热力学第一第二定律
热力学第一二定律
【生活实际运用】 大家都知道热空气向上升，因此高山顶上的气 温似乎要比地面气温高，但实际情况正好相反， 根据学过知识怎样解释这种现象?
例题：
关于物体的内能，下列说法正确的是（ B、C ）
A．相同质量的两种物体，升高相同的温度，内 能增量一定相同
B．一定量0℃的水结成0℃的冰，内能一定减少 C．一定量气体体积增大，但既不吸热也不放热， 内能一定减少 D．一定量气体吸收热量而保持体积不变，内能 一定减少
下列关于热传递的说法中，正确的是（ B ） A、热量是从含热量较多的物体传给含热量较少的 物体
B、热量是从温度较高的物体传给温度较低的物体 C、热量是从内能较多的物体传给内能较少的物体 D、热量是从比热容大的物体传给比热容小的物体
• 热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方 向自发地进行，但是向相反的方向却不能自发地进行。
• 要实现相反方向的过程，必须借助外界的帮助，因而 产生其它影响或引起其它变化。
C
B、物体对外作功，内能一定减小
C、物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不 变
D、物体放出热量，同时对外做功，内能可能不 变
2、2004年全国：一定量的气体吸收热量，体
积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相
比
D
A、气体内能一定增加
B、气体内能一定减小
C、气体内能一定不变
D、气体内能是增是减不能确定
2．做功和热传递在改变物体的内能上是等效的．
3．做功和热传递在本质上是不同的：
做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内 能之间的转化（不同形式能量间的转化） 热传递使物体的内能改变，是物体间内能的转移 （同种形式能量的转移）
三．热力学第一定律：物体内能的增加等于外界对物体所 做的功与从外界吸收的热量之和．
第2章热力学第一定律和第二定律
能量转换方向性的 实质是能质有差异
无限可转换能—机械能，电能
部分可转换能—热能 T T0
不可转换能—环境介质的热力学能
19
能质降低的过程可自发进行，反之需一定条件-----补偿 过程，其总效果是总体能质降低。
q1 q2 wnet
代价
q2 T1 T2
q2
T2 T1
代价
wnet q1 q2
20
2.3.2 热力学第二定律的两种典型表述
1.克劳修斯叙述——热量不可能自发地不花代价地从低温 物体传向高温物体。
2.开尔文--普朗克叙述——不可能制造循环热机，只从一 个热源吸热，将之全部转化为功，而 不在外界留下任何影响。
3.热力学第二定律各种表述的等效性
T1 失去Q1– Q2 T2 无得失 热机净输出功Wnet= Q1– Q2
c
TH TL s23 1 TL
THs23
TH
qnet q1 q2 TH TL s23 wnet
22
讨论： 1）
c f TH,TL
TH ,TL
2） TL 0,TH c 1
c
c
1
TL TH
即 wnet q1 循环净功小于吸热量，必有放热q2。
3） TL TH ,c 0
(eqm )i
Ptot
4
2.1.2 闭口系统能量方程
闭口系， δmi 0 δmj 0
Q E
2 1
ejδmj
eiδmi
Wtot
忽略宏观动能Ek和位能Ep， E U
Q U W q u w
δQ dU δW δq du δw
第一定律第一解析式— 热
功的基本表达式
p2
热力学第一定律热力学第二定律
★符号法则： 系统吸热， Q为正。 系统放热， Q为负。
★ 摩尔热容量Cm：一摩尔物质温度升高1K时系 统从外界吸取的热量。
1 dQ
Cm
( dT
)
7
四、内能
★特点：状态量 (只与始末两态有关，与中间 过程无关)
★气体的内能 E m i RT
1
是内能减少。 （温度减少）
内能变化： E cV T
22
（4）绝热线与等温线的比较
等温线 斜率
PV C
K等温
dP dV
P V
绝热线 斜率
PV C1
K绝热（P0，V0，T0）斜率之比
K绝热
K等温
K绝热
K等温
P0
V0 P0
V0
P
a 等温
结论：绝热线比等温线陡峭
2
（2）按过程的特性分类:
等容过程： dV = 0 等压过程： dP = 0
等温过程： 绝热过程： 循环过程：
dT = 0 dQ = 0，Q = 0
dE = 0 E终态 = E初态
3
3．过程曲线
P
PV 图上一种点，表达一种平衡状态。
PV 图上一条线，表达一种平衡过程。
V
非平衡态，非平衡过程不能在PV 图上表达！！
V1
V2
V
Q E A 意义： 系统吸取的热量，
dQ
dE
dA
一部分对外作功，一部分 增加本身的内能。
作功： dA PdV d(PV ) d( RT ) RdT
( A)P P(V2 V1 ) R(T2 T1 )
内能增量： dE CV dT
热力学第一定律和第二定律
热力学第一定律和第二定律热力学第一定律1. 内容：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，那么外界对物体做的功W，与物体从外界吸收的热量Q之和,等于物体的内能的增加量2. 数学表达式：W+Q=ΔU(1)Q取决于温度变化：温度升高，Q>0;温度降低，Q<0.(2)W取决于体积变化：V增大时，气体对外做功，W<0;V减小时，外界对气体做功，W>0.(3)特例：如果气体向真空扩散，那么W=0.(4)绝热过程Q=0，关键词是“绝热材料”或“变化迅速”。
3. 热力学第1定律的理解(1)做功改变物体的内能：外界对物体做功，物体内能增加;物体对外做功，物体内能减少。
在绝热过程，物体做多少功，改变多少内能。
(2)热传递改变物体的内能：外界向物体传递热量，即物体吸热，物体的内能增加;物体向外界传递热量，即物体放热，物体的内能减少。
传递多少热量，内能就改变多少。
(3)做功和热传递的实质，做功改变内能是能量的变化，用功的数值来度量;热传递改变内能是能量的转移，用热量来度量。
热力学第二定律1.热传导的方向性：热传导的过程可以自发地由高温物体向低温物体进行，但相反方向却不能自发地进行，即热传导具有方向性，是一个不可逆过程。
2.补充说明：(1)“自发地”过程就是不受外界干扰的条件下进行的自然过程;(2)热量可以自发地从高温物体向低温物体传递，却不能自发的从低温物体传向高温物体;(2)热力学第二定律的能量守恒表达式：ds≥δQ/T(3)热量可以从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响或帮助”，就是要由外界对其做功才能完成。
3.热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传向高温物体。
(2)开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功，而不引起其他变化。
热力学第一定律和第二定律
热力学第一定律和热力学第二定律通过我们对物理及热力学的学习发现了这样的规律：凡是牵涉到热现象的一切过程都有一定的方向性和不可逆性，例如热量总是从高温物体自发地传向低温物体，而从未看到热量自发地从低温物体传向高温物体，例如当我们拥有一杯热水可以通过等待热水向周围空气散热得到一杯凉水，可是当我们需要这杯凉水重新变成热水时，单纯等待散失到周围空气的热量重新回来却不可能。
又如机械能可以通过摩擦无条件地完全地转化为热量，但是热能无法在单一热源下自发地转换为机械能。
这种自然规律虽然有时候不能如我们所愿，但它对我们意义重大。
可以说是人类在地球上赖以生存的基础。
我们却难以设想传热方向未知状态下的混乱。
我们不知道传热的方向，从而会不知道一杯热水放在环境中会变凉还是会继续升温，何时才能变凉，我们把凉水放在炉子上加热却不知道热量是从凉水传向炉子，还是从炉子传向凉水。
我们会得到热水还是更凉的凉水。
从这个意义上说正如交通红绿灯是交通畅通无阻的保证传热方向规律是自然界热领域中的红绿灯。
热不可能自发地不付代价地从低温物体传至高温物体，这就是克劳修斯说的热力学第二定律不可能制造出从单一热源吸热使之全部转化成为功而不留下其他任何变化的热力发动机这就是开尔文说的热力学第二定律总结热力学第二定律的两种说法的自然过程总是使系统趋于平衡能量从高位趋于低位，存在着不平衡的自然界，无时无刻不发生着这种变化——机械运动产生热量高温物体将热量传向低温物体。
高温物体将热量传向低温物体的过程中又可能产生机械运动。
生命过程、化学过程、核反应过程都伴随着热过程的发生，自然界的运动变化中热现象担任着重要的角色。
生活常识告诉我们冬天冷玻璃杯遇开水会破裂，这些都是物质表现出来的各种热湿现象，由于地球不停地运动和变化，经过漫长的地质年代逐渐在地壳内部积累了巨大的能量。
形成了巨大的应力作用，当大地构造应力或热应力使地壳某些脆弱的地带承受不了，时发生错位或断裂以波的形式传到地面就形成了地震研究火山的学者认为；热是各种地质作用的原始驱动力，火山活动是地球内部热的不均匀性的地表，反映海底的地震和火山喷发可能引起海水中形成巨大的海浪并向外传播。
第三章热力学第一定律第四章热力学第二定律
Q k NA
29
例2（4694）某理想气体在P-V图上等温线与绝热线相交于 A点，如图，已知A点的压强P1=2×105Pa，体积 V1=0.5×10-3m3，而且A点处等温线斜率与绝热线斜率之 比为0.714，现使气体从A点绝热膨胀至B点，其体积 V2=1×10-3m3 。求 （1）B点处的压强 （2）在此过程中气体对外作的功
证明: 理想气体分子平均动能的增量 k
i k ( kT ) 2
i k T 2
28
对等压过程 Q C P T
i k k T 2 m 一摩尔刚性分子 1 M
i Q k 2 CP
Q T CP
理想气体
CV i i R k 2 2 NA NA
11
1.等容过程 （1）特征： V=恒量 ，dV=0， 参量关系: P/ T = 恒量 （2）热一律表式：
P
V
dQ dE
(Q )V E
意义：
对有限变化过程
系统吸收的热量全部用来增加系统本身的 内能。
12
（3）定容摩尔热容：1摩尔气体在等容过程中， 温度升高（或降低）1K所吸收（或放出） 1 dQ 的热量。 CV ( )V dQ CV dT dT
o
（ 1）
b
37
V
解： A1 ΔE1 Q1
A2 ΔE2 Q2
P a
（ 1）
（ 2）
A绝热 ΔE绝热 0
因为气体膨胀，
A1 0 A2 0
o
Eab A绝热
b V
A绝热 0
内能增量与过程无关，只与始末两态有关。 E1 E2 E绝热 Eab 0
热力学第一第二定律复习
热力学第二定律 一、重要概念 卡诺循环，热机效率，热力学第二定律,克劳修斯不等式 熵，规定熵，标准熵，标准摩尔反应熵，亥姆霍兹函数 ，吉布斯函数 二、主要公式与定义式 1. 可逆热机效率：η = -W / Q1 =(Q1+Q2)/ Q1 = 1 - T2 / T1 (T2 , T1 分别为低温，高温热源) 2．卡诺定理：任何循环的热温熵小于或等于0
(3) 对于凝聚相，状态函数通常近似认为只与温度有关， 而与压力或体积无关，即 d U≈d H= n Cp,m d T
(5) 相变过程 可逆相变：在温度T对应的饱和蒸气压下的相变，如水 在常压下的0℃ 结冰或冰溶解，100 ℃ 时的汽化或凝结等 过程。 由温度T1下的相变焓计算另一温度下的相变焓T T2 q q D Hm (T2)= D Hm (T1)+ D C dT
三、ΔS、ΔA、ΔG的计算 1．ΔS的计算(重点) 特例：恒温过程： ΔS = nRln(V2/V1) 恒容过程： ΔS =nCV,mln(T2/T1) 恒压过程： ΔS =nCp,mln(T2/T1) (2) 相变过程：可逆相变 ΔS =Δ H/T ； 非可逆相变 需设计路径计算 (3) 标准摩尔反应熵的计算 Δ rSmθ = ∑ vB Smθ (B，T) 2．Δ G的计算 (1) 平衡相变或反应达到平衡：Δ G=0 (2) 恒温过程：ΔG=Δ H-TΔS (3) 非恒温过程：Δ G=Δ H- ΔT S =Δ H -(T 2S2-T1S1) 注：题目若要计算Δ G，一般是恒温过程；若不是恒温， 题目必然会给出绝对熵。
(1) Δ S(隔离)>0，自发(不可逆)； Δ S(隔离)=0，平衡(可逆)。 （2）恒T、恒p、W ’=0过程(最常用)： dG<0，自发(不可逆)；dG=0，平衡(可逆)。 (3) 恒T、恒V、W ’=0过程： dA<0，自发(不可逆)； dA=0，平衡(可逆)。
热力学第一第二定律
热力学第一、第二定律 §10-2
一、 功
当气体作无摩擦的准静态膨胀或压缩时，系 V2 统对外界做功为：
功和热
W pdV
V1
气体所作的功等于p-V图上过程曲线下的面 积，气体膨胀时作正功，系统对外界做功；气体 压缩时作负功，外界对系统做功，但其数值均等 于过程曲线下的面积。 P
dW pdV
2、比热容： 单位质量的热容量称为比热容。
C 1 Q 1 dQ c lim ( ) m T 0 m T m dT
比热容与系统的质量无关，是强度量。
比热容的单位：焦耳/千克开
二、等容过程
•特点：
p
p2
p1
( p2 ,V , T2 )
( p1 ,V , T1 )
理想气体的体积保持不变 V=const
理想气体的内能仅是T的函数，与V和p无关。
六、焦耳－汤姆逊效应
1852年焦耳和汤姆逊利用节流过程发现实际气 体内能不仅是温度的函数也是体积和压强的函数。 1、节流过程
用绝热材料包着的管子中间有一个多孔塞或 节流阀，多孔塞两边维持较高压强p1和较低压强p2， 于是气体从高压一边经多孔塞缓慢地流到低压一 边，并达到稳定状态，这个过程叫节流过程。
•热容比
Cp CV
等压热容量和等容热容量的关系 以温度T和体积V为独立变量，内能的全微分为： U U dU dT dV T V V T 由热力学第一定律的微分表达式 U U Q W dU dT dV T V V T 只考虑只有体积功情况 W pdV U U Q dT dV pdV T V V T
•焓 等压过程 Q dU pdV dU d pV d U pV 定义: 状态函数 H=U+pV 为焓 有
大学物理第二章 热力学第一定律要点
2) 恒压过程：变化过程中p(系) = p(环) = 常数，(dp=0)
(ｐ(始) = ｐ(终) = 常数，为等压过程， p = 0 )
3) 恒容过程：过程中系统的体积始终保持不变 4) 绝热过程：系统与环境间无热交换的过程
5) 循环过程：经历一系列变化后又回到始态的过程。 循 环过程前后状态函数变化量均为零 。 6) 可逆过程：系统经历某过程后，能够通过原过程的反 向变化而使系统和环境都回到原来的状态
U＝f (T ,V ) U U dU dV dT V T T V
又 dT = 0, dU = 0, dV 0
U 0 V T
即： 恒温时，U不随V变化
U=f (T) 理想气体单纯 pVT 变化时，U 只是 T 的函数
（液体、固体近似成立）
§2.3 恒容热、恒压热与焓的导出 1. 恒容热（QV）：
对于封闭系统，W =0 时的恒容过程： ∵ dV=0 ，∴W = 0，有：
QV ΔU U2 U1
及 δQV dU
2. 恒压热（Qp）：
对于封闭系统，W = 0 时的恒压过程： W= – pambV= – p(V2 – V1) = – (p2V2 – p1V1)
（H的定义虽然由恒压过程导出，但可用于任何过程的计算）
H： 状态函数， 广度量， 单位 J 理想气体，单纯 pVT 变化，恒温时： ∵ U = 0 ∴ H = U + (pV) = 0 + (pV) = (nRT) = nRT = 0 H = f ( T ) 理想气体单纯 pVT 变化时，H 只是 T 的函数
摩尔热容
相变焓
B2热力学第一定律和热力学第二定律
热力学系统：大量分子组成的系统 平衡态：系统的宏观性质不随时间而变的状态，从微观上看，
分子仍在不停作热运动 p V T 不变
准静态过程：每一个中间状态都是平衡态的热力学过程 无限缓慢
做功过程：(定义外界对系统的作功为正）
dW psdl pdV
W V2 pdV V1
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
W V2 pdV V1
其物理意义为 p V图上 过程曲线与 V轴所包的面积
吸热过程：（吸收热量为正）
Q cm(t2 t1) Q C(T2 T1)
比热
摩尔热容
摩尔热容C的定义： 1mol理想气体温度升高1度所吸收的热量
dQ νCdT
C 1 dQ ν dT
等压过程
W 0
CV
i 2
CV T Q E
R 定体摩尔热容
i 2
RT
摩尔热容比
W p(V2 V1) RT
Cp i2
CV i
E i RT
2
C pT
Qp
E W
v( i R R)T 2
定压摩尔热容
i Cp 2 R R CV R
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
例 气体经过一曲线过程a到b，吸收热量为8.5104 J , 对外做功1.5104 J，如经过直线由b到a，气体吸收 热量为多少？
dQ νCdT
C 1 dQ ν dT
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
内能的变化过程： E N i
2
E
i 2
RT
CV T
kT
N NA
i 2
N AkT
内能增加为正
热力学第一定律与第二定律
热力学第一与第二定律的实验验证
01、
实验室热力学实验
测量系统的热容量
观察热力学过程
02、
验证方法
比较实验数据与理论值
重复实验观察结果
03、
应用实例
汽车发动机工作原理
电力厂能量转换
04、
热力学第一与第二定律的应用 案例
01 节能方案设计
优化能源利用
02 热力学参数分析
评估系统性能
03 循环工程优化
热力学第一定律与第二定律
汇报人：XX
2024年X月
目录
第1章 热力学第一定律的基础 第2章 热力学第二定律的提出与意义 第3章 热力学第二定律的推广 第4章 热力学第一第二定律的统一 第5章 热力学第一定律与第二定律的应用 第6章 总结与展望
● 01
第一章 热力学第一定律的基 础
热力学基础概念
感谢观看
THANKS
● 05
第五章 热力学第一定律与第 二定律的应用
可逆性分析
在热力学中，可逆过 程和不可逆过程是重 要概念。可逆过程是 指系统可以沿着相同 路径前进和后退，而 不可逆过程则是只能 朝一个方向进行。判 断可逆性的条件包括 系统与外界无热交换、 系统内无摩擦等。对 可逆与不可逆过程进 行热力学分析，可以 帮助我们理解系统的
卡诺热机效 率
衡量热机性能的 重要指标
热力学第二定律的意义
01 自然界中不可逆过程的存在
不可逆过程的普遍性
02 熵的增加原理
熵随时间增加的规律
03 热力学第二定律在工程中的应用
工程实践中的重要应用
熵的概念与熵增原理
01、
熵的定义
熵是系统无序程度的度量
与系统微观状态相关
热力学第一定律与第二定律的解释和应用
热力学第一定律与第二定律的解释和应用热力学是研究能量转化和守恒的物理学科，而热力学的两个基本定律：第一定律和第二定律，则为我们提供了描述能量转化和守恒的重要规律。
在本文中，我们将详细解释这两个定律，并探讨它们在实际应用中的重要性。
首先，我们来解释热力学的第一定律。
第一定律也被称为能量守恒定律，它表明能量不会消失或产生，只会从一种形式转化为另一种形式。
换句话说，系统的内部能量是一个守恒量，它可以通过传热和做功的方式进行转移。
这里的“传热”指的是热量从高温物体流向低温物体，而“做功”则是指通过力的作用使物体的位置发生变化。
根据第一定律，一个系统在吸热（Q）和做功（W）的过程中，其内部能量的变化（ΔU）可以通过以下方程表示：ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内部能量的变化，Q表示传给系统的热量，W表示系统对外做的功。
这个方程告诉我们，系统的内部能量的增加等于由外界传给系统的热量减去系统对外做的功。
通过控制传热和做功的过程，我们可以实现能量的转化和控制。
接下来，我们来讨论热力学的第二定律。
第二定律是描述自然过程中不可逆性的原理，也被称为热力学箭头定律。
根据第二定律，自然界中一些过程是不可逆的，这意味着它们只能在一个特定的方向上发生。
最经典的例子就是热量从高温物体流向低温物体，而不会发生反方向的现象。
这个方向性规律被称为熵增原理，也可以用熵的概念来描述。
熵是衡量系统无序程度的物理量。
根据熵增原理，一个孤立系统的熵在不可逆过程中总是增加的，而在可逆过程中保持不变。
换句话说，自然界的过程倾向于朝着更加无序和不稳定的状态发展。
例如，一个热杯中的热水最终会均匀分布在整个杯子中，而不是保持局部的热度。
这个过程中热量的传递会产生系统的熵增加。
第二定律在能源转化和热机工作中起着重要作用。
例如，著名的卡诺循环是一种理论上最高效的热机循环，它基于第二定律的原理。
卡诺循环利用了两个热源之间的温差，从高温热源吸收热量，并将一部分功用于做功，最终将剩余的热量排放到低温热源。
热力学第一定律和第二定律的公式
热力学第一定律和第二定律的公式嘿，咱今天就来好好唠唠热力学第一定律和第二定律的公式！要说这热力学定律啊，那可是物理学中的重要宝贝。
先来说说热力学第一定律，它的公式是：ΔU = Q + W 。
这其中，ΔU 表示系统内能的变化，Q 代表系统吸收或放出的热量，W 是系统对外界所做的功或者外界对系统所做的功。
我还记得有一次给学生们讲这个公式的时候，有个小家伙瞪着大眼睛一脸懵地问我：“老师，这到底啥意思呀？”我笑着跟他说：“你就想象咱们家里的空调，夏天的时候它把屋里的热气吸走，这就是 Q ，然后它呼呼地吹风，这就是在做功 W ，最后咱们屋里就凉快了，这屋里温度的变化就相当于ΔU 。
”那孩子听完，似懂非懂地点点头。
这热力学第一定律告诉我们，能量是守恒的，不会凭空产生也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式。
就好比咱们每天的生活，你学习花费的精力，会转化为知识存在你的脑袋里；你运动消耗的能量，会让你的身体更健康、更强壮。
再来说说热力学第二定律，它的表达式有好几种，常见的克劳修斯表述是：热量不能自发地从低温物体转移到高温物体。
开尔文表述则是：不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响。
给你们讲讲我观察到的一件小事儿。
有次我去商场，看到卖冰淇淋的柜子，里面的冰淇淋冻得硬邦邦的，可周围的空气却是热的。
按照热力学第二定律，这热气里的能量可没法自己就跑到冰淇淋里让它更冷，除非有外界的力量帮忙，比如冰箱压缩机做功。
这热力学第二定律其实就是在告诉我们，自然界的很多过程都有个方向性，就像时间一样，只能向前走，没法倒回去。
比如说，你把一杯热水放在那，它会慢慢变凉，可这凉了的水不会自己又变热。
在实际生活中，热力学第二定律也很有用。
比如我们知道能源的利用不可能达到 100%的效率，所以我们要不断地改进技术，尽量减少能量的浪费。
像汽车发动机，就算再先进，也还是会有一部分能量以热能的形式散失掉。
总之，热力学第一定律和第二定律的公式虽然看起来有点复杂，但只要我们多联系生活中的实际例子，就能更好地理解它们。
热力学第一定律和第二定律的关系
热力学第一定律和第二定律的关系热力学第一定律和第二定律，这两位“老兄”在物理世界里可谓是相辅相成。
第一定律，简单来说，就是能量守恒。
就像在日常生活中你存了钱，不管怎么花，总有个底线在那儿。
能量也是这样，不能凭空消失，也不会无中生有。
比如你喝了一杯热茶，热量从茶里跑出来，变成了空气里的热量。
喝完茶，温度下降，能量转移，真是个简单明了的道理。
我们可以想象一下，第一定律就像是大自然的一个守财奴，任何能量都得算清楚，不准乱花。
说到这里，第二定律就有点儿不一样了。
它引入了“熵”的概念，听起来是不是有点神秘？熵其实就是无序程度。
就像一个刚收拾好的房间，时间一长，东西就又乱了。
热力学第二定律告诉我们，孤立系统的熵总是增加的。
你总不能指望把一块冰放在阳光底下，它还保持冰的状态吧？最终会融化，变成水，再变成蒸汽，熵在增加。
简单说，生活就像这场戏，最终总会走向无序，怎么都阻止不了。
把这两者放在一起，你会发现它们的关系就像一对欢喜冤家。
第一定律告诉我们能量怎么转移，而第二定律则提醒我们，转移的过程会伴随无序的增加。
比如说，你在煮水的时候，热量从炉子传递到水里，水温上升，这是第一定律在发挥作用。
可随着时间推移，水蒸发了，气体四处扩散，熵就增加了。
这个过程就好比一场热闹的派对，刚开始大家都兴致勃勃，随着时间推移，场面开始变得杂乱，最终大家散场，只留下些零星的气氛。
在现实生活中，我们也常常面临着第一定律和第二定律的挑战。
比如，你想在家里保持整洁，刚打扫完，转身一看，猫就把沙发搞得一团糟。
第一定律告诉你，能量转移是可控的，但第二定律让你明白，无序总是会找上门来。
我们在追求秩序的时候，生活却总是给你制造点小麻烦，让你忍不住笑出声来。
就像一场永无止境的游戏，谁也不能轻言胜利。
实际上，第一定律和第二定律的结合可以让我们更好地理解生活的哲理。
能量的转移和熵的增加，提醒我们要珍惜眼前的一切。
就像一顿美味的晚餐，吃完之后，盘子上的残渣就是熵在作怪。
热力学第一定律与第二定律的应用
热力学第一定律与第二定律的应用热力学是研究能量转化和能量守恒的学科，它广泛应用于工程和科学领域。
热力学第一定律和第二定律是热力学中最基本的定律，它们在热力学的应用中起着重要的作用。
本文将介绍热力学第一定律和第二定律的应用，并探讨它们对能量转化和工程设计的影响。
热力学第一定律是能量守恒定律，它表明能量在各个系统之间可以相互转化，但总能量保持不变。
根据热力学第一定律，能量可以从一个系统转移到另一个系统，或者从热量转化为功，反之亦然。
这一定律在能源转化和热力工程中有着广泛的应用。
一个重要的应用领域是热力发电。
热力发电是利用燃烧燃料产生高温高压蒸汽，然后利用蒸汽驱动涡轮机转动发电机产生电能的过程。
在热力发电中，热力学第一定律保证了能量的守恒，即进入系统的热能最终被转化为电能。
通过合理设计和优化参数，我们可以提高燃料利用率，减少能量的损失，从而提高热力发电的效率。
热力学第一定律还用于分析和优化能源系统。
例如，在建筑能源管理中，我们可以通过热力学第一定律的应用，研究和改善建筑的能源使用效率。
通过对建筑的热量损失、能源输入和输出的分析，我们可以找到节能的方法和措施，减少能源的浪费，降低能源成本。
除了热力学第一定律，热力学第二定律也具有重要的应用价值。
热力学第二定律是热量自然传递的方向性规律，它指明了热量只能从高温物体转移到低温物体的方向。
根据热力学第二定律，热量转化为功的效率永远小于100%。
这一定律在能源转化和热力工程中有着广泛的应用。
热力学第二定律的应用之一是热泵和制冷系统。
热泵是一种利用外界热源提供的低温热量，通过输送系统将热量传递到热源区域的设备。
热力学第二定律保证了热泵的正常工作，即热量永远从低温传递到高温，以满足热源区域的需要。
通过研究热力学第二定律，我们可以设计出高效的热泵系统，实现低温热能的回收和利用。
热力学第二定律还用于分析能量的不可逆性和熵增加原理。
根据热力学第二定律，任何能量转化都会产生一定的熵增加，即系统的有序程度会降低。
热力学第一二定律的实质
热力学第一二定律的实质热力学是研究热与功之间相互转换关系的学科，其核心是热力学第一和第二定律。
热力学第一定律，也称为能量守恒定律，指出能量在系统中的转换过程中总是守恒的。
而热力学第二定律则给出了能量转换的方向性，即能量总是朝着更加有序的状态转化。
首先，热力学第一定律认为能量是一个守恒的物理量。
不论是在封闭系统中还是在开放系统中，能量总是守恒的，它既不能被创造也不能被消灭。
能量可以在系统内部不同形式之间相互转化，如热能、机械能、化学能等，但其总量保持不变。
其次，热力学第一定律还描述了能量转化的方式。
当系统与外界之间发生能量交换时，能量可以以热量或者功的形式进行传递。
热量是能量由高温区向低温区传递的方式，而功则是通过外力对系统做的功。
这两种方式的能量转移可以互相转换，因为它们在物理上是等价的。
通过热量和功的相互转化，能量可以在系统内部进行传递和转换。
然而，热力学第一定律无法解释自然界中存在的一些现象，比如热量的无法自发地从低温物体传递到高温物体。
为了解释这些现象，热力学第二定律应运而生。
热力学第二定律给出了能量转换的方向性，即能量总是朝着更加有序的状态转化。
这一定律可以通过熵的概念来进行解释，熵是系统无序度的度量。
根据热力学第二定律，自然界中的过程总是朝着熵增的方向进行。
熵增意味着系统的无序度增加，能量转化为低效的形式，从而降低了能量的可用性。
热力学第一二定律的实质可以总结为能量守恒和能量转换的方向性。
能量在系统内部不断进行转化和传递，同时遵循热力学第二定律的指导。
这两条定律为我们理解能量转换过程和自然界中的现象提供了重要的理论基础。
总的来说，热力学第一二定律的实质是描述了能量在系统中的转换和传递规律。
热力学第一定律说明了能量守恒的原理，而热力学第二定律给出了能量转换的方向性，即朝着更加有序的状态转化。
通过热力学的研究，我们能够更加深入地了解能量的性质和守恒定律，为能源的利用和能源转换过程提供科学依据。
热力学第一定律和第二定律的应用
热力学第一定律和第二定律的应用热力学是一门研究物质热现象的学科。
它关注热能的产生和传递，以及在这个过程中的热量和温度变化。
在热力学中，第一定律和第二定律是最基本的定律之一，它们是热力学的核心概念。
热力学第一定律被称为能量守恒定律。
它表明，在封闭系统中，能量总是保持不变，只能从一种形式转化为另一种形式。
这个定律提示我们，我们重视能源的消耗和使用，因为不应该浪费能源。
无论是机械能还是热能，都应该正确使用。
一个显著的案例是汽车运转。
当汽车的引擎被点火时，燃料就被燃烧，化学能被转化为机械能。
显然，能源的利用率是非常重要的，因为汽车使用能源的效率越高，汽车性能就越好，所需的燃油也就越少。
这反映在现代汽车的引擎效率上，随着技术的进步，现代引擎通常比早期引擎更高效。
此外，热力学第二定律也是一个重要的定律。
它被称为热力学不可逆性定理。
它表明，在封闭系统中，随着时间的变化，热量总是从高温度向低温度传递，从而稳定达到热平衡。
根据该定律，由于热传递只能从热到冷，因此存在热流方向的限制。
这个定律提示我们，热能是非常宝贵的，必须要使用得当。
在实践中，我们可以利用热力学的知识来提高能源的使用效率。
例如，压缩空气，毫无疑问是一个至关重要的能源效率问题。
空气压缩机的效率对于许多工业进程来说是至关重要的，但许多人不知道如何使这种过程尽可能有效。
这里，热力学可以发挥作用。
通过使用合适的绕组材料或有效的制冷剂，既可以减小压缩的过程中产生的热量损失，从而提高效率。
另外，在燃烧过程中，我们可以跟踪能量的流动，以便找出如何将未使用的热量利用起来。
热力学还可以帮助解释一些自然现象，例如化学反应和地球表面温度。
通过研究这些现象和变化，我们可以得出关于这些过程的基本知识和生产实践成果。
总之，热力学第一定律和第二定律是非常基础的定律，但在现代科学技术和工程过程中扮演着至关重要的角色。
通过合理利用能源和热量，我们可以提高效率，减少浪费，并推动进一步的科学和技术进步。
热力学第一第二定律内容
热力学第一第二定律内容
哎呀呀，同学们，你们知道热力学第一第二定律是啥不？这俩定律可神奇啦！
先来说说热力学第一定律，这就好比我有一个存钱罐，我往里面放钱，那存钱罐里的钱就会增加；我从里面取钱，钱就会减少。
能量也是这样的呀！能量不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化成另一种形式。
比如说，我骑自行车，我的身体消耗了化学能，就变成了自行车的动能，还有因为摩擦产生的热能，这难道不神奇吗？
再讲讲热力学第二定律，这就像整理房间，如果不花力气，房间只会越来越乱，不会自己变得整整齐齐。
能量的转化也是有方向的，热不会自发地从低温物体传到高温物体。
这就好像水总是往低处流，不会自己往高处跑一样。
老师在课堂上讲这些的时候，我同桌小李瞪着大眼睛问我：“这能有啥用啊？”我拍了一下他的肩膀说：“这用处可大啦！你想想看，如果不知道这些定律，我们怎么能造出更好的发动机，让汽车跑得更快还更省油呢？”
后面的小王也凑过来插话：“对呀对呀，还有冰箱和空调，不也是根据这些定律工作的嘛！”
我们班的学霸小赵这时也忍不住发言了：“这定律还能让我们更好地理解宇宙呢！比如说，为啥宇宙会不断地演化？”
大家你一言我一语，讨论得可热闹啦！
其实啊，热力学第一第二定律就像是大自然的规则手册，告诉我们能量这个调皮的家伙是怎么玩耍的。
它们让我们知道，世界的运转是有规律可循的，可不是随便乱来的。
我们得好好研究它们，才能让生活变得更美好，更神奇！你们说是不是呀？。
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§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<r0时，分子势能随着分子间的距离减小而________________。
（r0为分子处于平衡状态时相邻分子之间的距离，r0的数量级约为10-10m）
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Q1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（C6H12O6）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v1=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？
三、热力学第二定律
【例8】下列说法中，正确的是： ( )
A、热力学第二定律是热力学第一定律的另一种表达方式
B、热力学第二定律实质上就是能量守恒定律
C、热力学第二定律可以表述为：内能可以全部转化为机械能，而不引起其他变化
D、做功和热传递在改变物体内能上是等效的
【例9】下列过程中，可能发生的是： ( )
A、某工作物质从高温热源吸收20kJ的热量，全部转化为机械能，而没有其他任何影响
B、打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，恢复原状
C、利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高
D、将两瓶不同液体自发互融，然后又自发地各自分开
【例10】用两种不同的金属丝（铜丝和康铜丝）组成一个回路，触点1插在热水中，触点2 插在冷水中，如图所示，电流表指针会发生偏转，这就是温差发电现象，这一实验是否违反热力学第二定律？热水和冷水的温度是否会发生变化？简述这一过程中能的转化情况？。