21.1热力学定律—知识点填空-2024高考物理回归课本基础知识填空（含答案）

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1．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 ，它不从外界 ，也不向外界 。
（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 。
②通过电流的 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 无关。
2．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 的物理量。
（2）功和内能：在绝热过程中，系统内能的增加量等于外界对系统做的功，即ΔU=W。
（3）①ΔU=W的适用条件是 过程。
②在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能 ；系统对外界做功，系统的内能 。
3．热和内能
（1）热传递
①条件：物体的 不同。
②热传递：热量总是从 物体向 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 变化的量度。
②表达式： 。
（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 的改变。
②做功时是内能与其他形式能的 ；热传递只是不同物体（或一个物体的不同部分）之间内能的 。
4．热力学第一定律
（1）改变内能的两种方式： 与 。两者在改变系统内能方面是等价的。
（2）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 与外界对它所 的和。
（3）热力学第一定律的表达式：ΔU= 。
5．能量守恒定律
（1）能量守恒定律
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，能量的总量 。
（2）能量守恒定律的意义
①各种形式的能可以 。
②各种物理现象可以用 联系在一起。
（3）永动机不可能制成
①第一类永动机：人们把设想的不消耗 的机器称为第一类永动机。
②第一类永动机由于违背了 ，所以不可能制成。
6．热力学第二定律的克劳修斯表述
（1）热传导的方向性：一切与热现象有关的宏观自然过程都是 的。
（2）热力学第二定律的克劳修斯表述：德国物理学家克劳修斯在1850年提出：热量不能自发地从 物体传到 物体。热力学第二定律的克劳修斯表述，阐述的是传热的 。
7．热力学第二定律的开尔文表述
（1）热机
①热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的 变成工作物质的 。第二个阶段是工作物质对外 ，把自己的内能变成 。
②热机的效率η：热机输出的 与燃料产生的 的比值，用公式表示为η=。热机的效率不可能达到100%。
（2）开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之 ，而不产生其他影响。（该表述阐述了机械能与内能转化的方向性）
（3）热力学第二定律的其他描述
①一切宏观自然过程的进行都具有 。
②气体向真空的自由膨胀是 的。
③第二类永动机是不可能制成的。
（4）第二类永动机
①定义：只从 热库吸收热量，使之完全变为功而不引起其他变化的热机。
②第二类永动机不可能制成的原因：虽然第二类永动机不违反 ，但大量的事实证明，在任何情况下，热机都不可能只有一个热库，热机要不断地把吸取的热量变为有用的功，就不可避免地将一部分热量传给低温热库。
参考答案：
1． 能量 吸热 放热 上升 热效应 方式
【详解】（1）[1][2][3]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）[4][5]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）[6]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。
2． 自身状态 绝热 增加 减少
【详解】（1）[1]内能宏观：只依赖于热力学系统自身状态的物理量；
（3）①[2]ΔU=W的适用条件是绝热过程。
②[3][4]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。
3． 温度 高温 低温 内能 ΔU=Q 内能 转化 转移
【详解】（1）①[1]热传递条件：物体的温度不同。
②[2][3]热传递：热量总是从高温物体向低温物体传递。
（2）①[4]热量：它是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。
②[5]表达式：ΔU=Q。
（3）①[6]做功和热传递都能引起系统内能的改变。
②[7][8]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。
4． 做功 热传递 热量 做的功 Q＋W
【详解】（1）[1][2]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价的。
（2）[3][4]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。
（3）[5]热力学第一定律的表达式：ΔU= Q＋W。
5． 产生 消失 转化 转移 保持不变 相互转化 能量守恒定律 能量 能量守恒定律
【详解】（1）[1][2][3][4][5]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）①[6]各种形式的能可以相互转化。
②[7]各种物理现象可以用能量守恒定律联系在一起。
（3）①[8]第一类永动机：人们把设想的不消耗能量的机器称为第一类永动机。
②[9]第一类永动机由于违背了能量守恒定律，所以不可能制成。
6． 不可逆 低温 高温 方向性
【详解】（1）[1]热力学第二定律的克劳修斯表述：一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的；
（2）[2][3][4]德国物理学家克劳修斯在1850年提出：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。热力学第二定律的克劳修斯表述，阐述的是传热的方向性。
7． 化学能 内能 做功 机械能 机械功 热量 完全变成功 方向性 不可逆 单一 能量守恒定律
【详解】（1）①[1][2][3][4]热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的化学能变成工作物质的内能。第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成机械能。
②[5][6]热机的效率η：热机输出的机械功与燃料产生的热量的比值，用公式表示为η= 。
（2）[7]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）[8]①一切宏观自然过程的进行都具有方向性。
[9]②气体向真空的自由膨胀是不可逆的。
（4）[10]①定义：只从单一热库吸收热量，使之完全变为功而不引起其他变化的热机。
②[11]第二类永动机不可能制成的原因：虽然第二类永动机不违反能量守恒定律，但大量的事实证明，在任何情况下，热机都不可能只有一个热库，热机要不断地把吸取的热量变为有用的功，就不可避免地将一部分热量传给低温热库。