热力学定律
热力学三大定律的概念
热力学三大定律的概念
热力学三大定律是指热力学基本定律中的三个基本原理，它们是：
1. 第一定律：能量守恒定律。
该定律表明，能量不可能从不存在转变为存在，也不可能从存在变为不存在，能量只能由一种形式转化为另一种形式，而总能量守恒不变。
2. 第二定律：热力学第二定律是指任何热机在工作过程中，都不能让热量全部转化为机械功，总有一部分热量被释放到低温环境中，使得热机的能效不可能达到100%。
简单来说，热力学第二定律描述了能量转化的不完全性。
3. 第三定律：同时，热力学第三定律指出，在绝对零度时，所有物质的熵都趋于零，也就是说，没有物质能够减为绝对零度以下。
三大热力学定律的内容
三大热力学定律的内容热力学是研究能量转化与传递规律的学科，是物理学的重要分支之一。
热力学定律是热力学研究的基础，它们揭示了能量守恒和热能传递的规律。
下面将逐一介绍三大热力学定律的内容。
第一定律：能量守恒定律能量守恒定律是热力学中最基本的定律之一，也是自然界中普遍存在的基本规律。
能量守恒定律表明，在任何一个封闭系统中，能量的总量是恒定不变的。
换句话说，能量既不能从不存在的地方产生，也不能消失到不存在的地方去。
能量守恒定律可以用以下方式表达：在一个封闭系统中，能量的增加等于系统所吸收的热量与做功之和。
这个定律告诉我们，能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量保持不变。
第二定律：热力学第二定律热力学第二定律是热力学中最重要的定律之一，它揭示了热能传递的方向性和不可逆性。
热力学第二定律可以从两个方面来理解：热力学不可逆性原理和熵增原理。
热力学不可逆性原理指出，自然界中存在着一种不可逆的现象，即热量不会自发地从低温物体传递到高温物体。
这意味着热量只能自高温物体传递到低温物体，而不能反过来。
熵增原理是热力学第二定律的另一个表述。
熵是描述系统无序程度的物理量，熵增原理指出，在一个孤立系统中，熵总是趋向于增加，而不会减少。
这意味着自然界中的过程是趋向于无序的，而不是有序的。
例如，热量从高温物体传递到低温物体时，熵会增加，系统的无序程度也会增加。
第三定律：绝对零度定律绝对零度定律是热力学中的第三大定律，它规定了温度的下限。
根据绝对零度定律，当一个物体的温度降到绝对零度时，也就是零开尔文（-273.15摄氏度），物体的分子热运动将停止。
绝对零度定律的提出是由于研究物体的热容性质时发现，随着温度的降低，物体的热容趋向于零。
这表明，在绝对零度附近，物质的分子热运动几乎完全停止，物体的热容也趋近于零。
绝对零度定律在热力学中具有重要的应用价值。
例如，在研究低温物理学和超导材料时，绝对零度定律被广泛应用。
总结热力学定律是研究能量转化和热能传递规律的基础，它们分别是能量守恒定律、热力学第二定律和绝对零度定律。
热力学(三大定律)
1.0 mol R ln 2 5.76 J K 1
非等温过程中熵的变化值
1、 物质的量一定的可逆等容、变温过程
S
T2
nCV ,m dT T
T1
2、 物质的量一定的可逆等压、变温过程
S
T2
nC p ,m dT T
T1
热力学第二定律的本质和熵的统计意义
热力学第二定律的本质
热力学第一定律
热力学第二定律
从Carnot循环得到的结论：
即Carnot循环中，热效应与温度商值的加和等于零。
p
Q1 Q2 0 T1 T2
任意的可逆循环：
任意可逆循环
V
用相同的方法把任意可逆循环分成许多首尾连接的小卡诺循环。
前一循环的等温可逆膨胀线 就是下一循环的绝热可逆压缩线 (如图所示的虚线部分)，这样两 个绝热过程的功恰好抵消。
克劳修斯
在发现热力学第二定律的基础上，人们期望找到一个物理量，以 建立一个普适的判据来判断自发过程的进行方向。
克劳修斯首先找到了这样的物理量。1854年他发表《力学的热理 论的第二定律的另一种形式》的论文，给出了可逆循环过程中热 力学第二定律的数学表示形式，而引入了一个新的后来定名为熵 的态参量。1865年他发表《力学的热理论的主要方程之便于应用 的形式》的论文，把这一新的态参量正式定名为熵。并将上述积 分推广到更一般的循环过程，得出热力学第二定律的数学表示形 式。利用熵这个新函数，克劳修斯证明了：任何孤立系统中，系 统的熵的总和永远不会减少，或者说自然界的自发过程是朝着熵 增加的方向进行的。这就是“熵增加原理”，它是利用熵的概念 所表述的热力学第二定律。
H (相变） S (相变） T (相变）
热力学三大定律
热力学三大定律热力学第零定律：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡，那么它们也必定处于热平衡。
热力学第零定律是热力学三大定律的基础。
热力学第一定律是能量守恒定律。
能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，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个物体。
热力学第二定律有几种表述方式：克劳修斯表述热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物；开尔文-普朗克表述不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不产生其他影响。
熵表述随时间进行，一个孤立体系中的熵总是不会减少。
关系热力学第二定律的两种表述（前2种）看上去似乎没什么关系，然而实际上他们是等效的，即由其中一个，可以推导出另一个。
意义热力学第二定律的每一种表述，揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，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。
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。
第二类永动机（不可能制成）只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。
∵第二类永动机效率为100%，虽然它不违反能量守恒定律，但大量事实证明，在任何情况下，热机都不可能只有一个热源，热机要不断地把吸取的热量变成有用的功，就不可避免地将一部分热量传给低温物体，因此效率不会达到100%。
第二类永动机违反了热力学第二定律。
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=0K）不可达到。
R.H.否勒和E.A.古根海姆还提出热力学第三定律的另一种表述形式：任何系统都不能通过有限的步骤使自身温度降低到0k,称为0K不能达到原理。
热力学基本定律
热力学基本定律热力学是自然科学中研究热与能量转换关系的一门学科。
它建立了热力学基本定律，用以描述和解释物质的热现象和能量转移。
热力学基本定律共有四条，分别是热力学第一定律、第二定律、第三定律和热力学基本方程。
热力学第一定律，也称能量守恒定律，表明能量不会增加或减少，只会从一种形式转化为另一种形式。
根据能量守恒定律，对于一个封闭系统，系统内部的能量变化等于系统吸收或放出的热量与做功之和。
能量守恒定律在实际应用中有重要的意义，可以用来解释各种能量转换与传递过程，例如热机、热力循环等。
热力学第二定律则涉及热量传递的方向性。
根据热力学第二定律，热量自高温物体向低温物体传递，而不会反向传递。
这个定律对应着热量传递的不可逆性，即热量自然地流向温度更低的物体，而不会自动地流向温度更高的物体。
这一定律对于热机效率的计算和热力学过程的可逆性研究具有重要指导意义。
热力学第三定律则是关于绝对零度的热力学规律。
根据热力学第三定律，当温度趋近于绝对零度时，物质的熵会趋于零。
绝对零度是温度的最低极限，在这个温度下物质的分子运动趋于最小，在热力学上具有特殊意义。
热力学第三定律为我们研究物质的性质和行为提供了重要的参考依据。
热力学基本方程是热力学的数学描述，它表达了热力学系统各个物理量之间的关系。
热力学基本方程可以通过实验和理论推导得到，是研究热力学过程和计算热力学量的重要工具。
总结而言，热力学基本定律包括了能量守恒定律、热量传递规律、绝对零度热力学规律和热力学基本方程。
这些定律为我们研究和理解能量转换和热现象提供了重要的理论基础和实践指导，对于工程技术的应用以及自然现象的科学解释都具有重要意义。
热力学的基本定律为我们探索热力学世界提供了框架，也为我们认识和改造自然界提供了重要思路和方法。
热力学四大定律
人类最伟大的十个科学发现之九：热力学四大定律18世纪，卡诺等科学家发现在诸如机车、人体、太阳系和宇宙等系统中，从能量转变成“功”的四大定律。
没有这四大定律的知识，很多工程技术和发明就不会诞生。
热力学的四大定律简述如下：热力学第零定律——如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡。
热力学第一定律——能量守恒定律在热学形式的表现。
热力学第二定律——力学能可全部转换成热能，但是热能却不能以有限次的实验操作全部转换成功(热机不可得)。
热力学第三定律——绝对零度不可达到但可以无限趋近。
法国物理学家卡诺（Nicolas Leonard Sadi Carnot,1796～1823）(左图)生于巴黎。
其父L.卡诺是法国有名的数学家、将军和政治活动家，学术上很有造诣，对卡诺的影响很大。
卡诺身处蒸汽机迅速发展、广泛应用的时代，他看到从国外进口的尤其是英国制造的蒸汽机，性能远远超过自己国家生产的，便决心从事热机效率问题的研究。
他独辟蹊径，从理论的高度上对热机的工作原理进行研究，以期得到普遍性的规律；1824年他发表了名著《谈谈火的动力和能发动这种动力的机器》（右图），书中写道：“为了以最普遍的形式来考虑热产生运动的原理，就必须撇开任何的机构或任何特殊的工作介质来进行考虑，就必须不仅建立蒸汽机原理，而且建立所有假想的热机的原理，不论在这种热机里用的是什么工作介质，也不论以什么方法来运转它们。
”卡诺出色地运用了理想模型的研究方法，以他富于创造性的想象力，精心构思了理想化的热机——后称卡诺可逆热机（卡诺热机），提出了作为热力学重要理论基础的卡诺循环和卡诺定理，从理论上解决了提高热机效率的根本途径。
卡诺在这篇论文中指出了热机工作过程中最本质的东西：热机必须工作于两个热源之间，才能将高温热源的热量不断地转化为有用的机械功；明确了“热的动力与用来实现动力的介质无关，动力的量仅由最终影响热素传递的物体之间的温度来确定”，指明了循环工作热机的效率有一极限值，而按可逆卡诺循环工作的热机所产生的效率最高。
热力学一二三定律
热力学一二三定律
热力学一二三定律是热力学中最基本的三个定律，分别是热力学第一定律、第二定律和第三定律。
热力学第一定律是能量守恒定律，它规定了能量在热力学过程中的转化和守恒。
即热力学系统的内能变化等于吸收的热量与做功的总和。
热力学第二定律是热力学中不可逆过程的基础，它规定了热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，而只能通过外界做功的方式实现。
热力学第三定律是热力学中温度的基础，它规定了在绝对零度下，所有物质的熵都趋向于一个确定的极限值。
这个定律也被称为“熵定理”。
这三个定律为热力学提供了强有力的理论基础，使得我们能够深入了解物质在不同温度和压力下的行为规律，并为工程应用提供了重要的指导。
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热学三大公式
热学三大公式
热学是物理学中的一个重要分支，涉及到热量、热力学能量、热传递等方面的知识。
在热学中，有三个非常重要的公式，分别是:
1. 热力学第一定律公式:Q = U + W
这个公式表示热量 Q 等于内能 U 加上摩擦功 W。
它表明了热量和内能之间的关系，说明了热传递的根本原因是物体之间的内能差异。
这个公式在解释热传递现象和计算热传递的热量时非常有用。
2. 热力学第二定律公式:N = Q - W
这个公式表示净热量 N 等于热量传递 W 减去摩擦功 N。
它表明了热量传递的方向和热量传递的多少取决于内能差异的大小，而与摩擦功无关。
这个公式在解释热传递的规律和计算热量传递的效率时非常有用。
3. 热力学第三定律公式：热量不可能自发地从低温物体传到高
温物体
这个公式表示热量传递是一种自发的过程，也就是说，热量传递是从高温物体向低温物体传递的。
这个公式表明了热传递是一种不可避免的自然现象，同时也说明了热量传递的根本原因是物体之间的内能差异。
这个公式在解释热传递现象和计算热传递的热量时非常有用。
这三个公式是热学中最基本的公式，对于理解热学概念和应用具有非常重要的意义。
此外，热学还有很多其他的公式和规律，例如热力学第二定律的另一种表述方式——熵增定律，以及热力学第三定律的应用，等等，这些都需要深入学习才能掌握。
热力学三大定律。
热力学三大定律。
热力学是一门研究热现象和能量转移的学科，它包含了许多重要的理论和定律。
其中最为基础和重要的就是热力学的三大定律。
这三大定律分别是：
第一定律：能量守恒定律。
这个定律表明，能量在一个系统中不会被创造或者消失，只会被转换成不同的形式。
换句话说，热能可以转化为机械能，电能，化学能等等。
第二定律：热力学第二定律，也被称为热力学不可逆定律。
这个定律表明，任何一个封闭的系统都会不可避免地趋向于熵增加的方向。
也就是说，不可逆的过程比可逆的过程更有可能发生，因为后者需要外部能量输入，而前者则不需要。
第三定律：热力学第三定律，也被称为绝对零度定律。
这个定律表明，在温度为零度的绝对零点附近，系统的熵趋近于零，而且无法完全达到零。
这个定律的重要性在于，它提供了一个基准点，让我们可以对温度进行比较和测量。
这三大定律是热力学的基石，它们不仅解释了许多自然现象，也为工程应用提供了重要的指导意义。
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热力学四大定律
热力学四大定律：第零定律——若A与B热平衡，B与C热平衡时，A与C也同时热平衡第一定律——能量守恒定律(包含了热能)第二定律——机械能可全部转换成热能，但是热能却不能以有限次的试验操作全部转换成功(热能不能完全转化为功)第三定律——绝对零度不可达成性热力学定律的发现及理论化学反应不是一个孤立的变化过程，温度、压力、质量及催化剂都直接影响反应的方向和速度。
1901年，范霍夫因发现化学动力学定律和渗透压，提出了化学反应热力学动态平衡原理，获第一个化学奖。
1906年能斯特提出了热力学第三定律，认为通过任何有限个步骤都不可能达到绝对零度。
这个理论在生产实践中得到广泛应用，因此获1920年化学奖。
1931年翁萨格发表论文“不可逆过程的倒数关系”，阐明了关于不可逆反应过程中电压与热量之间的关系。
对热力学理论作出了突破性贡献。
这一重要发现放置了20年，后又重新被认识。
1968年获化学奖。
1950年代，普利戈金提出了著名的耗散结构理论。
1977年，他因此获化学奖。
这一理论是当代热力学理论发展上具有重要意义的大事。
它的影响涉及化学、物理、生物学等广泛领域，为我们理解生命过程等复杂现象提供了新的启示。
热力学第零定律如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡。
这一结论称做“热力学第零定律”。
热力学第零定律的重要性在于它给出了温度的定义和温度的测量方法。
定律中所说的热力学系统是指由大量分子、原子组成的物体或物体系。
它为建立温度概念提供了实验基础。
这个定律反映出：处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数，这个状态函数被定义为温度。
热力学四大定律
热力学四大定律：第零定律——若A与B热平衡，B与C热平衡时，A与C也同时热平衡第一定律——能量守恒定律(包含了热能)第二定律——机械能可全部转换成热能，但是热能却不能以有限次的试验操作全部转换成功(热能不能完全转化为功)第三定律——绝对零度不可达成性热力学定律的发现及理论化学反应不是一个孤立的变化过程，温度、压力、质量及催化剂都直接影响反应的方向和速度。
1901年，范霍夫因发现化学动力学定律和渗透压，提出了化学反应热力学动态平衡原理，获第一个化学奖。
1906年能斯特提出了热力学第三定律，认为通过任何有限个步骤都不可能达到绝对零度。
这个理论在生产实践中得到广泛应用，因此获1920年化学奖。
1931年翁萨格发表论文“不可逆过程的倒数关系”，阐明了关于不可逆反应过程中电压与热量之间的关系。
对热力学理论作出了突破性贡献。
这一重要发现放置了20年，后又重新被认识。
1968年获化学奖。
1950年代，普利戈金提出了著名的耗散结构理论。
1977年，他因此获化学奖。
这一理论是当代热力学理论发展上具有重要意义的大事。
它的影响涉及化学、物理、生物学等广泛领域，为我们理解生命过程等复杂现象提供了新的启示。
热力学第零定律如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡。
这一结论称做“热力学第零定律”。
热力学第零定律的重要性在于它给出了温度的定义和温度的测量方法。
定律中所说的热力学系统是指由大量分子、原子组成的物体或物体系。
它为建立温度概念提供了实验基础。
这个定律反映出：处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数，这个状态函数被定义为温度。
而温度相等是热平衡之必要的条件。
热力学中以热平衡概念为基础对温度作出定义的定律。
通常表述为：与第三个系统处于热平衡状态的两个系统之间，必定处于热平衡状态。
热力学三大定律精讲
热力学三大定律精讲热力学是物理学的一个重要分支，以研究能量转化和物质间相互作用为主要对象。
在热力学研究中，有三大定律被广泛接受并应用，它们分别是“热力学第一定律”、“热力学第二定律”和“热力学第三定律”。
本文将深入探讨这三大定律的内涵和应用。
热力学第一定律热力学第一定律，也称能量守恒定律，指出能量不会产生或消失，只会由一种形式转化为另一种形式。
换句话说，系统能量的改变等于系统对外做功的大小减去系统从外界获得的热量。
这一定律为热力学提供了基本框架，是研究能量转化的基础。
热力学第二定律热力学第二定律是热力学的核心原理之一，也被称为熵增原理。
该定律指出，热永不能自然地从低温物体传递到高温物体，系统的熵永不减少。
这意味着自然界中的过程总是朝着熵增的方向发展，系统从有序向无序演化。
热力学第二定律为我们提供了判断自然界过程方向的重要依据。
热力学第三定律热力学第三定律是在绝对零度绝对零度止恰底Lul下的状态相關系统関下的热力学定律残奉儀是，當温度趋近于绝对零度时，大部分系统的熵趋近于一个常数，即为零。
它指出，在温度绝对为零的情况下，物质的熵也将为零，系统处于最低能量状态。
热力学第三定律为我们提供了有关绝对零度温标的重要信息，也为我们研究物质性质提供了理论依据。
总结通过以上对热力学三大定律的阐述，我们可以看到它们在热力学研究和工程应用中的重要性。
热力学第一定律奠定了能量守恒的基础，第二定律告诉我们自然界的不可逆性，第三定律为我们解释了系统在绝对零度时的行为。
这三大定律相互联系，共同构成了热力学基本原理的框架，对于理解和应用热力学知识具有重要意义。
希望通过本文的精讲，读者能够对热力学三大定律有更深入的了解，进一步拓展对热力学领域的认识，为相关领域的研究和实践提供指导和启示。
热力学定律
一、热力学定律1、热力学第一定律热力学第一定律，也被称为能量守恒定律，是物理学中的一个基本定律。
它指出在封闭系统中，能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
这个定律的发现，彻底改变了人们对自然界中能量转化的认识，为人类利用能源奠定了基础。
在日常生活中，热力学第一定律的应用无处不在。
以汽车引擎为例，当汽油在引擎内燃烧时，化学能转化为热能和动能，驱动汽车前进。
在这个过程中，能量从化学能转化为热能和动能，但总量保持不变，符合热力学第一定律。
同样，电力生产过程中也是利用热力学第一定律，将热能或其他形式的能量转化为电能。
除了在能源转换方面的应用，热力学第一定律在环境保护方面也有着重要的作用。
随着人类对自然资源的不断开发利用，能源的消耗和环境的污染问题日益严重。
了解热力学第一定律，可以帮助我们更好地理解能源的转换和利用过程，从而为可持续发展和环境保护做出贡献。
总之，热力学第一定律是物理学中的重要定律之一，它揭示了能量转化的基本规律。
通过深入了解这个定律，我们可以更好地利用能源，推动人类社会的可持续发展。
2、热力学第二定律1、在自然过程中，一个孤立系统的总混乱度（即“熵”）不会减小。
这意味着热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，或者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。
因此，该定律也被称为“熵增定律”。
在自然界中，存在着一种不可抗拒的规律，即孤立系统的总混乱度，也被称为“熵”，是不会减少的。
这意味着热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，或者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。
这一规律被人们称为“熵增定律”。
2、要理解熵增定律，首先需要对熵的概念有所了解。
熵是一个描述系统混乱度的物理量，如果一个系统的熵增加，则意味着其混乱度也在增加。
根据热力学的原理，在一个孤立系统中，系统总是向着熵增加的方向演化，即系统的总混乱度不会减小。
3、这个定律在自然界中有着广泛的应用。
物理学中的热力学规律
物理学中的热力学规律热力学是物理学中研究热能转化与传递的学科，它涉及到能量、温度和热量等概念。
热力学规律是描述热力学系统行为的基本原理和定律。
下面，我们将探讨一些重要的热力学规律。
一、热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的体现。
根据热力学第一定律，一个封闭系统的内能变化等于系统所吸收的热量减去所做的功。
这可以用以下公式表示：ΔU = Q - W其中，ΔU代表系统的内能变化，Q代表系统所吸收的热量，W代表系统所做的功。
这个定律告诉我们，能量在系统中是守恒的，能量可以从一个形式转化为另一个形式，但总能量不变。
二、热力学第二定律热力学第二定律是描述自然界中热能传递方向的定律。
根据热力学第二定律，热量永远不会自发地从低温物体传递到高温物体，而是自发地从高温物体传递到低温物体。
这个定律可以用热力学中的熵来描述。
熵是一个描述系统无序程度的物理量，它与热力学第二定律密切相关。
根据热力学第二定律，一个孤立系统的熵永远不会减少，只会增加或保持不变。
这意味着自然界中的过程总是趋向于增加系统的熵，即趋向于增加系统的无序程度。
三、热力学第三定律热力学第三定律是描述温度趋于绝对零度时系统性质的定律。
根据热力学第三定律，当温度趋于绝对零度时，系统的熵趋于一个有限值。
也就是说，绝对零度是热力学系统的一个特殊点，它对应于系统的最低熵状态。
热力学第三定律的一个重要应用是描述物质的冷却过程。
根据这个定律，当物质冷却到接近绝对零度时，它的熵趋于零，从而使得物质的性质发生显著变化。
例如，超导材料在低温下可以表现出零电阻和完全磁场排斥的特性。
四、热力学平衡态热力学平衡态是指一个系统在没有外界扰动时达到的稳定状态。
根据热力学规律，一个系统在平衡态时，各个宏观性质不随时间变化。
例如，一个封闭的热力学系统在达到平衡态后，温度、压力和物质的分布等性质都保持不变。
热力学平衡态是热力学研究的重要对象，它可以用来描述宏观系统的性质和行为。
热力学基本定律温度热量与热平衡
热力学基本定律温度热量与热平衡热力学基本定律温度、热量与热平衡热力学是一门研究能量转化与传递的学科，它涉及到许多基本定律，其中包括热力学的三大基本定律。
本文将重点探讨热力学的基本定律之一：温度、热量与热平衡。
一、热力学第一定律：能量守恒定律热力学第一定律，也被称为能量守恒定律，表明了能量在物体和系统中的转化和传递过程中会保持不变。
根据这个定律，对于封闭系统来说，系统内部的能量增量等于系统吸收的热量减去系统对外做功。
数学表达式如下：ΔE = Q - W其中，ΔE代表系统内部能量的变化，Q代表系统吸收的热量，W代表系统对外做的功。
二、热力学第二定律：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体热力学第二定律是热力学中最重要的定律之一，它规定了热量传递的方向，即热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
这个定律提出了熵增原理，即孤立系统的熵总是不会减少，而是不断增加。
根据热力学第二定律，我们可以得出一个重要的结论：热量只会自发地从高温物体传递到低温物体。
这个结论被称为热力学第二定律的表述。
三、热力学第三定律：绝对零度无法达到热力学第三定律规定了绝对零度是不可能实现的。
它指出，在有限步骤内，任何系统都无法被冷却到绝对零度，即零开尔文（-273.15摄氏度）以下的温度。
这个定律的提出是基于一种被称为"冷凝定律"的现象。
根据这个定律，当物体被冷却到很低的温度时，它的熵会变得非常接近于零。
而根据热力学第二定律的熵增原理，熵必然会不断增加，所以无法将物体冷却到绝对零度。
在温度、热量与热平衡的基础上，热力学发展出了许多重要的概念和定律，如焓、熵和自由能等，这些概念和定律为我们研究能量转化和传递提供了有力的工具和方法。
总结：通过对热力学基本定律的探讨，我们可以看到温度、热量和热平衡在能量转化与传递中起到了重要的作用。
热力学第一定律告诉我们能量守恒，热力学第二定律规定了热量传递的方向，而热力学第三定律告诉我们绝对零度是无法实现的。
热力学三大定律
热力学三大定律内能：内能由分子动能和分子势能共同组成1.分子动能：分子由于运动而具有的能。
温度是分子热运动平均动能（而不是平均速率）的标志，表征分子热运动的剧烈程度。
2.分子势能：分子具有的由分子力所产生的势能，与分子间的相互作用力的大小和相对位置有关。
3.性质：1)内能的多少与物体的温度和体积有关；2)内能不能全部转化为机械能，而机械能可以完全转化为内能；3)任何物体在任何状态下都具有内能（大量分子做无规则运动）；4)内能是一个宏观量，对于个别分子，无内能可言。
4.内能的改变：改变物体内能有两种方法，做功和热传递。
NOTICE:热量和内能的区别：热量是一个状态量，是热传递中内能的改变；而内能是一个状态量。
1)热传递和做功对于改变物体的内能是等效的。
2)热传递和做功的区别：热传递和做功有着本质的区别。
做功使物体的内能改变，是其他形式的能和内能之间的转化，热传递使物体的内能改变，是物体间内能的转移。
3)做功和压强变化并不等效。
压强增大并不一定外界对物体做功，也有可能是温度的变化。
5.焦耳测定热功当量实验：1)实验原理：重物P和重物P/下落时，插在量热器中的轴及安装在轴上的叶片开始转动．量热器中的水受到转动叶片的搅拌，温度上升．由重物的质量和下降的距离可以算出叶片所做的机械功，由水和量热器的质量、比热、升高的温度可以算出得到的热量．算出机械功和热量的比值，即得热功当量的数值．2)实验结论：机械功与热量的比值是一个常数，其数值J=4．18 J／cal．● 能量守恒定律：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，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别的物体。
在转化或转移的过程中，能量的总量不变。
第一类永动机：不需输入能量便能永远对外做功的动力机械。
违反能量守恒定律，不肯能制成。
● 热力学第一定律：ΔU = Q+ W 第一类永动机不可能制成。
W>0，外界对物体做功；W<0，物体对外界做功；Q>0，吸热；Q<0，放热。
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。
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热力学定律I-' -'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：A U = W、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：AU = 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。
23、四个理想热学过程七、能量守恒定律1、内容：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到别一个物体，在转化和转移的过程中其总量保持不变。
2、物理意义：首先是各种形式能量间的转化，其次是转化中的守恒。
3、对能量守恒的理解：（1 ）每一种物质运动形式对应一种能量。
（2 ）当发生能量从一种形式转化为另一种形式时，是通过做功实现的。
这种转化意味着物质运动可由一种形式转化成其他形式。
大量事实证明，任何形式的能转化为别种形式的能时，总的能量都是守恒的。
在物质运动形式不变时，能量只从物体间发转移，能的形式不会改变。
（3）以焦耳的实验为基础的热力学第一定律，实际上就是内能与其它能量发生转化时的能量守恒定律八、热力学第二定律1、热传导的方向性热传递的过程是有方向性的，热量会自发地从高温物体传给低温物体，而不会自发地从低温物体传给高温物体•2、热力学第二定律的两种常见表述（1）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.（2）不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化3、永动机不可能制成（1）第一类永动机不可能制成：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机器被称为第一类永动机，这种永动机是不可能制造成的，它违背了能量守恒定律（2）第二类永动机不可能制成：没有冷凝器，只有单一热源，并从这个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热机叫做第二类永动机•第二类永动机不可能制成，它虽然不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律.【例1】关于温度、热量、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 •在传热中，放出热量的物体内能一定大于吸收热量的物体的内能D •热量总是自发地从温度高的物体传给温度低的物体解析：同一物体温度高时，内能大，只有传热过程转移的内能才能称为热量，A、B错; 在传热过程中，热量从温度高的物体传给温度低的物体，温度高的物体内能不一定大，故D 对.答案：D方法总结：温度、内能是状态量、热量、功是过程量.【练习1】关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有（）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 .在传热过程中，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 .热量是传热过程中内能转移的量度答案：D【例2】一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程.设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中（）A .外界对气体做功，气体分子的平均动能增加B .外界对气体做功，气体分子的平均动能减少C .气体对外界做功，气体分子的平均动能增加D .气体对外界做功，气体分子的平均动能减少解析：选D.【练习2】对于一定质量的理想气体，可能发生的过程是（）A .等压压缩，温度降低B .等温吸热，体积不变C .放出热量，内能增加D .绝热压缩，内能不变解析：PV/T = C C为常数定值；A错，等压压缩P不变，体积V减小，分母温度T 一定减小；B错，等温吸热，T不变，内能不变，那么一定对外做功，体积一定是增大的；C对，由热力学第一定律内能改变A U=W+Q,若放出热量，但是可以外界对气体做功，内能可能增加；D 错，绝热压缩，既然绝热，Q=0,压缩说明外界对气体做功，由A U=W+Q,内能一定增加。
【例3】如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热（即与外界不发生热交换）容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞. 今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小•若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体（）A •温度升高，压强增大，内能减少B •温度降低，压强增大，内能减少C •温度升高，压强增大，内能增加D •温度降低，压强减小，内能增加Q= 0，由功和内能的关系知理想解析：由F对密闭的气体做功，容器及活塞绝热，则气体内能增大，T升高，再根据pWT = C, V减小，p增大，故选C方法总结：对于一定质量的气体，分析对气体做功情况时，可根据气体的体积变化做出判断：气体膨胀，气体对外界做功；气体压缩，外界对气体做功，但气体向真空自由膨胀时不做功.【练习3】如图所示，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，使左侧气体自由膨胀直至达到平衡，则在此过程中（不计气体的分子势能）（）A •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，内能减少C •气体不做功，温度不变，内能不变D •气体不做功，温度不变，内能减少解析：右侧为真空，气体自由膨胀做功没有对象”当然不做功.根据因为是绝热容器,所以没有热交换U=W，做功W=0，因此内能不变，理想气体，内能由温度决定，所以温度不变；C正确答案：C【练习4】如图所示，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. 用打气筒通过气针慢慢向容器内打气，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（）A •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 解析： 胶塞冲出容器口后，气体膨胀，对外做功，W V 0.由于没时间进行热交换，由△U = W 可知内能减小.内能等于分子动能与势能之和，由于体积增大，势能增大，由此可 知分子平均动能减小，所以温度降低，故C 正确.答案： C【例4】金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气，打开筒的开关，筒内高压空气迅速 向外溢出，待筒内外压强相等时，立即关闭开关.在外界保持恒温的条件下，经过一段较长 的时间后，再次打开开关，这时出现的现象是 （ ）A .筒外空气流向筒内B .筒内空气流向筒外C .筒内外有空气交换，处于动平衡状态，筒内空气质量不变D .筒内外无空气交换 解析：筒内气俸内能减 少■温度降低.克.到 筒内外庄强相竽 答案： B【例5】如图所示，固定容器及可动活塞 P 都是绝热的，中间有一导热的固定隔板 B , B 的两边分别盛有气体甲和乙.现将活塞 P 缓慢地向B 移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高.则在移动 P 的过程中（）A .外力对乙做功；甲的内能不变B .外力对乙做功；乙的内能不变C .乙传递热量给甲；乙的内能增加D .乙的内能增加；甲的内能不变解析：气缸整体是绝热的，当移动活塞P 时，有外力对系统做功，根据热力学第一定律, 系统的内能要增加，因此从整体上讲，甲、乙的内能都要增加，但外力并没有直接对甲做打开开关 筒内气体 时外做功关闭开关功，甲的内能之所以增加是因为吸收了热量，而乙放出热量，所以C正确。
答案：C【练习5】一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A、B过程为等压变化，B-；C过程为等容变化。
已知V A=0.3m3，T A=T B=300K、T B=400K。
（1）求气体在状态B时的体积。
（2）说明B > C过程压强变化的微观原因（3）没A—；B过程气体吸收热量为Q，B—；C过气体放出热量为Q2,比较Q i、Q2的大小说明原因。
【解析】（1 ）设气体在B状态时的体积为V B,由盖--吕萨克定律得，V A=V B，代入数T A T B 据得V B=0.4m3。
（2）微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小。
⑶Q i大于Q2；因为T A=T B，故A T B增加的内能与B T C减小的内能相同，而A T B过程气体对外做正功，B T C过程气体不做功，由热力学第一定律可知Q i大于Q2课外作业1、关于物体内能的变化情况，下列说法中正确的是（）A •吸热的物体，其内能一定增加B •体积膨胀的物体，其内能一定减少C •放热的物体，其内能也可能增加D •绝热压缩的物体，其内能一定增加解析：改变物体的内能有两种方式，物体吸热，同时对外做功，内能不一定增加，A 错；体积膨胀对外做功，但同时吸热时，内能不一定减小，B错；物体放热同时对物体做功，其内能可能增加，C正确；绝热压缩物体，只对物体做功，不发生热传递，其内能一定增加，故选C、D.答案：CD2、有一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度比铁块的温度高•当它们接触在一起时，如果不和外界交换热量，则（）A •从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块放出的热量等于铁块吸收的热量B •在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块放出的热量不等于铁块吸收的热量C •达到热平衡时，铜块的温度高D .达到热平衡时，两者的温度相等解析：由于铜块的温度比铁块的温度高，当它们接触在一起时，两者之间必然会发生热传递.如果不和外界交换热量，则铜块放出的热量与铁块吸收的热量相等.达到热平衡时，两者的温度一定相等.答案：AD3、关于热力学定律，下列说法正确的是A .在一定条件下物体的温度可以降到0KB .物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功C .吸收了热量的物体，其内能一定增加D .压缩气体总能使气体的温度升高答案：B解析：根据热力学第三定律的绝对零度不可能达到可知A错；物体从外够外界吸收热量、对外做功，根据热力学第一定律可知内能可能增加、减小和不变，C错；压缩气体，外界对气体作正功，可能向外解放热，内能可能减少、温度降低，D错；物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功而引起其他变化是可能的，B对。