热过程：系统只由于外界对它做功⽽与外界交换能量它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫绝热过程注意：在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功⽅式⽆关，仅与做功数量有关。
内能：任何⼀个热⼒学系统都必定存在⼀个只依赖于系统⾃⾝状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。
我们把这个物理量称为系统的内能—U⼀个热⼒学系统的绝热过程中：21VU U U W W PS P VS-====【】注意：在⼀个热⼒学系统的绝热过程中：外界对系统做功，系统内能增⼤，系统对外界做功，系统内能减⼩；外界对系统做多少功，系统内能增⼤多少，系统对外界做多少功，系统内能减⼩多少。
②热与内能热量：热量是⼀个热⼒学系统在单纯的热传递过程中系统内能变化的量度。
所以热量只有在涉及能量的传递才有意义。
不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出多少热量。
⼀个热⼒学系统在单纯的热传递过程中：Q U=注意：⼀个热⼒学系统在单纯的热传递过程中：吸收了热量，系统内能增⼤，放出了热量，系统内能减⼩；吸收了多少热量，系统内能增⼤多少，放出了多少热量，系统内能减⼩多少。
拓展：⽐热容物质的⽐热容不仅与物质的种类有关还与所进⾏的过程有关。
在⼯程应⽤上常⽤的有定压⽐热容、定容⽐热容和饱和状态⽐热容三种。
在中学范围内，简单（不严格）的定义为：单位质量的某种物质温度升⾼1℃所吸收的热量（或降低1℃所释放的热量）叫做这种物质的⽐热容，⽤符号C表⽰。
【Q Cm t=】例：⽓体温度每升⾼1K所吸收的热量与所经历的过程有关。
③热⼒学第⼀定律热⼒学第⼀定律：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。
Q+U W=注意：计算系统内能的增量时，⼀定要注意热传递Q与做功W的正、负性及正、负所代表的物理意义。
【例题】⼀绝热容器内封闭着⼀些⽓体，容器在⾼速运输途中突然停下来，则（）A.因⽓体温度与机械运动的速度⽆关，故容器中温度不变B.因容器是绝热的，故容器中⽓体温度不变C.因容器突然停⽌运动，⽓体分⼦运动的速度亦随之减⼩，故容器中温度降低D.容器停⽌运动时，由于分⼦和容器壁的碰撞，机械运动的动能转化为分⼦热运动的动能，故容器中⽓体温度将升⾼解析：容器停⽌过程中，分⼦与容器壁碰撞，容器对分⼦做功，使容器的部分动能转化成分⼦热运动动能，故⽓体温度升⾼。
新教材 人教版高中物理选择性必修第三册 第三章 热力学定律(知识点详解及配套习题)
第三章热力学定律1．功、热和内能的改变................................................................................................ - 1 -2. 热力学第一定律....................................................................................................... - 10 -3. 能量守恒定律........................................................................................................... - 10 -4. 热力学第二定律....................................................................................................... - 18 -章末复习提高................................................................................................................ - 28 -1．功、热和内能的改变一、功和内能1．焦耳的实验(1)绝热过程：系统只由于外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热。
(2)代表性实验①重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升；②通过电流的热效应给水加热。
(3)实验结论：要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个状态决定，而与做功的方式无关。
2．功和内能(1)内能：任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。
热力学三大定律知识总结
热力学三大定律总结热力学第一定律是能量守恒定律。
热力学第二定律有几种表述方式：克劳修斯表述为热量可以自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体；开尔文-普朗克表述为不可能从单一热源吸取热量，并将这热量完全变为功，而不产生其他影响。
以及熵增表述：孤立系统的熵永不减小。
热力学第三定律通常表述为绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零，或者绝对零度（T=0）不可达到。
一、第一定律热力学第一定律也就是能量守恒定律。
自从焦耳以无以辩驳的精确实验结果证明机械能、电能、内能之间的转化满足守恒关系之后，人们就认为能量守恒定律是自然界的一个普遍的基本规律。
1、内容一个热力学系统的内能U增量等于外界向它传递的热量Q与外界对它做功A的和。
（如果一个系统与环境孤立，那么它的内能将不会发生变化。
）2、符号规律热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功，向外界散热和内能减少的情况，因此在使用：△E=-W+Q时，通常有如下规定：①外界对系统做功，A>0,即W为正值。
②系统对外界做功，A<0,即W为负值。
③系统从外界吸收热量，Q>0，即Q为正值④系统从外界放出热量，Q<0，即Q为负值⑤系统内能增加，△U>0，即△U为正值⑥系统内能减少，△U<0，即△U为负值3、理解从三方面理解（1）如果单纯通过做功来改变物体的内能，内能的变化可以用做功的多少来度量，这时系统内能的增加（或减少)量△U就等于外界对物体（或物体对外界）所做功的数值，即△U=A（2）如果单纯通过热传递来改变物体的内能，内能的变化可以用传递热量的多少来度量，这时系统内能的增加（或减少)量△U就等于外界吸收（或对外界放出）热量Q的数值，即△U=Q（3）在做功和热传递同时存在的过程中，系统内能的变化，则要由做功和所传递的热量共同决定。
在这种情况下，系统内能的增量△U 就等于从外界吸收的热量Q和外界对系统做功A之和。
高中物理 10.3热力学第一定律 能量守恒定律详解
高中物理| 10.3热力学第一定律能量守恒定律详解热力学第一定律能量守恒定律热力学是研究物质世界中有关热现象的宏观理论，它不涉及物质的微观结构，而是将一物质系统中大量粒子看作一个整体，研究系统所表现的各种宏观性质和规律。
热力学第一定律是热力学的基本定律，是一个包括热现象在内的能量守恒与转化的定律。
热力学第一定律首先涉及到内能功热量的基本概念内能功热量内能广义上的内能，是指某物体系统由其内部状态所决定的能量。
某给定理想气体系统的内能，是组成该气体系统的全部分子的动能之和，其值为，由状态参量T决定，内能E=E（T），是状态参量T的单值函数。
真实气体的内能除了其全体分子的动能外还包括分子之间的引力势能。
实验证明人，真实气体的内能，是状态参量T 和V （或ρ）的函数，即E=E（T，V）或E=E（T，P）。
总之，某给定气体系统的内能。
只由该系统的状态所决定，在热力学中内能是一个重要的状态量。
功气体系统体积变化过程所做的功（体积功）元功气体膨胀dV＞0 系统对外做正功dA＞0气体被压缩 dV＜0 系统对外做负功dA＜0体积从 Va变到Vb系统所做的功沿a c d过程的功不等于沿a d b过程的功系统通过体积变化实现作功。
热力学中的功是与系统始末状态和过程都有关的一种过程量。
热量热量是系统与外界仅由于温度不同而传递的能量。
若改用摩尔热容C，即1mol的物质温度升高1K时所吸收的热量则系统由温度T1 变到温度T2的过程中所吸收的热量系统吸收的热量为正Q＞0。
若计算结果Q＜0则表示系统放热。
热量必须与过程相联系，只有发生过程才有吸收或放出热量可言。
系统从某一状态变到另一状态，若其过程不同，则吸或放的热量也会不同。
故热量也是过程量内能功热量的国际标准单位都是焦耳（J ）热力学第一定律在任何一个热力学过程中，系统所吸收的热量等于系统内能的增量E2-E1与系统对外作功 A 之和。
Q=E2-E1+A热力学第一定律是包括热现象在内的能量守恒与转化定律的一种表达形式。
物理学中的热力学第二定律知识点
物理学中的热力学第二定律知识点热力学第二定律是热力学的基本定律之一，它描述了热量的传递方式以及自然界中不可逆过程的方向性。
本文将介绍热力学第二定律的基本概念、表述方式以及其应用领域。
一、热力学第二定律的基本概念热力学第二定律是关于热力学过程不可逆性的一个重要定律。
它主要包含以下几个基本概念：1. 热机热机是将热能转化为机械能的装置，例如汽车发动机和蒸汽机等。
热机的工作过程既有可逆过程，也有不可逆过程。
2. 热源和冷源热源是指能够提供热量的物体或系统，通常温度较高；而冷源是指能够吸收热量的物体或系统，通常温度较低。
3. 热量的传递热量的传递可以通过传导、对流和辐射等方式实现。
无论哪种方式，热量总是从高温物体流向低温物体。
二、热力学第二定律的表述方式热力学第二定律可以通过多种形式进行表述，其中常见的包括以下几种方式：1. 克劳修斯表述克劳修斯表述（Clausius statement）认为，不可能自发地把热量从低温物体传递给高温物体，而不引起其他效应。
2. 开尔文表述开尔文表述（Kelvin statement）认为，不可能从单一热源吸热，完全转化为功而无余热放出。
3. 普朗克表述普朗克表述（Planck statement）将热力学第二定律表述为熵的不减原理，即任何孤立系统的熵都不会减少。
三、热力学第二定律的应用领域热力学第二定律在许多领域都有重要应用，以下列举几个常见的应用领域：1. 热机效率热力学第二定律对热机效率的理论上限进行了限制。
热机效率是指工作输出与热量输入之比，根据卡诺热机的理论，最高效率可达到1-T2/T1，其中T1和T2分别为热机的高温热源和低温热源的温度。
2. 熵增定律根据热力学第二定律，孤立系统内的熵总是增加的。
这一原理被广泛应用于化学反应、生物学和工程领域等。
3. 热泵和制冷系统热力学第二定律为热泵和制冷系统的工作原理提供了理论基础。
热泵是将热量从低温区域传递到高温区域的装置，而制冷系统则是将热量从低温区域排出以降低温度。
热力学第二定律知识点总结
热力学第二定律知识点总结热力学是研究能量转化和能量传递规律的学科，其中热力学第二定律是热力学的核心和基础。
热力学第二定律描述了自然界中热量如何传递的方向和限制。
本文将对热力学第二定律的几个重要知识点进行总结。
一、热力学第二定律的表述热力学第二定律有多种表述形式，其中最为常见的是克劳修斯表述和开尔文表述。
克劳修斯表述指出，不能将能量从低温物体传递到高温物体而不引起其他变化。
换句话说，热量只能从高温物体传递到低温物体，不可能自发地从低温物体移动到高温物体中。
开尔文表述则强调了热力学第二定律的实际应用，它指出热量不可能从自发流动的热源中完全转化为功，一定会有一部分热量转化为无用的热量，最终导致热能的不可逆损失。
二、熵的概念熵是描述热力学系统混乱程度或无序程度的物理量。
熵的增加表示系统的混乱度增加，而熵的减少则表示系统的混乱度减少。
根据热力学第二定律，孤立系统的熵总是会增加，不可能自发减少。
根据熵的定义，我们可以得出一个结论：任何自发过程都会伴随着熵的增加。
这也是为什么自发发生的过程是不可逆的原因之一。
熵的增加导致能量的不可逆转化，使得系统无法恢复到原来的状态。
三、热机效率和热泵效率热机效率是指热机从热源中吸收的热量与做功所消耗的热量之比。
根据热力学第二定律，热机效率的上限由克劳修斯表述给出，即热机效率不能超过1减去低温热源与高温热源的温度比之间的比值。
热泵效率是指热泵从低温热源中吸收的热量与提供给高温热源的热量之比。
热泵效率的上限同样由克劳修斯表述限制。
四、热力学不可逆性热力学第二定律揭示了热力学过程的不可逆性。
不可逆性的存在使得热流只能从高温物体传递到低温物体，而不能反向流动。
不可逆性还导致了热机效率和热泵效率的存在上限。
热力学第二定律的不可逆性在自然界广泛存在，如热传导、功的转化等过程都受到了不可逆性的约束。
能量的不可逆流动使得一部分能量转化为无用的热量，增加了能量损失。
五、热力学第二定律的应用热力学第二定律在工程和科学研究中有着广泛的应用。
热力学三大基本定律是什么？一文带你搞懂
热力学三大基本定律是什么？一文带你搞懂虽然从远古时期人类早就学会了取火和用火，人们就注意探究热、冷现象本身。
但是热力学成为一门系统的学科却要到19世纪，在19世纪40年代前后，人们已经形成了这样的观念:自然界的各种现象间都是相互联系和转化的。
人们对热的研究也不再是孤立地进行，而是在热与其他现象发生转化的过程中认识热，特别是在热与机械功的转比中认识热。
热力学在发展过程中形成了三大基本定律，它们构成了热力学的核心。
热力学第一定律：能量守恒定律德国物理学家迈尔从1840年起就开始研究自然界各种现象间的转化和联系。
在他的论文《与有机运动相联的新陈代谢)中，把热看作“力”(能量)的一一种形式，他指出'热是能够转比为运动的力“。
他还根据当时的气体定压和定容比热的资料,计算出热的机械功当量值为367kgm/千k。
在论文中，迈尔详细考察了当时已知的几种自然现象的相互转化，提出了“力“不灭思想，迈尔是最早表述了能量守恒定律也就是热力学第一定律的科学家。
1847年，德国科学家亥姆霍兹发表了著作《论力的守恒》。
他提出一切自然现象都应该用中心力相互作用的质点的运动来解释，这个时候热力学第一定律也就是能量守恒定律已经有了一个模糊的雏形。
1850年，克劳修斯发表了《论热的动力和能由此推出的关于热学本身的定律》的论文。
他认为单一的原理即“在一切由热产生功的情况，有一个和产生功成正比的热量被消耗掉，反之，通过消耗同样数量的功也能产生这样数量的热。
” 加上一个原理即“没有任何力的消耗或其它变化的情况下，就把任意多的热量从一个冷体移到热体，这与热素的行为相矛盾”来论证。
把热看成是一种状态量。
由此克劳修斯最后得出热力学第一定律的解析式：dQ=dU-dW从1854年起，克劳修斯作了大量工作，努力寻找一种为人们容易接受的证明方法来解释这条原理。
经过重重努力，1860年，能量守恒原理也就是热力学第一定律开始被人们普遍承认。
能量守恒原理表述为一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。
高中物理第十章热力学定律热力学第一定律能量守恒定律教材梳理素材
3 热力学第一定律能量守恒定律庖丁巧解牛知识·巧学一、热力学第一定律1.热力学第一定律的研究对象研究功、热量跟内能的变化之间的定量关系.2。
热力学第一定律的表达式我们知道，做功和热传递都可以改变物体的内能.在一般情况下，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=Q+W。
上式所表示的功、热量跟内能改变之间的关系，叫做热力学第一定律。
深化升华热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功、向外界散热和内能减少的情况.3.对公式ΔU=Q+W符号的规定外界对系统做功,W＞0,即W为正值;系统对外界做功，也就是外界对系统做负功，W＜0，即W为负值；外界对系统传递热量，也就是系统从外界吸收热量，Q＞0，即Q为正值;外界对系统吸收热量，也就是系统向外界放出热量，Q＜0，即Q为负值；系统内能增加，ΔU＞0，即ΔU为正值；系统内能减少,ΔU＜0，即ΔU为负值。
联想发散(1)物体与外界没有热交换时（绝热过程）：外界对物体做多少功，它的内能就增加多少，反之物体对外界做功多少,它的内能就减少多少.ΔU=W，其中ΔU表示内能的增量，内能增加，ΔU取正，内能减少，ΔU取负；W表示功，外界对物体做功,W取正,物体对外界做功，W 取负，做功的过程，物体的体积必发生变化.（2)物体与外界间没有做功时，物体从外界吸收多少热量，它的内能就增加多少；物体向外界放出多少热量，它的内能就减少多少,ΔU=Q,其中Q表示热量，物体从外界吸热,Q取正，物体向外界放热,Q取负。
二、能量守恒定律1。
不同形式的能量之间可以相互转化（1）自然界中能量的存在形式：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷在电场中具有电势能、原子核内部的运动具有原子能等等，可见，在自然界中，不同的能量形式与不同的运动形式相对应.（2）不同形式能量之间的转化：“摩擦生热”是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时,水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等.这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化,且这一转化过程是通过做功来完成的。
热力学定律
热力学定律基础知识归纳一、功和内能1、绝热过程：系统只由于外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热也不向外界放热2、要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个状态决定而与做功的方式无关．二、内能1、内能概念：任何一个热力学系统都存在一个依赖系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差值等于外界在绝热过程中对系统所做的功，我们把这个物理量称为系统的内能．2、在绝热过程中做功与内能的变化关系：ΔU＝W三、热和内能1、热传递：热量从高温物体传到低温物体的过程．2、关系描述：热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度．3、公式表达：ΔU＝Q四、功和内能的关系1、内能与内能的变化的关系（1）物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和势能之和．在微观上由分子数和分子热运动激烈程度及相互作用力决定，宏观上体现为物体温度和体积，因此物体的内能是一个状态量．（2）当物体温度变化时，分子热运动激烈程度发生改变，分子平均动能变化．物体体积变化时，分子间距离变化，分子势能发生变化，因此物体的内能变化只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关．2、做功与内能的变化的关系（1）做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程．（2）在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，就有多少内能转化为其他形式的能，物体的内能就减少多少．3、功和内能的区别（1）功是过程量，内能是状态量．（2）在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化．（3）物体的内能大，并不意味着做功多．在绝热过程中，只有内能变化较大时，对应着做功较多．五、“温度”、“热量”、“功”、“内能”的辨析1、内能和温度从宏观看，温度表示的是物体的冷热程度；从微观看，温度反映了分子热运动的剧烈程度，是分子平均动能的标志．物体的温度升高，其内能一定增加．但物体吸收热量内能增加时，温度却不一定升高．2、内能和热量（1）热量的概念在涉及能量传递时才有意义．我们不能说一个物体具有多少热量，只能说在传热过程中物体吸收或放出了多少热量．（2）在单纯传热的过程中，物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减小，热量是内能改变的量度．3、热量和做功（1）热量和功，都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量还与一定量的功相当，热量可以通过系统转化为功，功也可以通过系统过程转化为热量，但它们之间有着本质的区别．（2）用做功来改变系统的内能，是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程．（3）用传热来改变系统的内能，是系统间内能转移的过程．六、热力学第一定律1、内容：一个物体，如果跟外界同时发生做功和热传递的过程物体内能的增加为 U=W+Q，即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功的和。
高中物理考前重要知识点总结归纳
高中物理考前重要知识点总结归纳高中物理有关热力学定律学问点总结1.热力学第肯定律W+Q=ΔU{(做功和热传递，这两种转变物体内能的方式，在效果上是等效的)，W:外界对物体做的正功(J)，Q:物体汲取的热量(J)，ΔU:增加的内能(J)，涉及到第一类永动机不行造出2.热力学其次定律克氏表述：不行能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其它改变(热传导的方向性);开氏表述：不行能从单一热源汲取热量并把它全部用来做功，而不引起其它改变(机械能与内能转化的方向性){涉及到其次类永动机不行造出3.热力学第三定律热力学零度不行到达{宇宙温度下限：273.15摄氏度(热力学零度)｝注:(1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小，布朗运动越明显,温度越高越猛烈;(2)温度是分子平均动能的标志;(3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;(4)分子力做正功，分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;(5)气体膨胀,外界对气体做负功W0;温度上升，内能增大ΔU0;汲取热量，Q0(6)物体的内能是指物体全部的分子动能和分子势能的总和，对于抱负气体分子间作用力为零，分子势能为零;(7)r0为分子处于平衡状态时，分子间的距离;(8)其它相关内容：能的转化和定恒定律/能源的开发与利用、环保/物体的内能、分子的动能、分子势能。
高中物理有关电场学问点总结1.两种电荷(1)自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷.(2)电荷守恒定律2.库仑定律(1)内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上.(2)适用条件:真空中的点电荷.点电荷是一种抱负化的模型.假如带电体本身的线度比互相作用的带电体之间的距离小得多，以致带电体的体积和样子对互相作用力的影响可以忽视不计时，这种带电体就可以看成点电荷，但点电荷自身不肯定很小，所带电荷量也不肯定很少.3.电场强度、电场线(1)电场:带电体四周存在的一种物质，是电荷间互相作用的媒体.电场是客观存在的，电场具有力的特性和能的特性.(2)电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值，叫做这一点的电场强度.定义式:E=F/q方向:正电荷在该点受力方向.(3)电场线:在电场中画出一系列的从正电荷动身到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向全都，这些曲线叫做电场线.电场线的性质:①电场线是起始于正电荷(或无穷远处)，终止于负电荷(或无穷远处);②电场线的疏密反映电场的强弱;③电场线不相交;④电场线不是真实存在的;⑤电场线不肯定是电荷运动轨迹.(4)匀强电场:在电场中，假如各点的场强的大小和方向都相同，这样的电场叫匀强电场.匀强电场中的电场线是间距相等且相互平行的直线.(5)电场强度的叠加:电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和.4.电势差U:电荷在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功WAB与电荷量q的比值WAB/q叫做AB两点间的电势差.公式:UAB=WAB/q电势差有正负:UAB=UBA，一般常取肯定值，写成U.5.电势φ:电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差.(1)电势是个相对的量，某点的电势与零电势点的选取有关(通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势).因此电势有正、负，电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低.(2)沿着电场线的方向，电势越来越低.6.电势能:电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处(电势为零处)电场力所做的功ε=qU7.等势面:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面.(1)等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功.(2)等势面肯定跟电场线垂直，而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面.(3)画等势面(线)时，一般相邻两等势面(或线)间的电势差相等.这样，在等势面(线)密处场强大，等势面(线)疏处场强小.8.电场中的功能关系(1)电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关.计算方法有:由公式W=qEcosθ计算(此公式只适合于匀强电场中)，或由动能定理计算.(2)只有电场力做功，电势能和电荷的动能之和保持不变.(3)只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变.9.静电屏蔽:处于电场中的空腔导体或金属网罩，其空腔部分的场强到处为零，即能把外电场遮住，使内部不受外电场的影响，这就是静电屏蔽.点击查看：高中物理学问点总结10.带电粒子在电场中的运动(1)带电粒子在电场中加速带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量.(2)带电粒子在电场中的偏转带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后，做类平抛运动.垂直于场强方向做匀速直线运动(3)是否考虑带电粒子的重力要依据详细状况而定.一般说来:①基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的示意以外，一般都不考虑重力(但不能忽视质量).②带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的示意以外，一般都不能忽视重力.(4)带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力，因此可以用两种方法处理:①正交分解法;②等效“重力”法.11.示波管的原理:示波管由电子枪，偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空.假如在偏转电极′上加扫描电压，同时加在偏转电极YY′上所要讨论的信号电压，其周期与扫描电压的周期相同，在荧光屏上就显示出信号电压随时间改变的图线.12.电容定义:电容器的带电荷量跟它的两板间的电势差的比值[留意]电容器的电容是反映电容本身贮电特性的物理量，由电容器本身的介质特性与几何尺寸确定，与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。
热学三定律
浅析热力学三大定律一、第一定律热力学第一定律也叫能量不灭原理，就是能量守恒定律。
简单的解释如下：ΔU = Q+ W或ΔU=Q-W（目前通用这两种说法，以前一种用的多）定义：能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。
基本内容：热可以转变为功，功也可以转变为热；消耗一定的功必产生一定的热，一定的热消失时，也必产生一定的功。
普遍的能量转化和守恒定律在一切涉及热现象的宏观过程中的具体表现。
热力学的基本定律之一。
热力学第一定律是对能量守恒和转换定律的一种表述方式。
热力学第一定律指出，热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换，在传递和转换过程中，能量的总值不变。
表征热力学系统能量的是内能。
通过作功和传热，系统与外界交换能量，使内能有所变化。
根据普遍的能量守恒定律，系统由初态Ⅰ经过任意过程到达终态Ⅱ后，内能的增量ΔU应等于在此过程中外界对系统传递的热量Q 和系统对外界作功A之差，即UⅡ－UⅠ＝ΔU＝Q－W或Q＝ΔU＋W这就是热力学第一定律的表达式。
如果除作功、传热外，还有因物质从外界进入系统而带入的能量Z，则应为ΔU＝Q－W＋Z。
当然，上述ΔU、W、Q、Z均可正可负（使系统能量增加为正、减少为负）。
对于无限小过程，热力学第一定律的微分表达式为δQ＝dU＋δW因U是态函数，dU是全微分[1]；Q、W是过程量，δQ和δW只表示微小量并非全微分，用符号δ以示区别。
又因ΔU或dU只涉及初、终态，只要求系统初、终态是平衡态，与中间状态是否平衡态无关。
热力学第一定律的另一种表述是：第一类永动机是不可能造成的。
这是许多人幻想制造的能不断地作功而无需任何燃料和动力的机器，是能够无中生有、源源不断提供能量的机器。
显然，第一类永动机违背能量守恒定律。
二、第二定律1.定义①热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体(不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化，这是按照热传导的方向来表述的)。
《热力学第一定律》 知识清单
《热力学第一定律》知识清单一、热力学第一定律的基本概念热力学第一定律，也称为能量守恒定律，是热力学的基本定律之一。
它指出，在一个封闭系统中，能量可以在不同形式之间转换，但总能量始终保持不变。
这个定律的核心思想是：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。
为了更好地理解这一定律，我们首先需要明确几个关键概念。
1、系统系统是我们研究的对象，可以是一个容器中的气体、一个热机，或者是整个地球的生态系统等。
2、环境系统之外的一切都称为环境。
3、内能内能是系统内部所具有的能量，包括分子的动能、分子间的势能以及分子内部的能量等。
内能是一个状态函数，只取决于系统的当前状态，而与系统的历史和达到当前状态的过程无关。
4、功功是系统与环境之间通过机械作用传递的能量。
例如，当气体膨胀时，它会对周围环境做功；反之，当环境对气体压缩时，环境对气体做功。
5、热热是系统与环境之间由于温度差而传递的能量。
热传递的方向总是从高温物体到低温物体。
二、热力学第一定律的表达式热力学第一定律的数学表达式为：ΔU ＝ Q ＋ W其中，ΔU 表示系统内能的变化，Q 表示系统从环境吸收的热量，W 表示系统对外界所做的功。
如果系统从环境吸收热量 Q 为正，向环境放出热量 Q 为负；系统对外界做功 W 为负，外界对系统做功 W 为正。
这个表达式清晰地表明了内能、热量和功之间的关系。
当系统吸收热量并且外界对系统做功时，内能增加；当系统放出热量并且对外做功时，内能减少。
三、热力学第一定律的应用1、热机热机是将热能转化为机械能的装置，例如蒸汽机、内燃机等。
在热机的工作过程中，燃料燃烧产生的热量一部分转化为有用的机械能，另一部分则以废热的形式排放到环境中。
根据热力学第一定律，热机从高温热源吸收的热量 Q1，一部分用于对外做功 W，另一部分排放到低温热源 Q2。
其效率η 定义为对外做功 W 与从高温热源吸收的热量 Q1 的比值，即η ＝ W ／ Q1 。
高中物理公式及知识点汇总-热学
(3)r>r(0)，f(引)>f(斥)，F(分子力)表现为引力
(4)r>10r(0)，f(引)＝f(斥)≈0，F(分子力)≈0，E(分子势能)≈0
4、气体的性质
4-1、气体的状态参量：
4-1-1、温度：
NA＝6.02×10^（23）/mol
分子直径数量级10^（-10）米
5、油膜法测分子直径：
d＝V/s
V:单分子油膜的体积(m^3)
S:油膜表面积(m^2)
6、分子动理论内容：
物质是由大量分子组成的；
大量分子做无规则的热运动；
分子间存在相互作用力。
7、分子间的引力和斥力：
(1)r<r(0)，f(引)<f(斥)F(分子力)表现为斥力
六ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ热学
1、热力学第一定律：
W+Q＝ΔU
做功和热传递，这两种改变物体内能的方式，在效果上是等效的
符号法则：
外界对物体做功，W为“+”。物体对外做功，W为“-”；
物体从外界吸热，Q为“+”；物体对外界放热，Q为“-”。
物体内能增量ΔU是取“+”；物体内能减少，ΔU取“-”。
W:外界对物体做的正功(J)，Q:物体吸收的热量(J)，ΔU:增加的内能(J)，涉及到第一类永动机不可造出
2、热力学第二定律
表述一：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。
表述二：不可能从单一的热源吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他变化。
表述三：第二类永动机是不可能制成的。
3、热力学第三定律：
热力学零度不可达到｛宇宙温度下限：－273.15摄氏度（热力学零度）｝
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《热力学定律》知识梳理
【功和内能】
焦耳实验
内能
【热和内能】
【改变系统内能的两种方式】
做功和热传递
热传递有三种不同的方式：热传导、热对流和热辐射
这两种方式改变系统的内能是等效的
区别：做功是系统内能和其他形式能之间发生转化；热传递是不同物体（或物体的不同部分）之间内能的转移
【热力学第一定律】
热力学第一定律：W
=
∆
U+
Q
能量守恒定律:
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，或者从一个物体转移到另一物体，在转化和转移的过程中其总量不变
第一类永动机不可制成是因为其违背了热力学第一定律
【热力学第二定律】
热力学第二定律：物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律
热力学第一定律的两种表述：
热量不能自发地从低温物体传到高温物体
不可能从单一热库吸收热量，使之完全便成功，而不产生其他影响
第二类永动机不可制成是因为其违背了热力学第二定律（一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行）
熵是分子热运动无序程度的定量量度，在绝热过程或孤立系统中，熵是增加的。
能量耗散
系统的内能流散到周围的环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用。
【能源和可持续发展】。