高中物理专题-热力学定律

热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律内容是：研究对象内能的改变量，等于外界对它传递的热量与外界对它所做的功之和。

注：热量的传导与做功均需要注意正负性。

热力学第一定律公式热力学第一定律公式：△U=W+Q其中，△U——内能的变化量，单位焦耳（J），如果为负数，则说明研究对象内能减小。

Q——研究对象吸收的热量，单位焦耳（J），如果为负数，则说明研究对象向外释放热量。

在自然态下，Q传导具有方向性，即只能从高温物体向低温物体传递热量。

W——外界对研究对象做的功，单位焦耳（J），如果为负数，则说明研究对象对外界做功。

热力学第一定律理解误区之吸热内能一定增加？老师：并非如此。

如果对外做功，内能可能不变，甚至减小。

物体的内能是变大还是变小，取决于两个外在因素，其一是吸收（或放出）热量，另外一个是做功。

如果吸收了10J的热量，向外界做了20J的功，物体的内能不会增加，反而会减小（减小10J）。

热力学第一定律深入理解之温度与分子平均动能关系老师：分子平均动能Ek与热力学温度T是正比例关系，即分子平均动能Ek越大，热力学温度T就越大。

分子平均动能Ek是微观表现方式，而热力学温度T是宏观表现方式。

热力学第一定律深入理解之做功与气体体积关系老师：W与气体的体积相关，V减小，则是外界对气体做正功（压缩气体）。

反之，V增大，则是外界对气体做负功（气体膨胀向外界做功）。

热力学第一定律深入理解之能量守恒定律在热学的变形式老师：从热力学第一定律公式来看：△U=W+Q这与能量守恒定律是一致的。

能量守恒定律的内容是：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体传递给另一个物体，而且能量的形式也可以互相转换。

在热学领域，物体内能改变同样遵守能量守恒定律。

物体内能的增加，要么是伴随着外界做功，要么是由外界热量传导引起的。

在物体A内能增加的同时，物体B因为向A做功能量减小，或者物体C把自身内能以热量形式向物体A传导，自身能量减小。

物理高中热学公式1. 热力学第一定律：ΔU = Q + W，其中ΔU为内能变化，Q为系统与外界交换的热量，W为系统所做的功。

2. 热力学第二定律：ΔS = Q/T，其中ΔS为系统熵的变化，Q为热量，T为温度。

3. 热容：C = Q/ΔT，其中C为热容，Q为系统吸收或释放的热量，ΔT为温度变化量。

4. 比热容：c = C/m，其中m为物体的质量。

5. 热传导定律：Q = kAΔT/x，其中Q为热量，k为热导率，A为面积，ΔT为温度差，x为导热距离。

6. 热辐射定律：P = σA(T^4 – T0^4)，其中P为单位时间内辐射的能量，σ为斯蒂芬—玻尔兹曼常数，A为发射体参考面积，T为发射体温度，T0为参考温度。

7. 热力学循环效率：η = (W净 / Q热) × 100%，其中W净为系统净工作量，Q热为系统吸收的热量。

8. 热力学效率公式：η = (T1 – T2) / T1，其中T1为热源温度，T2为冷源温度。

9. 热平衡方程：m1c1ΔT1 = m2c2ΔT2，其中m为物体的质量，c为比热容，ΔT为温差。

10. 热力学势公式：G = H – TS，其中G为吉布斯自由能，H为焓，T为温度，S为熵。

11. 熵变公式：ΔS = Qrev / T，其中ΔS为系统的熵变，Qrev为可逆过程吸放热量，T为温度。

12. 等温过程：Q = W，即等温过程中外界对系统所做的功等于系统吸收的热量。

13. 等体过程：W = 0，即等体过程中系统不做功，热量全部转化为内能。

14. 等压过程：W = PΔV，即等压过程中外界对系统所做的功等于压力乘以体积的变化量。

15. 等焓过程：Q = ΔH，即等焓过程中外界与系统的热交换量等于系统焓的变化量。

1．改变内能的两种方式：做功与热传递．两者在改变系统内能方面是等效的．2．热力学第一定律：(1)内容：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．(2)表达式：ΔU＝Q＋W.二、能量守恒定律1．能量守恒定律：(1)内容：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别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．(2)意义：①各种形式的能可以相互转化．②各种互不相关的物理现象可以用能量守恒定律联系在一起．2．第一类永动机不可能制成(1)第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器．(2)第一类永动机不可能制成的原因：违背了能量守恒定律．(3)意义：正是历史上设计永动机的失败，才使后人的思考走上了正确的道路．三、热力学第一定律的理解1．符号法则：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ΔU ＝Q＋W时，为了区别以上两种情况，在应用ΔU＝Q＋W进行计算时，它们的正、负号规定如下：(1)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；(2)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；外界从系统吸收热量，也就是系统向外界放出热量，Q<0，即Q为负值；(3)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．2．热力学第一定律的几种典型应用(1)若过程是绝热的，即Q＝0，则W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量．(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加量．(3)若过程中物体始、末内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做功等于物体放出的热量．3. 应用热力学第一定律解题的思路与步骤1．首先应明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统．2．分别列出物体(或系统)吸收或放出的热量；外界对物体(或系统)所做的功或物体(或系统)对外所做的功．3．根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W列出方程进行求解．4．特别注意的就是物理量的正负号及其物理意义．四、能量守恒定律理解1．能量的存在形式及相互转化(1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁能、化学能、原子能等．(2)各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化．例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能．2．与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的．例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力或系统内的弹力做功；而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然现象都遵守的基本规律．3．第一类永动机失败的原因分析如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即U2<U1，则W<0，系统对外做功是要以内能减少为代价的．若想源源不断地做功，就必须使系统不断回到初始状态，在无外界能量供给的情况下是不可能的．4.利用能量守恒定律解题的方法在应用能量守恒定律处理问题时，首先要弄清系统有多少种能量相互转化，分析哪种形式的能量增加了，哪种形式的能量减少了；或者弄清哪个物体的能量增加，哪个物体的能量减少，增加量等于减少量．1．改变内能的两种方式：做功与. 两者在改变系统内能方面是2．热力学第一定律：(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的与外界对它的和．(2)表达式：.二、能量守恒定律1．能量守恒定律：(1)内容：能量既不会凭空，也不会凭空，它只能从一种形式为另一种形式，或者从一个物体到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的保持不变．(2)意义：①各种形式的能可以相互. ②各种互不相关的物理现象可以用定律联系在一起．2．第一类永动机不可能制成(1)第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地的机器．(2)第一类永动机不可能制成的原因：违背了定律．(3)意义：正是历史上设计永动机的，才使后人的思考走上了正确的道路．三、热力学第一定律的理解1．符号法则：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ΔU ＝Q＋W时，为了区别以上两种情况，在应用ΔU＝Q＋W进行计算时，它们的正、负号规定如下：(1)外界对系统做功，W>0，即W为值；系统对外界做功，也就是外界对系统做功，W<0，即W为负值；(2)外界对系统传递热量，也就是系统从外界热量，Q>0，即Q为正值；外界从系统吸收热量，也就是系统向外界热量，Q<0，即Q为负值；(3)系统内能，ΔU>0，即ΔU为正值；系统内能减少，ΔU<0，即ΔU为负值．2．热力学第一定律的几种典型应用(1)若过程是的，即Q＝0，则W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量．(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量物体内能的增加量．(3)若过程中物体始、末内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做功物体放出的热量．3. 应用热力学第一定律解题的思路与步骤1．首先应明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统．2．分别列出物体(或系统)吸收或放出的热量；外界对物体(或系统)所做的功或物体(或系统)对外所做的功．3．根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W列出方程进行求解．4．特别注意的就是物理量的正负号及其物理意义．四、能量守恒定律理解1．能量的存在形式及相互转化(1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁能、化学能、原子能等．(2)各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化．例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能．2．与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的．例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力或系统内的弹力做功；而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然现象都遵守的基本规律．3．第一类永动机失败的原因分析如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即U2<U1，则W<0，系统对外做功是要以内能减少为代价的．若想源源不断地做功，就必须使系统不断回到初始状态，在无外界能量供给的情况下是不可能的．5.利用能量守恒定律解题的方法在应用能量守恒定律处理问题时，首先要弄清系统有多少种能量相互转化，分析哪种形式的能量增加了，哪种形式的能量减少了；或者弄清哪个物体的能量增加，哪个物体的能量减少，增加量等于减少量．1．做功和热传递在改变物体内能上是不等效的．( )2．热力学系统对外界做功时，W取负值，吸收热量时Q取正值．( )3．物体与外界不发生热交换，物体的内能也可能增加．( )4．各种能量之间可以转移或转化，但总量保持不变．( )5．运动的物体在阻力作用下会停下来，说明机械能凭空消失了．( )6．第一类永动机不能制成，是因为它违背了能的转化和守恒定律．( )1．(1)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×105J．试问：此压缩过程中，气体__________(填“吸收”或“放出”)的热量等于________J.(2)若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是__________(填“A”、“B”或“C”)．该过程中气体的内能__________(填“增加”、“减少”或“不变”)．2．一定质量的气体从外界吸收了4.2×105 J的热量，同时气体对外做了6×105 J的功，问：(1)物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)分子势能是增加还是减少？(3)分子的平均动能是增加还是减少？3.有一种所谓“全自动”机械手表如图10­3­2所示，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去．这是不是一种永动机？如果不是，维持表针走动的能量是从哪儿来的？4．（多）下列关于能量转化现象的说法中，正确的是( )A．用太阳灶烧水是光能转化为内能B．电灯发光是电能转化为光能C．核电站发电是电能转化为内能D．生石灰放入盛有凉水的烧杯里，水温升高是动能转化为内能E．风车发电是风的动能转化为电能5．（多）一定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p­T图象如图所示．下列判断正确的是( )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E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同6．断定第一类永动机不可能制成的依据是__________定律．1．做功和热传递在改变物体内能上是不等效的．(×)2．热力学系统对外界做功时，W 取负值，吸收热量时Q 取正值．(√) 3．物体与外界不发生热交换，物体的内能也可能增加．(√) 1．各种能量之间可以转移或转化，但总量保持不变．(√)2．运动的物体在阻力作用下会停下来，说明机械能凭空消失了．(×) 3．第一类永动机不能制成，是因为它违背了能的转化和守恒定律．(√)1．(1)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功为2.0×105J ，同时气体的内能增加了1.5×105J ．试问：此压缩过程中，气体__________(填“吸收”或“放出”)的热量等于________J.(2)若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是__________(填“A ”、“B ”或“C ”)．该过程中气体的内能__________(填“增加”、“减少”或“不变”)．【导学号：11200089】【解析】 (1)由热力学第一定律W ＋Q ＝ΔU 得Q ＝ΔU －W ＝－5×104J ，说明气体放出热量5×104J.(2)由气态方程pV T＝C (常量)易判断出C 过程是等压变化，该过程温度升高，理想气体的内能增加．【答案】 (1)放出 5×104(2)C 增加2．一定质量的气体从外界吸收了4.2×105 J 的热量，同时气体对外做了6×105J 的功，问： (1)物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？ (2)分子势能是增加还是减少？(3)分子的平均动能是增加还是减少？【导学号：11200090】【解析】 (1)气体从外界吸收的热量为Q ＝4.2×105J气体对外做功W ＝－6×105J由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ＝(－6×105 J)＋(4.2×105 J)＝－1.8×105J ΔU 为负，说明气体的内能减少了所以，气体内能减少了1.8×105J.(2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加了． (3)因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，所以气体分子的平均动能一定减少了．【答案】 (1)减少 1.8×105J (2)增加 (3)减少有一种所谓“全自动”机械手表如图10­3­2所示，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去．这是不是一种永动机？如果不是，维持表针走动的能量是从哪儿来的？图10­3­2【提示】 这不是永动机．手表戴在手腕上，通过手臂的运动，机械手表获得能量，供手表指针走动．若将此手表长时间放置不动，它就会停下来．3．下列关于能量转化现象的说法中，正确的是( ) A ．用太阳灶烧水是光能转化为内能 B ．电灯发光是电能转化为光能 C ．核电站发电是电能转化为内能D ．生石灰放入盛有凉水的烧杯里，水温升高是动能转化为内能选项正确．【答案】ABE4．一定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p­T图象如图10­3­3所示．下列判断正确的是( )图10­3­3A．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E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同【解析】由p­T图象可知过程ab是等容变化，温度升高，内能增加，体积不变，由热力学第一定律可知过程ab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p­T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；b、c两状态温度相等，分子平均动能相等，由于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，选项E正确．【答案】ADE5．断定第一类永动机不可能制成的依据是__________定律．【解析】能量守恒定律的确立，给予了第一类永动机不能制成的科学解释．【答案】能量守恒定律。

高考物理：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。

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。

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。

）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=A2.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=Q3.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。

热力学3大定律一、热力学第一定律1. 内容- 也称为能量守恒定律。

其表述为：热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变。

- 数学表达式为Δ U = Q+W，其中Δ U表示系统内能的变化量，Q表示系统吸收的热量，W表示外界对系统做的功。

如果系统对外界做功，则W取负值；如果外界对系统做功，则W取正值。

如果系统吸收热量，则Q取正值；如果系统放出热量，则Q取负值。

2. 实例- 例如在热机中，燃料燃烧产生热量Q，一部分热量转化为对外做的功W，另一部分热量被废气带走或者用来加热机器本身等，总的能量是守恒的。

- 再如对一定质量的理想气体进行等压膨胀过程，根据W = pΔ V（p是压强，Δ V是体积变化量），气体对外做功W>0，同时根据理想气体状态方程pV = nRT （n是物质的量，R是普适气体常量，T是温度），温度升高，内能Δ U>0，根据Δ U = Q+W，可知系统吸收热量Q=Δ U - W。

3. 意义- 它是自然界普遍的基本定律之一，从本质上表明了各种形式的能量在相互转换过程中的守恒关系，奠定了热力学的基础，也为能量的合理利用和转换提供了理论依据。

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。

这里强调“自发”，如果有外界做功是可以实现热量从低温物体传到高温物体的，例如冰箱制冷，是通过压缩机做功，将热量从低温的冰箱内部传到高温的外部环境。

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。

例如热机工作时，从高温热源吸收热量Q_1，一部分用来对外做功W，另一部分Q_2要释放到低温热源，不可能将吸收的热量Q_1全部转化为功W而不向低温热源放热。

3. 意义- 它表明了自然界中与热现象有关的宏观过程是有方向性的。

同时也为提高热机效率等实际工程问题提供了理论限制，热机效率eta=(W)/(Q_1)=1 -(Q_2)/(Q_1)，由于Q_2不能为零，所以热机效率总是小于1。

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热力学的基本原理
热力学的基本原理是热力学第一定律和第二定律：
1. 热力学第一定律（能量守恒定律）：能量不会被创造或消失，只会在物质之间进行转化或传递。

它表达了能量在系统中的守恒原理，即能量的增加等于输入系统的热量和对外界做功的总和。

数学表达式可以写作ΔU = Q - W，其中ΔU表示系统内能量的变化，Q表示系统获得的热量，W表示系统对外界做的功。

2. 热力学第二定律：热量不会自行从低温物体传递到高温物体，而是反过来从高温物体传递到低温物体。

热力学第二定律主要包括两个重要原理：
- 热力学第二定律的Kelvin-Planck表述：不能从单一热源中完全获取热量并将其全部转化为功而不引起其他效果。

简单来说，不可能制造一个只吸收热量而不产生其他影响的永动机。

- 热力学第二定律的Clausius表述：热量不能自行从低温物体传递到高温物体，而是需要借助外界做功或通过一个温度比它更高的热源。

简单来说，热量只能由高温物体向低温物体传递，不可能自行逆向流动。

这些基本原理为热力学提供了数学工具和理论基础，用于描述和解释能量转化和传递的过程，以及系统内的热力学性质和热力学平衡状态。

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。

第八章热力学定律本章学习提要1．理解热力学第一定律，知道热力学第一定律反映了系统内能的变化和系统通过做功及传热过程与外界交换的能量之间的关系。

初步会用热力学第一定律分析理想气体的一些过程，以及生活和生产中的实际问题。

2．知道热力学第二定律的表述。

知道熵是描写系统无序程度的物理量。

热力学的两个基本定律都是通过对自然界和生活、生产实际的观察、思考、分析、实验而得到的，这也是我们学习这两条基本定律应采取的方法。

人类的进步是与对蕴藏在物质内部能量的认识和利用密切相关的。

热力学定律为更好地设计和制造热机、更好地开发和利用能源指明了方向。

随着生产和科学实践的发展，人们逐步领悟到有效利用能源的意义，懂得遵循科学规律的重要性，从而更自觉地抵制违背科学规律的行为。

此外，以热力学定律为基础的现代热力学理论还广泛应用于物质结、凝聚态物理、低温物理、化学反应、生命现象、宇宙和恒星演化等领域，取得了巨大成就。

A 热力学第一定律一、学习要求理解热力学第一定律。

初步会用热力学第一定律分析理想气体的一些过程，以及生活和生产中的实际问题。

关注热力学第一定律的建立过程，明白热力学第一定律是包括内能的能的转化和能量守恒定律，是通过对自然界和生活、生产实际的观察、思考、分析、实验而得到的自然界中的最基本、最普遍的定律之一，通过对热力学第一定律的学习，体会该定律在科学史上的重要地位，感受该定律对技术进步和社会发展的巨大作用。

二、要点辨析1．热力学第一定律的含义和表式热力学第一定律是包括内能的能的转化和能量守恒定律。

物质的内能是一种与物质内的大量构成粒子无序热运动有关的能量形式，物质系统（如汽缸中一定质量的气体）内能的变化是它与外界交换能量的结果，而这种能量的交换则可通过做功和热传递两种方式实现，热力学第一定律反映了系统内能的变化（ΔU）与它和外界交换的功（W）和热量（Q）之间的定量的关系：ΔU＝Q＋W。

2．应用热力学第一定律解题时，要注意各物理量正、负号的含义当热力学第一定律表示为ΔU ＝Q ＋W 时，ΔU 为正值，表示系统内能增加；负值表示系统内能减小。

简述热力学的四大定律热力学是研究能量转化和能量传递规律的学科。

它有四大定律，分别是热力学第一定律，热力学第二定律，热力学第三定律和熵增定律。

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总量是不变的。

换句话说，能量不能被创造或破坏，只能从一种形式转化为另一种形式。

这意味着能量的转化必须满足能量守恒的原则。

例如，当我们烧一根木柴时，化学能转化为热能和光能。

热力学第二定律是热力学的核心定律，也称为熵增定律。

它指出在一个孤立系统中，熵（即混乱程度）总是增加的。

熵增定律与时间的箭头密切相关，即时间只能单向流动，系统的混乱程度只能增加。

例如，当我们将一杯热水放在桌子上，它会逐渐冷却，热量会从高温处流向低温处，使得系统的熵增加。

热力学第三定律是热力学中的另一个重要定律，也称为绝对零度定律。

它指出当温度接近绝对零度时，系统的熵趋于一个常数，也就是零。

绝对零度是温度的最低限度，它等于绝对零度时的温度为0开尔文（-273.15摄氏度）。

在绝对零度下，分子和原子的运动几乎停止，系统的熵达到最小值。

熵增定律是热力学第二定律的另一种表述。

它指出在一个孤立系统中，熵的增加是不可逆的。

即使在满足能量守恒的情况下，熵的增加是不可逆转的。

这与我们日常生活中的经验相符，例如我们可以将一杯热水放在冰箱中冷却，但我们无法将冷水放在室温下加热而使其变热。

热力学的四大定律揭示了能量转化和熵增的规律。

它们为我们理解和解释自然界中的各种现象提供了基础。

通过研究热力学定律，我们可以更好地利用能量并保护环境，促进人类社会的可持续发展。

第1篇热力学是研究热现象及其与物质运动、能量转换和传递之间相互关系的科学。

热力学有三个基本定律，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。

这三个定律在物理学和工程学等领域有着广泛的应用。

一、热力学第一定律热力学第一定律也称为能量守恒定律，它揭示了能量在不同形式之间的相互转换和守恒。

具体来说，热力学第一定律可以表述为：在一个封闭系统中，能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转换为另一种形式。

1. 热力学第一定律的数学表达式设一个封闭系统在一段时间内吸收的热量为Q，对外做功为W，系统内能的增加为ΔU，则热力学第一定律可以表示为：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表示系统对外做的功。

2. 热力学第一定律的应用热力学第一定律在许多领域都有广泛的应用，以下列举几个例子：（1）热机：热机是将热能转换为机械能的装置。

根据热力学第一定律，热机在工作过程中，必须从高温热源吸收热量，并将部分热量转化为机械能，同时将部分热量排放到低温热源。

（2）热泵：热泵是一种利用外部能量将低温热源的热量转移到高温热源的装置。

根据热力学第一定律，热泵在工作过程中，必须消耗一定的外部能量，以实现热量转移。

（3）能源利用：热力学第一定律揭示了能源的守恒规律，对于能源的开发、利用和节约具有重要意义。

二、热力学第二定律热力学第二定律揭示了热现象的不可逆性，即热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。

具体来说，热力学第二定律可以表述为：1. 热力学第二定律的表述（1）开尔文-普朗克表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功而不引起其他变化。

（2）克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。

2. 热力学第二定律的应用热力学第二定律在许多领域都有广泛的应用，以下列举几个例子：（1）制冷技术：制冷技术利用热力学第二定律，将热量从低温物体传递到高温物体，实现制冷效果。

（2）热力学第三定律：热力学第三定律是热力学第二定律的一个特例，它揭示了在绝对零度时，物体的熵趋于零。

热力学第一二三定律及其应用热力学是研究热和能量转换的学科，而热力学第一二三定律是热力学最基本的三个定律，它们是热力学研究的重要基础。

本文将分别介绍这三个定律及其应用。

一、热力学第一定律热力学第一定律，又称能量守恒定律，指的是热力学系统中总能量的守恒性。

即在一个孤立系统中，能量不能被创造或者消失，只能从一种形式转化为另一种形式。

热力学第一定律的应用十分广泛，如能源的转换和利用，汽车发动机的设计和优化，太阳能电池的制造等。

在能源转换和利用中，第一定律可以用于分析能量流和预测系统的效率。

例如，在热能发电中，热能被转化为机械能，然后机械能通过发电机转化为电能。

在这个过程中，第一定律可用于计算电站的总输电量和节约燃料的方式。

二、热力学第二定律热力学第二定律，又称熵增定律，指的是孤立系统熵的增加。

热力学中的熵可以理解为系统的无序度量。

第二定律表明，任何一种孤立系统都倾向于变得更加无序。

热力学第二定律的应用涉及工程、环境和生物学等众多领域。

例如，在热机中的工程热力学和制冷技术中的制冷循环，都需要考虑热力学第二定律。

在环境保护方面，热力学第二定律可用于分析和预测环境的变化。

而在生物学中，热力学第二定律被用于解释生物体内的化学反应和代谢。

三、热力学第三定律热力学第三定律，又称绝对熵零点定律，提出了一个没有可能达到的理论极限：当温度趋向于绝对零度时，任何孤立系统的熵趋于零。

热力学第三定律被认为是热力学三大定律中最不直观和理论化的一个。

热力学第三定律的应用相对较少。

它主要被用于特定领域的研究，如半导体材料的研究、超导体的研究以及天体物理学的研究。

结论热力学第一二三定律是热力学基本的三个定律，它们在各种科学和工程领域中都有广泛的应用。

这三个定律为科学家和工程师提供了分析和优化物理系统的框架和方法。

在工业、环境和生物学等领域，热力学技术的应用是不可或缺的。

热力学定律公式一、热力学定律1. 热力学第一定律：能量守恒定律（一次动力学）说明：热力学第一定律，又称能量守恒定律，是物理学中长期研究的定律之一，它解释了发生物理和化学变化时能量的守恒，即变化时物质中不能创造或者毁灭能量，只能以多种形式相互转换。

根据定律，考虑任何物理或化学变化，变化前后所有物质的总能量减少、增加或者保持不变，只要能量不会增加或减少，熵值也就守恒了。

2. 热力学第二定律：温度无差异可降低定律说明：热力学第二定律，又称温度差异可降低定律，主要指非完全开放系统的能量变化。

它描述如果将两种不同温度的物质在同一热源中结合，其能量的差异越大，它们的总热量就越小，而它们最终会趋向同一温度，这个标准温度称为热力学平衡。

3. 热力学第三定律：熵递增定律说明：这条定律表明物质的总体熵（不均匀性）在实验室可以观察到的不动变量范围内，总是递增的，熵的定义是描述一个热动力系统的守恒性的度量的物理量。

熵增加表示热动力系统脱离强有序状态，向混乱状态发展。

4. 热力学第四定律：Carnot定律：说明：Carnot定律是描述热机内热量转换机制规律的物理定律，它描述热机之间的效率。

热机是指可以利用热源能量转化为机械能和其他能源的装置，如发动机和内燃机。

简言之，Carnot定律规定热机的效率只与其温度有关，温度越高，效率越高。

二、热力学的应用1. 热量转换热量的转换由热力学的基本定律来决定，一个系统在能量变化的过程中，不可能出现能量的创造或灭活，变量时形式只会改变，典型的转换过程有热机转换、热泵、制冷机和制热机等，热力学定律是这些机器设计和运行的准则。

2. 热物理学热物理学是用来研究物质性质如热容、熵和热导率与温度、压力之间关系的物理学分支，热量动力学方程以及热容性质、熵和热导率的定义都是热力学定律的重要应用。

3. 热交换热的交换受制于热力学的定律，在热交换的过程中，热量随着能量的流动而流动，热交换要么提供也要么消耗能量，如果两个热源直接隔绝而不交换能量，最终会达到一个平衡温度。

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)。

热力学三大定律内容及公式
热力学三大定律，又称玻尔定律，是热力学的基础，也是物质传递的基本原理和实验原理。

热力学三大定律分别是第一定律、第二定律和第三定律，它们分别提出了物质传递和能量传递的基本原理，为热力学的发展奠定了基础。

第一定律，也称为热力学定律，即热力学系统的总能量是守恒的，即能量守恒定律。

它定义了保守特性，即热力学系统内外能量发生变化时，系统外能量的增加与系统内能量的减少之和等于零。

记做：ΔE+ΔI=0 其中，ΔE表示系统外的能量的变化，ΔI表示系统内的能量的变化。

第二定律即增温定律，指所有的热耗散都会引起热力学系统的温度升高。

它提出了热机械效率的概念，即热机械效率应与完全机械效率一样，必然<1，记做
η<1。

它定义了热机械过程的不可逆性，即作任何单向热机械过程的逆过程，其热机械效率必然<1，记做η<1。

第三定律即热大定律，也称为热死亡定律，它指出：任何物质最终可以达到的最低温度是一个恒定的，记做T0，它是热源的无穷大与绝热物体的温度。

它定义了热力学系统的无穷小，就是热源的无穷大与绝热物体的温度之间的温差，记做ΔT=T/T0。

热力学三大定律是热力学发展过程中被公认的理论框架，它们就是热力学概念的基本单元，也是我们理解和探究物质传递和能量传递的基础。

高中基础物理热力学常识热力学是我们学习热能知识的入门，学好之后我们可以用热力学解释很多生活中的现象。

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高中基础物理热力学常识(1)热力学第一定律：热力学系统如不吸收外部热量却对外做功，须消耗内能;不可能造出既不需外界能量又不消耗系统内能的永动机。

能量守恒定律属于热力学第一定律。

(2)热力学第二定律：热机不可能把从高温热源中吸收的热量全部转化为有用功，总要把一部分传给低温热源。

根据这个定律，任何热机的效率都不可能达到100%。

(3)热力学第三定律：在科学家研究固体、液体、分子和原子的自由能的基础上，能斯特提出，在温度达到绝对零度(-273摄氏度)时，物质系统(分子或原子)无规则的热运动将停止。

绝对零度不可能达到，但是可以无限趋近。

电磁学常识1864年，麦克斯韦预言电磁波的存在，并预言光是一种电磁波。

1888年，赫兹发现了电磁波。

麦克斯韦的电磁理论成为描述电磁运动的基本理论，被称为自然科学的第三次理论大综合。

光学常识(1)光的色散是一种把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光的现象。

(2)光的三原色是红、绿、蓝，而颜料的三原色是红、黄、蓝。

(3)红外线：太阳光色散区域中，红光外侧的不可见光叫做红外线。

红外线能使被照射的物体发热，具有热效应。

常用于红外探测器﹑红外照相机﹑红外夜视仪﹑追踪导弹等。

(4)紫外线：太阳光色散区域中，紫光外侧的不可见光叫做紫外线。

它能使荧光物质发光，另外还可以灭菌。

常用于验钞机﹑紫外线杀菌等。

(5)光的直线传播：光在同一种均匀介质中沿直线传播，比如影子的形成(手影，日食月食)、小孔成像等。

高中物理解题过程分析物理，这是公认的最难的一门学科，因为它不仅建立在数学的基础之上，需要有坚强的数学后盾，还要求同学具备很强的过程分析能力。

做物理题，首要的就是进行过程分析，只有把物理过程分析清楚，才能在此基础上进一步解题。

如果你没有弄清楚它的来龙去脉，那么你根本无法继续解题，即使算出结果来了，那也肯定是错误的。