2020高中物理选修3-3同步第十章 章末总结
高中物理选修3-3章末
工具
选考部分 选修3-3
热学
栏目导引
【错因分析】 错因分析】
由热力学第一定律得，错选 其原因是漏掉了碰撞 由热力学第一定律得，错选B.其原因是漏掉了碰撞
过程，碰撞中有能量的损失． 过程，碰撞中有能量的损失． 正确解析】 【 正确解析 】 由于系统隔热，所以气体与外界没有热交换， 由于系统隔热 ， 所以气体与外界没有热交换 ， 活
工具
选考部分 选修3-3
热学
栏目导引
错因分析】 【 错因分析 】
片面地认为电热丝对右边气体加热， 片面地认为电热丝对右边气体加热 ， 右边气体温
度升高，由于活塞绝热，因此左边气体温度不变， 度升高，由于活塞绝热，因此左边气体温度不变，右边气体内能的增加 量等于电热丝放出的热量，故错选A、D而漏选 量等于电热丝放出的热量，故错选 、 而漏选B. 而漏选 【 正确解析】 正确解析】 由于气缸壁和隔板都绝热，内部气体之间、内部 由于气缸壁和隔板都绝热， 内部气体之间、
塞对气体做正功，所以由热力学第一定律知气体的内能增加， 塞对气体做正功，所以由热力学第一定律知气体的内能增加，且∆E＝W， ＝ ， 这部分损失的重力势能一部分使气体的内能增加，另一部分损失到碰撞 这部分损失的重力势能一部分使气体的内能增加， 过程中m和 的内能上 所以W<Mgh＋mg∆h.故选项 正确． 的内能上， 故选项C正确 过程中 和M的内能上，所以 ＋ 故选项 正确． 答案： 答案： C
2020高中物理选修3-3同步第十章 1~2 内能与内能改变方式
1功和内能2热和内能[学习目标] 1.了解焦耳的两个实验的原理，知道做功和热传递的实质.2.知道做功和热传递是改变内能的两种方式，理解做功和热传递对改变系统内能是等效的，明确两种方式的区别.3.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系．一、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．二、功和内能1．内能微观：所有分子热运动的动能和分子势能之和．宏观：只依赖于热力学系统自身状态的物理量．2．功和内能：在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统内能的增加量，即ΔU＝W. 3．(1)ΔU＝W适用条件是绝热过程．(2)在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外界做功，系统的内能减少．三、热和内能1．热传递(1)条件：物体的温度不同．(2)热传递：热量总是从高温物体向低温物体传递．2．热和内能(1)热量：它是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度．(2)表达式：ΔU＝Q.(3)热传递与做功在改变系统内能上的异同．①做功和热传递都能引起系统内能的改变．②做功时是内能与其他形式能的转化；热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移．[即学即用]1．判断下列说法的正误．(1)内能多的物体含有的热量多．(×)(2)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体．(×)(3)做功和热传递都可改变物体的内能，从效果上是等效的．(√)(4)在绝热过程中，外界对系统做的功小于系统内能的增加量．(×)(5)热传递只能发生在两个物体间，同一物体不能发生热传递．(×)2．各种方法使物体的内能发生改变：a.电炉通电后发热；b.一杯开水放在桌面上冷却；c.阳光照射下冰块融化；d.锯木头时，锯片发烫；e.人坐在火炉旁取暖；f.用打气筒给自行车打气后，打气筒变热．其中属于做功使物体内能改变的是________；属于热传递使物体内能改变的是________．答案adf bce一、功和内能[导学探究](1)在焦耳的许多实验中，有两个最具有代表性：一个实验是让重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升；另一个实验是通过电流的热效应给水加热．焦耳的这两个实验说明了什么问题？(2)如图1，在有机玻璃筒底放少量浸有乙醚的棉花，压下活塞，观察棉花的变化．图1①你能看到什么现象？实验现象说明了什么？②图中用力按压活塞时为什么一定要迅速？(3)如图2，小孩沿滑梯下滑时屁股通常会感到发热，这是为什么？图2答案(1)做功和热传递对改变物体的内能是等效的．(2)①可以看到棉花燃烧．实验现象说明压缩空气做功，使空气内能增大，达到棉花的燃点后引起棉花燃烧．②迅速按下活塞是为了减少甚至杜绝热传递，创造一个绝热条件．(3)小孩沿滑梯下滑时克服摩擦力做功，内能增加．[知识深化]1．做功与内能变化的关系(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．2．功与内能的区别(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，只有内能变化越大时，相应地做功才越多．特别提醒(1)外界对某一系统做功时系统的内能不一定增加，还要看该系统有没有向外放热，以及向外放热的多少．(2)在绝热过程中，系统内能的增加量等于外界对系统所做的功．例1如图3所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气．以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中()图3A．E甲不变，E乙减小B．E甲不变，E乙增大C．E甲增大，E乙不变D．E甲增大，E乙减小答案 D解析本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决于做功的情况．对甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室内的气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，乙室内的气体对外界做功，内能应减小．1．在绝热过程中，压缩气体，外界对气体做功，内能增大，温度升高，柴油机就是利用这个原理点火的．2．在绝热过程中，末态内能大于初态内能时，ΔU为正，W为正，外界对系统做功．末态内能小于初态内能时，ΔU为负，W为负，系统对外界做功．二、热和内能[导学探究](1)用铁锤反复敲击铁棒，铁棒的温度会升高，把铁棒放在碳火上烧，铁棒的温度也会升高，这说明了什么问题？(2)如图4所示是热传递的三种方式——传导、对流和辐射．图4①这三种方式在传递能量时有什么共同点？②热传递和做功都可以改变物体的内能，这两种方式在改变物体内能时本质上又有什么不同？答案(1)说明做功和热传递都能改变物体的内能．(2)①三种方式都是热量从一个物体传递到另外一个物体．②热传递是内能在物体间(或一个物体的不同部分)转移，做功是其他形式的能和内能之间的转化．[知识深化]1．在单纯传热中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少；系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少．即ΔU＝U2－U1＝Q.2．传热改变物体内能的过程是不同物体之间(或同一物体不同部分之间)内能转移的过程．例2(多选)关于热传递，下列说法正确的是()A．热传递中，热量一定从含热量多的物体传向含热量少的物体B．两个物体间发生热传递的条件是它们之间有温度差C．在热传递中热量一定从内能多的物体传向内能少的物体D．内能相等的两个物体相互接触时，也可能发生热传递答案BD解析热量的概念只有在涉及热传递时才有意义，所以不能说物体含有多少热量，A错误；物体间发生热传递的条件是物体间存在温度差，B正确；在热传递中，热量一定从温度高的物体传向温度低的物体，温度高的物体内能不一定多，故C错误，D正确．1．热传递与物体的内能的多少无关，只与两个物体(或一个物体的两部分)的温度差有关，热量总是从高温物体自发地传递到低温物体．2．热传递过程中，热量可以由内能大的物体传递到内能小的物体上，也可以由内能小的物体传递到内能大的物体上．三、内能和相关概念的辨析1．热量和内能(1)内能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定．要使系统的内能发生变化，可以通过热传递和做功两种方式来完成．(2)热量是热传递过程中的特征物理量，热量只是反映物体在状态变化过程中所转移的能量，是用来衡量物体内能变化的，有过程，才有变化，离开过程，毫无意义．(3)对某一状态而言，只有“内能”，不存在“热量”和“功”．不能说一个系统中含有多少热量．2．热量与温度：热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内大量分子做无规则运动剧烈程度的标志．热传递的前提条件是两个系统之间要有温度差，传递的是热量而不是温度．3．热量与功：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，功也可以通过系统转化为热量，但它们之间有着本质的区别．4．改变内能的两种方式的比较例3关于温度、热量、功和内能，以下说法正确的是()A．同一物体温度高时，含有的热量多B．物体的内能越大，含有的热量就越多，温度也越高C．外界对系统做功W，内能必定增加D．发生热传递的条件是两物体之间存在温度差答案 D解析热量是物体间进行热传递时内能的转移，不能说物体含有多少热量，故A、B错；由于做功和热传递都可引起物体内能的变化，只根据做功无法准确判断物体内能的变化，故C 错；物体间发生热传递的条件是存在温度差，故D对．物理量之间进行比较时，关键是弄清物理量的概念及其意义，特别是容易混淆的一些概念，它们一定有不同之处，如内能、功和热量的区别关键之处是状态量与过程量.例4关于物体的内能和热量，下列说法中正确的是()A．热水的内能比冷水的内能多B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大C．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等D．热量是热传递过程中内能转移的量度答案 D解析物体的内能由温度、体积、物质的量及物态决定，不是只由温度决定，故选项A、B 错误；在热传递过程中，热量由高温物体传给低温物体，而与物体的内能大小无关，所以完全有可能是内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故选项C错误；关于热量的论述，选项D是正确的．1.(功与内能的关系)(多选)通过做功改变物体内能的是()A．古人钻木取火B．用火炉把水烧开C．用打气筒打气，筒壁变热D．瓶内的高压气体将瓶塞冲开，瓶内气体的温度降低答案ACD2．(热和内能的关系)下列例子中通过热传递改变物体内能的是()A．用砂轮磨刀具的时候，刀具的温度升高B．灼热的火炉使周围物体的温度升高C．手感到冷时，搓搓手就会觉得暖和些D．擦火柴时，火柴头上的易燃物质燃烧起来答案 B3．(热量、功与内能的关系)(多选)对于热量、功、内能三个量，下列说法中正确的是() A．热量、功、内能三个量的物理意义是等同的B．热量和功二者可作为物体内能大小的量度C．热量、功和内能的国际单位都相同D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的答案CD解析热量、功和内能的国际单位都是焦耳，但热量、功和内能三个量的物理意义是不同的，热量和功是过程量，内能是状态量，热量和功二者可作为物体内能改变的量度而不是内能大小的量度．故A、B错误，C、D正确．一、选择题考点一功与内能的关系1．(多选)在下述各种现象中，不是由做功引起系统温度变化的是()A．在阳光照射下，水的温度升高B．用铁锤不断锤打铅块，铅块温度会升高C．在炉火上烧水，水的温度升高D．电视机工作一段时间，其内部元件温度升高答案AC解析阳光照射下水温升高是热辐射使水的温度升高，在炉火上烧水是热传导和对流使水的温度升高，用铁锤锤打铅块的过程，是做功的过程，铅块温度升高，是由于外界做功引起的．电视机工作时，电流通过各元件，电流做功使其温度升高．可见A、C不是由做功引起温度变化的，故选A、C.2．(多选)一定质量的气体封闭在绝热的汽缸内，当用活塞压缩气体时，一定增大的物理量有(不计气体分子势能)()A．气体体积B．气体分子密度C．气体内能D．气体分子的平均动能答案BCD解析绝热过程外力对系统做功，内能增加，温度升高，分子平均动能增加．3．如图1所示为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动．设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中()图1A．外界对气体做功，气体内能增大B．外界对气体做功，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小答案 A解析因为M、N内被封气体体积减小，所以外界对气体做功，又因气体与外界没有热交换即绝热过程，所以ΔU＝W，且ΔU>0，气体内能增大，A正确．4．如图2所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞．用打气筒缓慢地向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器口后()图2A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加答案 C解析打开卡子，胶塞冲出容器口后，密封气体体积增大，气体膨胀对外做功，气体内能减少，同时温度降低，温度计示数变小．考点二热和内能5．下列关于内能与热量的说法中，正确的是()A．马铃薯所含热量高B．内能越大的物体热量也越多C．热量自发地从内能大的物体传向内能小的物体D．热量自发地从温度高的物体传向温度低的物体答案 D6．(多选)在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下列说法中正确的是() A．一定是物体放出了50 J的热量B．一定是物体吸收了50 J的热量C．一定是物体分子动能增加了50 JD．物体分子的平均动能可能不变答案BD解析在外界不做功的情况下，内能的改变量等于传递的热量，内能增加50 J，一定是吸收了50 J的热量，故A错，B对；物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50 J并不一定是分子动能增加了50 J．物体分子的平均动能有可能不变，这时吸收的50 J热量全部用来增加分子势能．考点三综合应用7．关于内能、温度和热量，下列说法中正确的是()A．物体的温度升高时，一定吸收热量B．物体沿斜面下滑时，内能将增大C．物体沿斜面匀速下滑时，内能可能增大D．内能总是从高温物体传递给低温物体，当内能相等时热传递停止答案 C8．某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大．若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么()A．外界对胎内气体做功，气体内能减小B．外界对胎内气体做功，气体内能增大C．胎内气体对外界做功，内能减小D．胎内气体对外界做功，内能增大答案 D解析中午，车胎体积增大，故胎内气体对外界做功，胎内气体温度升高，故胎内气体内能增大，D项正确．9.如图3所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空．现将隔板抽掉，让左侧气体自由膨胀到右侧直至平衡，在此过程中()图3A．气体对外界做功，温度降低，内能减少B．气体对外界做功，温度不变，内能不变C．气体不做功，温度不变，内能不变D．气体不做功，温度不变，内能减少答案 C解析气体向真空膨胀，不做功；此为绝热容器，无热传递，Q＝0.二、非选择题10．(内能、温度和热量的综合应用)(1)某同学做了一个小实验；先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图4所示．这是因为烧瓶里的气体吸收了水的____________，温度____________，体积________．图4(2)若只对一定质量的理想气体做1 500 J的功，可使其温度升高5 K．若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5 K，那么气体吸收________ J的热量．如果对该气体做了2 000 J的功，使其温度升高了5 K，表明在该过程中，气体还________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.答案(1)热量升高增大(2)1 500放出500解析(1)烧瓶内的气体要从热水中吸收水的热量，温度升高，体积增大．(2)做功和热传递都可以改变物体的内能，且是等效的．图511．(内能、温度和热量的综合应用)(1)如图5所示，一个导热汽缸竖直放置，汽缸内封闭有一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁紧密接触，可沿汽缸壁无摩擦地上下移动．若大气压保持不变，而环境温度缓慢升高，则在这个过程中________．A．汽缸内每个分子的动能都增大B．封闭气体对外做功C．汽缸内单位体积内的分子数增多D．封闭气体吸收热量E．汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少(2)有一个10 m高的瀑布，水流在瀑布顶端时速度为2 m/s，在瀑布底与岩石的撞击过程中，有10%的动能转化为水的内能，请问水的温度上升了多少摄氏度？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，g取10 m/s2.答案(1)BDE(2)2.4×10－3℃解析(1)温度是物体分子平均动能的标志．温度是大量分子热运动的集体表现，不是描述单个分子的，A 错；气体压强不变，受热等压膨胀，对外做功，B 正确；由于气体体积增大，因此汽缸内单位体积内的分子数减少，C 错；气体的压强不变，温度升高，吸收热量，气体膨胀，因此汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少，选项D 、E 正确．(2)对质量为m 的水，根据题意得⎝⎛⎭⎫12m v 2＋mgh ×10%＝cm Δt ，代入数据解得Δt ≈2.4×10－3 ℃.。
高中物理选修3-3知识复习提纲：第十章 热力学定律(人教版)
高中物理选修3-3知识复习提纲：第十章热力学定律(人教版)高中物理选修3-3知识点总结：第十章热力学定律（人教版）冷热变化是最常见的一种物理现象，本章主要将的就是热力学的有关问题，其中热力学的第一和第二定律是比较重要得，对于能量守恒定律必须要深刻的理解。
考试的要求：Ⅰ、对所学知识要知道其含义，并能在有关的问题中识别并直接运用，相当于课程标准中的“了解”和“认识”。
Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系，能够解释，在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用，相当于课程标准的“理解”，“应用”。
要求Ⅰ：热力学第一定律、能量守恒定律、热力学第二定律、热力学第二定律的微观结构等内容。
要求Ⅱ：这一章这项要求考察比较少。
知识网络：内容详解：一、功、热与内能●绝热过程：不从外界吸热，也不向外界传热的热力学过程称为绝热过程。
●内能：内能是物体或若干物体构成的系统内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量的总和，用字母U表示。
●热传递：两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，这个过程称之为热传递。
●热传递的方式：热传导、对流热、热辐射。
二、热力学第一定律、第二定律●第一定律表述：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作的功的和。
表达式uWQ符号+-W外界对系统做功系统对外界做功Q系统从外界吸热系统向外界放热u系统内能增加系统内能减少●第二定律的表述：一种表述：热量不能自发的从低温物体传到高温物体。
另一种表述：（开尔文表述）不可能从单一热库吸收热量，将其全部用来转化成功，而不引起其他的影响。
●应用热力学第一定律解题的思路与步骤：一、明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。
二、别列出物体或系统(吸收或放出的热量)外界对物体或系统。
三、据热力学第一定律列出方程进行求解，应用热力学第一定律计算时，要依照符号法则代入数据，对结果的正负也同样依照规则来解释其意义。
高中物理选修3-3优质学案：第十章 热力学定律 章末总结
章末总结一、做功与热传递的区别与联系做功和热传递是改变物体内能的两种方式，它们在改变物体的内能上是等效的，但它们的本质不同：做功是其他形式的能和内能之间的转化，热传递则是物体间内能的转移。
理解时应注意以下两点：(1)存在温度差是发生热传递的必要条件，热量是热传递过程中物体内能的改变量。
(2)机械能是描述物体机械运动状态的量，而内能是描述物体内部状态的量，两者没有直接关系，但可以相互转化。
[例1] (多选)关于物体的内能，下列说法正确的是()A.手感到冷时，搓搓手就会感到暖些，这是利用做功来改变物体的内能B.将物体举高或使它们速度增大，是利用做功来使物体内能增大C.在阳光下晒衣服，衣服温度升高，是利用热传递来改变物体的内能D.用打气筒打气，筒内气体变热，是利用热传递改变物体的内能[解析]手感到冷时，搓搓手就会感到暖些，克服摩擦力做功，机械能转化成内能，属于做功改变物体内能，故A正确；将物体举高或使它们速度增大，只是改变了物体的机械能，没有改变内能，所以B错误；阳光晒衣服，衣服温度升高，是利用热传递来改变物体的内能，所以C正确；用打气筒打气，筒内气体变热，是活塞压缩气体做功，属于做功改变物体内能，故D 错误。
[答案] AC二、热力学第一定律及其应用热力学第一定律揭示了内能的增量(ΔU )与外界对物体做功(W )和物体从外界吸收热量(Q )之间的关系，即ΔU ＝W ＋Q ，正确理解公式的意义及符号含义是解决本类问题的关键。
(1)外界对物体做功，W >0；物体对外界做功，W <0；(2)物体从外界吸热，Q >0；物体放出热量，Q <0；(3)ΔU >0，物体的内能增加；ΔU <0，物体的内能减少。
分析题干，确定内能改变的方式(W 、Q )→判断W 、Q 的符号→代入公式ΔU ＝W ＋Q →得出结论⎩⎨⎧ΔU >0，则内能增加ΔU ；ΔU <0，则内能减少|ΔU |。
高中物理选修3-3知识点总结
高中物理选修3-3知识点总结物理选修3-3知识点汇总一、宏观量与微观量及相互关系微观量包括分子体积V0、分子直径d和分子质量等，而宏观量则包括物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M和物体的密度ρ。
分子直径通常在10^-10m数量级，可以通过油膜法测量，公式为d=V/S。
此外，分子数N可以通过公式N=nNA/mA计算，其中NA为阿伏伽德罗常数。
分子质量和分子体积的估算方法分别为m=M/N和V=VmρN，其中ρ是液体或固体的密度。
分子直径的估算方法则是将固体和液体分子看成球形或立方体，公式为d=6V^(1/3)/π或d=V。
二、分子的热运动分子的热运动表现为无规则运动，包括扩散现象和布朗运动。
扩散现象是不同物质相互接触时彼此进入对方的现象，温度越高，扩散越快。
布朗运动则是悬浮在液体中的小颗粒所做的无规则运动，其特点为永不停息、无规则运动、颗粒越小运动越剧烈、温度越高运动越剧烈、运动轨迹不确定，但肉眼无法看到。
XXX运动的产生是由各个方向的液体分子对微粒碰撞的不平衡引起的。
需要注意的是，布朗运动只能发生在气体和液体中，而扩散现象则在气体、液体和固体之间均可发生。
能量不会被创造或消失，只能从一种形式转化为另一种形式2.热力学第一定律：能量守恒定律的应用，表明热量和功可以相互转化，但总能量不变3.热力学第二定律：不可能从单一热源中吸收热量，使之完全转化为功而不产生任何其他效应4.热力学第三定律：绝对零度是无法达到的，因为物质的内能不可能完全降至零能量既不能创造也不能消失，只能在不同形式和物体之间进行转化或转移。
在这个过程中，总能量量保持不变。
热力学第一定律表明，在物体与外界同时发生做功和热传递的情况下，外界对物体所做的功加上物体吸收的热量等于物体内能的增加。
符号法则非常重要：W＞表示外界对系统做功，W＜表示系统对外界做功；Q＞表示系统吸热，Q＜表示系统放热；ΔU＞表示内能增加，ΔU＜表示内能减少。
人教物理选修3-3第10章本章优化总结
用来做功，A、B错；任何自然的过程都沿无序性
增大的方向进行，C对，总熵不会减小即总熵不变 或增加，D错． 【答案】 C
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(2)按照机械能与内能转化的方向性表述为：不可 能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不 产生其他影响．这是热力学第二定律的开尔文表 述． 2．热力学第二定律的微观意义 (1)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．
(2)用熵来表示热力学第二定律：在任何自然过程 中，一个孤立系统的总熵不会减小．
图10－1
【精讲精析】
A→B过程气体绝热膨胀，气体对
外界做功，其对应的内能必定减小，即气体温度
降低，选项A正确．B→C过程气体等容升压，由
p/T＝恒量可知，气体温度升高，其对应内能增加，
因做功W＝0，故该过程必定从外界吸热，即选项
B正确．C→A过程气体等温压缩，故内能变化为 零，但外界对气体做功，因此该过程中气体放热， 选项C正确．A→B
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本 章 优 化 总 结
专题归纳整合
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热力学第一定律的理解与应用 1．表达式：ΔU＝Q＋W 2．ΔU、Q、W的正负问题 凡有利于物体内能增大的，取正号，如内能增 加ΔU为正，外界对物体做功W取正号，外界给 物体传递热量Q取正号，反之取负号．
过程气体对外做功，其数值等于AB线与横轴包围
的面积．B→C过程气体不做功．C→A过程外界对
气体做功，其数值等于CA线与横轴包围的面积， 显然全过程对气体做的净功为ABC封闭曲线包围的 面积，选项D不正确．由以上分析易知A、B、C选 项正确． 【答案】 ABC
人教版高中物理选修3-3第十章知识点
高中物理选修3-3第十章知识点1、热力学第二定律(1)常见的两种表述①克劳修斯表述(按热传递的方向性来表述)：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
②开尔文表述(按机械能与内能转化过程的方向性来表述)：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。
a.“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助。
b.“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成,对周围环境不产生热力学方面的影响.如吸热、放热、做功等。
(2)热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性,进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。
(3)热力学过程方向性实例特别提醒：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱;在引起其他变化的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程。
2、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;第二类永动机：违背宏观热现象方向性的机器被称为第二类永动机.这类永动机不违背能量守恒定律，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。
3、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。
高中物理选修3-3知识点①分子势能分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。
分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。
②物体的内能物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。
高中物理选修3-3知识点总结
物理选修3-3知识点汇总一、宏观量与微观量及互相关系微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量宏观量：物体的体积V、摩尔体积V m，物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.1.分子的大小：分子直径数目级：10-10m.V2．油膜法测分子直径：d＝S单分子油膜，V 是油滴的体积，S 是水面上形成的单分子油膜的面积．3.宏观量与微观量及互相关系m(1) 分子数N＝ nN A＝M N A4. 宏观量与微观量及互相关系M(2) 分子质量的预计方法：每个分子的质量为：m0＝N A（ 3）分子体积（所占空间）的预计方法：V0＝V m M此中ρ 是液体或固＝N ρNA A体的密度(4) 分子直径的预计方法：把固体、液体分子看作球形，则0＝13. 分子直径V 6πdd＝3；把固体、液体分子看作立方体，则d＝3V0.6Vπ5.气体分子微观量的预计方法(1)摩尔数 n＝错误!，V为气体在标况下的体积．（标况是指0摄氏度、一个标准大气压的条件， V 的单位为升 L，假如m3）注意：同质量的同一气体，在不同样状态下的体积有很大差异，不像液体、固体体积差异不大，因此求气体分子间的距离应说明实质状态．二、分子的热运动1．扩散现象和布朗运动：扩散现象和布朗运动都说明分子做无规则运动．(1) 扩散现象：不同样物质互相接触时互相进入对方的现象．温度越高，扩散越快．(2) 布朗运动： a. 定义：悬浮在液体中的小颗粒所做的无规则运动．b．特色：永不暂停；无规则运动；颗粒越小，运动越强烈；温度越高，运动越强烈；运动轨迹不确立；肉眼看不到．c．产生的原由：由各个方向的液体分子对微粒碰撞的不均衡惹起的．d．布朗颗粒：布朗颗粒用肉眼直接看不到，但在显微镜下能看到，因此用肉眼看到的颗粒所做的运动不可以叫做布朗运动．布朗颗粒大小约为10－6 m( 包括约 1021 个分子 ) ，而分子直径约为10－10 m．布朗颗粒的运动是分子热运动的间接反应。
2020-2021学年物理人教版选修3-3课件：第十章 热力学定律 本章整合提高
【例 2】 一定质量的气体从外界吸收了 1×105 cal 的热量， 同时气体对外做了 6×105 J 的功，问：(1)物体的内能变化多少？ (2)分子势能是增加还是减少？(3)分子动能如何变化？
【解析】 可根据热力学第一定律 ΔU＝W＋Q 定量分析． (1) 因 气 体 从 外 界 吸 收 热 量 ， 所 以 Q ＝ 1×105×4.2 J ＝ 4.2×105 J，气体对外做功 W＝－6×105 J，据热力学第一定律 ΔU ＝W＋Q 得 ΔU＝－6×105 J＋4.2×105 J＝－1.8×105 J，所以物 体内能减少了 1.8×105 J. (2)因为气体对外做功，体积膨胀，分子间距离增大了，分子 力做负功，气体的分子势能增加了． (3)因为气体内能减少了，而分子势能增加了，所以分子动能 必然减少了，且分子动能的减少量一定大于分子势能 1．热力学第一定律 (1)包含物体内在的能量转化和守恒定律，ΔU＝W＋Q. 使用上式时，必须正确根据符号规则决定各物理量的正、 负号．①ΔU 为内能变化量，ΔU＝U 末－U 初．ΔU>0 内能增加，ΔU<0 内能减小．②外界对物体做正功 W 为正值，外界对物体做负功 W 为负值．③物体吸收热量，Q 为正值，物体放出热量，Q 为 负值． (2)理想气体不计分子势能，气体的内能仅取决于温度．
ΔU＝Q1＋W1＝420 J＋(－300) J＝120 J， 气体由状态 B 经过程Ⅱ回到状态 A 时，气体内能将减少 120 J，而此过程中外界压缩气体做功 W2＝200 J，因而气体必向外界 放热，放出的热量 Q2＝ΔU－W2＝－120 J－200 J＝－320 J， 即放出 320 J 的热量．
【解析】 由平抛运动规律可得子弹打入木块后的速度
v1＝st＝
s ＝4 m/s， 2h
人教版高中物理选修3-3第10章-56(最新整理)
5 热力学第二定律的微观解释6 能源和可持续发展学习目标知识脉络1.知道有序和无序，宏观态和微观态的概念．(重点)2.知道宏观态对应的微观态的数目与无序程度的关系．知道热力学第二定律的微观意义．(重点)3.掌握熵的概念，了解熵增加原理，知道它是热力学第二定律的另一种表述．(难点)4.知道什么是能量耗散和品质降低．了解能源与人类社会、环境的的关系．(难点)热力学第二定律的微观解释[先填空]1．有序、无序一个系统的个体按确定的某种规则，有顺序地排列即有序；个体分布没有确定的要求，“怎样分布都可以”即无序．2．宏观态、微观态系统的宏观状态即宏观态，系统内个体的不同分布状态即微观态．3．热力学第二定律的微观意义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．4．熵表达式S＝k ln Ω，k表示玻耳兹曼常量，Ω表示一个宏观状态所对应的微观状态的数目．S表示系统内分子运动无序性的量度，称为熵．5．熵增加原理在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．[再判断]1．熵越小，系统对应的微观态就越少．(√)2．热传递的自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程．(√)3．大量分子无规则的热运动能够自动变为有序运动．(×)[后思考]1．质量相同、温度相同的水，如图1051所示，分别处于固态、液态和气态三种状态下，它们的熵的大小有什么关系？为什么？气体 液体 固体图1051【提示】 质量相同、温度相同的水，可以由固态自发地向液态、气态转化．所以，气态时的熵最大，其次是液态，固态时的熵最小．2．熵的大小与无序性的大小有什么关系？在自然过程中，孤立系统的熵一定增大吗？【提示】 熵值越大其无序性越大．在自然过程中，孤立系统的熵总是从熵小的状态向熵大的状态发展．[核心点击]热力学第二定律的微观解释和熵1．热力学第二定律的微观解释(1)热传递过程：从宏观上看，热量自发地从高温物体传到低温物体；从微观角度看，内能从高温物体向低温物体传递，导致高温物体中的分子运动减慢，低温物体中的分子运动加快，到温度相同时，两个物体分子的平均动能相同，热传导这个不可逆过程使分子热运动的无序程度增加了．(2)功转变为热：从宏观上看是机械能或其他形式的能量转化为内能的过程；从微观上看，机械运动中大量分子主要都沿同一方向运动，转变为热运动，分子杂乱无章地向各个方向运动，因此是大量分子从有序运动向无序运动转化的过程．(3)热力学第二定律的微观本质：一切不可逆过程总是沿着大量分子热运动无序程度增大的方向进行．2．熵(1)熵的概念：物理学中用字母Ω表示一个宏观状态所对应的微观状态的数目，用字母S表示熵，有：S＝k·ln Ω，式中k叫做玻耳兹曼常数．(2)熵是状态量：熵是热力学中一个重要的状态函数(或叫状态参量)，热力学系统(研究对象)处于任何一个状态都对应着一个熵函数，常用S表示．熵的大小表征着热力学系统内粒子热运动的杂乱无章的程度．熵值越大的状态，系统内粒子热运动就越混乱无序；熵值越小的状态，系统内粒子热运动的无序性就越小．3．熵增加原理(1)熵是无序程度的量度：根据熵的含义，热力学系统处于非平衡态时的粒子热运动有一定的有序性，因此，其熵值较小；当其达到平衡态后，其粒子热运动的无序性达到极高程度．使其熵值达到最大值．(2)热力学系统演化的方向性：对于绝热或孤立的热力学系统而言，所发生的是由非平衡态向着平衡态的变化过程，因此，总是朝着熵增加的方向进行，或者说，一个孤立系统的熵永远不会减少，这就是熵增加原理，也就是热力学第二定律的另一种表述形式．1．关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是( )A．大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动B．热传递的自发过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程C．热传递的自发过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程D．一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行E．从微观的角度看，热力第二定律是一个统计定律【解析】 热力学第二定律的微观意义明确指出：一切自发过程总是沿着分子热运动的无序程度增大的方向进行，所以选项C、D正确，热力学第二定律是一个统计规律，故E正确．【答案】 CDE2．(2016·武汉高二检测)从微观角度看，下列说法正确的是( )A．一个非孤立系统可能从熵大的状态向熵小的状态发展B．一个非孤立的系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展C．一个宏观状态所对应的微观状越多，越是无序，熵值越大D．出现概率越小的宏观状态熵值越大E．出现概率越大的宏观状态，熵值越大【解析】 一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行的．熵是描述系统大量分子运动无序性程度的．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，也就是说，一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展．反映了一个孤立系统的自然过程会沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。
(2021年整理)人教版高中物理选修3-3第10章-章末分层突破
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章末分层突破［自我校对］①能量②热量③等效④Q＋W⑤创生⑥转化⑦转移⑧不变⑨能量守恒定律⑩低温物体⑪高温物体⑫功⑬增大⑭减小⑮热力学第二定律⑯不可回收⑰温室效应⑱太阳能热力学第一定律及其应用1.公式:ΔU＝Q＋W.2．注意各物理量符号和理想气体的特点（1)各物理量符合的意义.物理量ΔU W Q 大于零物体的内能增加外界对物体做功物体吸热小于零物体的内能减少物体对外界做功物体放热等于物体内能不物体对外界(或外界对物物体与外界零变体)不做功绝热(2①只有绝热过程Q＝0，ΔU＝W,用做功可判断内能的变化．②只有在气体体积不变时，W＝0，ΔU＝Q，用吸热、放热情况可判断内能的变化．③若物体内能不变，即ΔU＝0，W和Q不一定等于零，而是W＋Q＝0,功和热量符号相反．大小相等，因此判断内能变化问题一定要全面考虑．④对于气体，做功W的正负一般要看气体体积变化，气体体积缩小，W>0;气体体积增大，W<0.(2016·上海高二检测)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B．若气体的温度不断升高，其压强也一定不断增大C．若气体温度升高1 K，其等容过程所吸收的热量一定小于等压过程所吸收的热量D．在完全失重状态下，气体的压强为零E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大【解析】一定质量的理想气体的内能与温度有关，若气体的压强和体积都不变，则温度不变，其内能也一定不变，A正确;由错误!＝C知，气体的温度不断升高，压强不一定增大，B错误；根据热力学第一定律有ΔU＝Q＋W，气体温度升高1 K，ΔU相同,等容过程W＝0，等压过程，体积增大,则W〈0,故等容过程所吸收的热量一定小于等压过程所吸收的热量,C正确；气体的压强是由于分子频繁撞击器壁而产生的，与是否失重无关，D错误;温度升高，理想气体的内能一定增大，E正确．【答案】ACE在如图10。
2019_2020学年高中物理第十章热力学定律章末优化总结课件新人教版选修3_3
规律总结归纳 一、热力学第一定律 1．功和内能：ΔU＝W(能量的转化) 2．热和内能：ΔU＝Q(内能的转移) 3．做功和热传递在改变内能方面是等效的 4．热力学第一定律：ΔU＝W＋Q(注意符号法则) 5．第一类永动机不可制成，违背了能量守恒定律
二、热力学第二定律 1．克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体 2．开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量使之完全变成功，而不产生其他影响 3．微观解释：一切自然过程总是沿分子热运动无序性增大的方向进行 4．熵增加原理：在任何自然过程中，一个孤立的系统总熵不会减小 5．第二类永动机不能制成的原因：违背了热力学第二定律
() A．从外界吸热
B．内能增大
C．向外界放热
D．内能减小
解析：水温恒定，即空气分子动能不变；不计分子间相互作用，即分子势能不变，
由此可知空气内能不变．筒内空气体积减小，说明外界对空气做功，根据热力学第
一定律知空气放出热量．正确选项为C.
答案：C
热点素养2 热力学第二定律及其应用 1．热力学第二定律的几种表现形式 (1)热传递具有方向性：两个温度不同的物体接触时，热量会自发地从高温物体传 给低温物体，而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体．要实现低温物体向高 温物体传递热量，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化． (2)气体的扩散现象具有方向性：两种不同的气体可以自发地进入对方里面，最后 成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，绝不会自发地分开，成为两种不同 的气体．
章末优化总结
核心素养 规律归纳 热点素养聚焦 章末综合检测
[核心素养 规律归纳] 核心素养构建
物理观念：功、热传递、有序、无序、微观态、宏观态、能量耗散、新能源 科学思维：(1)热力学第一定律 (2)热力学第二定律 (3)能量守恒定律 (4)熵增加原理 科学探究：探究做功与内能变化的关系、探究热机的工作原理和效率
高中物理-选修3-3知识点总结(K12教育文档)
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选修3-3考点汇编1、物质是由大量分子组成的（1）单分子油膜法测量分子直径油膜法估测分子大小:V=Sd （S-单分子油膜的面积，V —滴到水中的纯油酸的体积)（2）阿伏伽德罗常数： 1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=⨯（3)对微观量的估算①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体）Ⅰ。
球体模型直径d ＝ 错误!。
Ⅱ。
立方体模型边长d ＝ 错误!。
②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量Ⅰ．微观量:分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.Ⅱ．宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V m ，物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ。
联系：A V M v m ==ρa 。
分子质量:A mol N M m =0＝Amol N Vρ b 。
分子体积：AmolN V v =0＝错误!(气体分子除外）c 。
分子数量：A A A Amol mol mol molM v M vn N N N N M M V V ρρ====特别提醒:1、固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的.分子的体积V 0＝错误!，仅适用于固体和液体，对气体不适用，仅估算了气体分子所占的空间。
2020年高中物理选修3-35知识点整理
最新 文档物理选修3-3知识点一、分子动理论1、物质是由大量分子组成的 （1）单分子油膜法测量分子直径（2）1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=⨯（3）对微观量的估算①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据空间看成立方体） ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量：mol A M m N = b.分子体积：mol AVv N = c 分子数量：A A A A mol mol mol molM v M vn N N N N M M V V ρρ==== 2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象）（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有间隙，温度越高扩散越快（2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。
①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。
②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成。
③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。
（3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈 3、分子间的相互作用力分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。
但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线所示。
分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。
在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。
当两个分子间距在图象横坐标0r 距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，0r 的数量级为1010-m ，相当于0r 位置叫做平衡位置。
当分子距离的数量级大于m 时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了4、温度宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志。
重点高中物理选修3-3知识点的总结归纳
精心整理高三物理复习资料选修3—3考点汇编一、分子动理论1、物质是由大批分子构成的（1）单分子油膜法丈量分子直径（2） 1mol 任何物质含有的微粒数同样N A 6.02 10 23 mol 1（3）对微观量的估量：①分子的两种6V0 模型：球形和立方体（固体液体往常当作球形，空气分子占有空d 3 间看建立方体）L 3 V②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量a.分子质量：m Mmol b.分子体积：vVmol N A N Ac分子数目：n M N A vN A M N AvN AMmol MmolVmolVmol2、分子永不暂停的做无规则的热运动（布朗运动扩散现象）（1）扩散现象：不一样物质能够相互进入对方的现象，说了然物质分子在不断地运动，同时还说明分子间有空隙，温度越高扩散越快（2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下察看到的。
①布朗运动的三个主要特色：永不暂停地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越显然；温度越高，布朗运动越显然。
②产生布朗运动的原由：它是因为液体分子无规则运动对固体细小颗粒各个方向撞击的不均匀造成。
③布朗运动间接地反应了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大批的分子都在永不暂停地做无规则运动。
（ 3）热运动：分子的无规则运动与温度相关，简称热运动，温度越高，运动越强烈。
3、分子间的互相作使劲分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。
可是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图 1 中两条虚线所示。
分子间同时存在引力和斥力，两种力的协力又叫做分子力。
在图 1 图象中实线曲线表示引力和斥力的协力(即分子力 )随距离变化的状况。
精心整理当两个分子间距在图象横坐标r 0 距离时，分子间的引力与斥力均衡，分子间作使劲为零， r 0 的数目级为 10 10 m ，相当于 r 0 地点叫做均衡地点。
当分子距离的数量级大于m 时，分子间的作使劲变得十分轻微，能够忽视不计了。
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章末总结
一、热力学第一定律及其应用
热力学第一定律揭示了内能的增量(ΔU )与外界对物体做功(W )和物体从外界吸收热量(Q )之间的关系，即ΔU ＝W ＋Q ，正确理解公式的意义及符号含义是解决本类问题的关键．
(1)外界对物体做功，W >0；物体对外界做功，W <0；
(2)物体从外界吸热，Q >0；物体放出热量，Q <0；
(3)ΔU >0，物体的内能增加；ΔU <0，物体的内能减少．
分析题干，确定内能改变的方式(W 、Q )→判断W 、Q 的符号→代入公式ΔU ＝W ＋Q →得出
结论⎩⎪⎨⎪⎧
ΔU >0，则内能增加ΔU ；ΔU <0，则内能减少|ΔU |. 例
1 如图1所示，一定质量的理想气体从状态A 经等压过程到状态B .此过程中，气体压强p ＝1.0×105 Pa 不变，吸收的热量Q ＝7.0×10
2 J ，求此过程中气体内能的增量．
图1
答案 5.0×102 J
解析 等压变化过程有V A T A ＝V B T B
， 对外做的功W ＝p (V B －V A )
根据热力学第一定律有ΔU ＝Q －W ，
代入数据解得ΔU ＝5.0×102 J.
例
2(多选)一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p－T图象如图2所示．下列判断正确的是()
图2
A．过程ab中气体一定吸热
B．过程bc中气体既不吸热也不放热
C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小
答案AD
解析由p－T图象可知过程ab是等容变化，温度升高，内能增加，由热力学第一定律可知过程ab中气体一定吸热，选项A正确；过程bc温度不变，即内能不变，由于过程bc体积增大，所以气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项B错误；过程ca压强不变，温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项C错误；温度是分子平均动能的标志，由p－T图象可知，a状态气体温度最低，则平均动能最小，选项D正确．
二、热力学第二定律及其应用
1．热力学第二定律的表述
(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．
(2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．
(3)用熵表述：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．
2．热力学第二定律的微观解释
(1)一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．
(2)掌握热力学第二定律时，要注意理解其本质，即热力学第二定律对宏观自然过程进行方向的说明，凡是对这种宏观自然过程进行方向说明的，都可以作为热力学第二定律的表述．热力学第二定律的表述很多，但这些不同的表述都是等价的．
例
3(多选)根据热力学第二定律，下列判断中正确的是()
A．热机中燃气的内能不可能全部变成机械能
B．电流的电能不可能全部变成内能
C．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变成电能
D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
答案ACD
解析凡是与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性．机械能可以自发地全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化，故A正确．由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的电能可以全部转化为内能，故B错误．火力发电机发电时，能量转化的过程是内能转化为机械能，机械能转化为电能，在此过程中会对外放出热量，因此，内能不
可能全部变为电能，故C正确．D中符合克劳修斯表述，故D正确．。