2024年安徽公務(wù)員考試常識積累：熱力學(xué)的三大定律

1.第一定律(能量守恒定律)

　　內(nèi)容：能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過程中，能量的總量不變。自從焦耳以精確實驗結(jié)果證明機械能、電能、內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化滿足守恒關(guān)系之后，人們就認(rèn)為能量守恒定律是自然界的一個普遍的基本規(guī)律。

　　內(nèi)能變換方式：一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和。

　　改變內(nèi)能的兩種方式：1.做功(eg：摩擦生熱) 2.熱傳遞(eg:冬天的時候烤火)

　　否定了第一類永動機。(eg:要讓馬兒跑，還讓馬兒不吃草)

　　第一類永動機:某物質(zhì)循環(huán)一周恢復(fù)到初始狀態(tài)，不吸熱而向外放熱或做功，這叫“第一類永動機”。由能量守恒定律可知，能量不會憑空產(chǎn)生。這種機器不消耗任何能量，卻可以源源不斷的對外做功是不可能實現(xiàn)的。

　　2.第二定律(熵增定律)

　　克勞修斯表述：熱量可以自發(fā)地從溫度高的物體傳遞到較冷的物體，但不可能自發(fā)地從溫度低的物體傳遞到溫度高的物體(人為干預(yù)除外)。(eg:冰箱)

　　總結(jié)：雖然能量守恒但是自然界能量轉(zhuǎn)化都是具有方向性的，不可逆的。

　　熵是什么：隨時間發(fā)展，一個孤立體系中的熵絕不會減小。(eg1:一壺開水放著放著就涼了;eg2:一片樹葉飄落就不會再回到樹上)

　　否定了第二類永動機(能量轉(zhuǎn)化有方向性)

　　第二類永動機：在熱力學(xué)第一定律問世后，人們認(rèn)識到能量是不能被憑空制造出來的，于是有人提出，設(shè)計一類裝置，從海洋、大氣乃至宇宙中吸取熱能，并將這些熱能作為驅(qū)動永動機轉(zhuǎn)動和功輸出的源頭，這就是第二類永動機。從單一熱源吸熱使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其它影響的熱機稱為第二類永動機。

　　3.第三定律(絕對零度)

　　熱力學(xué)第三定律通常表述為絕對零度時，所有純物質(zhì)的完美晶體的熵值為零。也叫絕對零度(T=0K即-273.15℃)。絕對零度實際是無法達到的，只是理論值。(T=溫度)

　　最冷之地：智利天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了宇宙最冷之地，這個宇宙最冷之地就叫做“回力棒星云”，溫度為零下272攝氏度，是目前所知自然界中最寒冷的地方，稱為“宇宙冰盒子”。

　　絕對零度就是0K(約為-273.15℃或-459.67℉)

　　【刷題鞏固】

　　【例題】下列說法正確的是：

　　A.物體吸收熱量，其溫度一定升高

　　B.熱量只能從高溫物體向低溫物體傳遞

　　C.遵守?zé)崃W(xué)第一定律的過程一定能實現(xiàn)

　　D.做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式

?

　　答案：D

?

　　【解析】做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式，它們在改變物體內(nèi)能上是等效的，做功改變物體內(nèi)能實質(zhì)上是(機械能)和(內(nèi))能的相互轉(zhuǎn)化，熱傳遞改變內(nèi)能的實質(zhì)是能量的(轉(zhuǎn)移);A選項錯誤，物體吸收了熱量，內(nèi)能一定增加，但是溫度不一定升高，例如晶體的熔化和液體的沸騰過程;B選項錯誤，低溫物體也會向高溫物體傳遞熱量，正確說法為“熱量總是自發(fā)的由高溫物體向低溫物體傳遞”;C選項錯誤，熱學(xué)過程除了要受到能量守恒定律的制約外，還具有方向性。故本題答案為D。