關於高中物理選修3-3最後一章：熱力學定律，最重要的是理解、掌握好熱力學第一定律，高考中出現機率不小，尤其是公式中的符號法則。
其他方面的知識，僅需要了解即可，在高考中如果出現，也是以選擇題形式，判斷說法對錯。
知識點一、功和內能
1、絕熱過程：
熱力學系統只由於外界對它做功而與外界交換能量，它不從外界吸熱，也不向外界傳熱的熱力學過程，稱為絕熱過程。
2、內能：
內能是一種與熱運動有關的能量。在物理學中，我們把物體內所有分子作無規則運動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內能。內能用字母U表示。在宏觀上，熱力學系統的內能U是狀態量的函數，由系統的分子數、溫度、體積決定。
3、絕熱過程功和能的關係
功是過程量，能量是狀態量，功是能量變化的量度。某熱力學系統從狀態1經過絕熱過程達到狀態2時，內能的增加量就等於外界對系統所做的功W，即
ΔU=W
可見，這一過程實現了其它形式的能與內能之間的轉化。
知識點二、熱和內能
1、熱傳遞：兩個溫度不同的物體相互接觸時溫度高的物體要降溫，溫度低的物體要升溫，這個過程稱之為熱傳遞。
2、熱傳遞的方式：熱傳導、對流熱、熱輻射。
3、熱傳遞過程熱和能的關係
某熱力學系統從狀態1經過單純的傳熱過程達到狀態2時，內能的增加量就等於外界對系統傳遞的熱量Q，即
ΔU=Q
可見，這一過程只是實現了內能與內能之間的轉移。
知識點三、熱力學第一定律、能量守恆定律
1、熱力學第一定律
①熱力學第一定律表述：
一個熱力學系統的內能增量等於外界向它傳遞的熱量與外界對它所作的功的和。
②熱力學第一定律表達式
ΔU=W+Q
③應用熱力學第一定律解題的思路與步驟：
1)、明確研究對象是哪個物體或者是哪個熱力學系統。
2）、分別列出物體或系統(吸收或放出的熱量)和外界對物體或系統所做的功。
3）、據熱力學第一定律列出方程進行求解，應用熱力學第一定律計算時，要依照符號法則代入數據，對結果的正負也同樣依照規則來解釋其意義。
4）、幾種特殊情況：
若過程是絕熱的，即Q=0，則：W=ΔU，外界對物體做的功等於物體內能的增加。
若過程中不做功，即W=0，則：Q=ΔU，物體吸收的熱量等於物體內能的增加。
若過程的始末狀態物體的內能不變，即ΔU=0，則:W+Q=0,外界對物體做的功等於物體放出的熱量。
④對熱力學第一定律的理解：
熱力學第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種改變內能的方式是等效的，而且給出了內能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關係，此定律是標量式，應用時熱量的單位應統一為國際單位制中的焦耳。
2、能量守恆定律
①能量守恆定律內容：能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一物體，在轉化和轉移的過程中其總量不變。
②對能量守恆定律的理解：
1）在自然界中不同的能量形式與不同的運動形式相對應，如物體做機械運動具有機械能，分子運動具有內能等。
2）某種形式的能減少，一定有其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等。
③第一類永動機不可製成
1）第一類永動機是一類所謂不需外界輸入能源、能量，並且對外做功的機械。
2）第一類永動機不可製成是因為其違背了熱力學第一定律，即能量轉化和守恆定律。
知識點四、熱力學第二定律
1、熱力學第二定律的表述：
一種表述：熱量不能自發的從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化。
另一種表述：（開爾文表述）不可能從單一熱庫吸收熱量，將其全部用來轉化成功，而不引起其他的影響。
2、對熱力學第二定律的理解:
① 在熱力學第二定律的表述中,自發和不產生其他影響的涵義，自發是指熱量從高溫物體自發地傳給低溫物體的方向性，在傳遞過程中不會對其他物體產生影響或需要藉助其他物體提供能量等的幫助。不產生其他影響的涵義是使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體或從單一熱源吸收熱量全部用來做功，必須通過第三者的幫助，這裡的幫助是指提供能量等，否則是不可能實現的。
② 熱力學第二定律的實質熱力學第二定律的每一種表述，揭示了大量分子參與宏觀過程的方向性，使人們認識到自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性。
③第二類永動機不可製成
1）第二類永動機是一類所謂在僅有一個熱源的條件下便能夠不斷運動並且對外做功的機械。
2）第二類永動機不可製成是因為其違背熱力學第二定律（一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行）
知識點五、熱力學第二定律的微觀解釋
1、熱力學第二定律的微觀意義
一切自發過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行。
2、熵增加原理：熵是分子熱運動無序程度的定量量度，在絕熱過程或孤立系統中，熵是增加的。
①熵是反映系統無序程度的物理量，正如溫度反映物體內分子平均動能大小一樣。
②系統越混亂，無序程度越大，就稱這個系統的熵越大。系統自發變化時，總是向著無序程度增加的方向發展，至少無序程度不會減少，也就是說，系統自發變化時，總是由熱力學概率小的狀態向熱力學概率大的狀態進行。從熵的意義上說，系統自發變化時總是向著熵增加的方向發展，不會使熵減少。
③任何宏觀物質系統都有一定量的熵，熵也可以在系統的變化過程中產生或傳遞。
④一切自然過程的發生和發展中，總熵必定不會減少。
知識點六、能源和可持續發展
1、能量耗散：系統的內能流散到周圍的環境中，沒有辦法把這些內能收集起來加以利用
2、能源的重要性：能源是社會存在與發展永遠不可或缺的必需品，是國民經濟運動的物質基礎，它與材料、信息構成現代社會的三大支柱。
3、化石能源：人們把煤、石油叫做化石能源。
4、生物質能：生物質能指綠色植物通過光合作用儲存在生物體內的太陽能，儲存形式是生物分子的化學能。
5、風能：為了增加風力發電的功率，通常把很多風車建在一起，我國新疆、內蒙古等地已經開始大規模利用風力發電。
6、水能：水是可再生的，水電對環境的影響小，發電成本低。
7、太陽能：通過太陽電池將太陽能直接轉換成電能。
結 束
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