但Q未知，所以内能不一定减小，B选项错误；物体吸收热量Q＞0，同时对外做功W＜0，W＋Q可正、可负、还可为0，所以内能可能增加，故C选项正确；物体放出热量Q＜0，同时对外做功W＜0，所以ΔU＜0，即内能一定减小，D选项错误． 命题点二 热力学第二定律 1．热力学第二定律的涵义

(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助． (2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等．在产生其他影响的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程． 2．热力学第二定律的实质

热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，进而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． 3．热力学过程方向性实例

热量Q能自发传给(1)高温物体热量?????????????Q不能自发传给低温物体． 能自发地完全转化为(2)功不能自发地转化为????????????热．

能自发膨胀到(3)气体体积V1不能自发收缩到??????????气体体积V2(较大)． 能自发混合成(4)不同气体A和B不能自发分离成???????????混合气体AB. 4．热力学第一、第二定律的比较

定律揭示的问题 热力学第一定律 它从能量守恒的角度揭示了功、热量和内能改变量三者的定量关系 热力学第二定律 它指出自然界中出现的过程是有方向性的 内能不可能在不引起其他变化的情况下完全变成机械能 有多种表述形式 机械能和内能的转化 表述形式 两定律的关系 当摩擦力做功时，机械能可以全部转化为内能 只有一种表述形式 在热力学中，两者既相互独立，又互为补充，共同构成了热力学知识的理论基础

5.两类永动机的比较

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设计要求 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 第二类永动机 从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响的机器 不违背能量守恒定律，违背热力学第二不可能制违背能量守恒定律 成的原因

定律 例2 (2016·全国Ⅰ卷·33(1))关于热力学定律，下列说法正确的是( ) A．气体吸热后温度一定升高 B．对气体做功可以改变其内能 C．理想气体等压膨胀过程一定放热

D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体

E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡 答案 BDE

解析 气体内能的改变ΔU＝Q＋W，故对气体做功可改变气体内能，B选项正确；气体吸热为Q，但不确定外界做功W的情况，故不能确定气体温度变化，A选项错误；理想气体等压膨胀，W<0，由理想气体状态方程＝C，p不变，V增大，气体温度升高，内能增大，ΔU>0，由ΔU＝Q＋W，知Q>0，气体一定吸热，C选项错误；由热力学第二定律，D选项正确；根据热平衡性质，E选项正确．

3．根据热力学定律，下列说法正确的是( )

A．电冰箱的工作表明，热量可以从低温物体向高温物体传递 B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量

C．科技的不断进步使得人类有可能生产出从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化的热机

D．即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能

E．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机” 答案 ABD

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pVT解析 热量可以在外界做功的情况下从低温物体向高温物体传递，但不能自发进行，A正确；空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，B正确；不可能从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化，故C错误；根据热力学第二定律，即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能，故D正确；对能源的过度消耗将形成“能源危机”，但自然界的总能量守恒，故E错误． 4．关于热力学定律，下列说法正确的是( ) A．热量能够自发地从高温物体传到低温物体 B．不可能使热量从低温物体传向高温物体 C．第二类永动机违反了热力学第二定律 D．气体向真空膨胀的过程是不可逆过程 E．功转变为热的实际宏观过程是可逆过程 答案 ACD

命题点三 热力学定律与气体实验定律的综合 解决热力学定律与气体实验定律的综合问题的基本思路

例3 (2016·全国Ⅱ卷·33(1))一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、

bc、cd、da回到原状态，其pT图象如图1所示，其中对角线ac的延长线过原点O.下列判

断正确的是( )

图1

A．气体在a、c两状态的体积相等

B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能

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C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功 D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功 E．在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功

对角线ac的延长线过原点O.

答案 ABE

解析 由理想气体状态方程

pVC＝C得，p＝T，由图象可知，Va＝Vc，选项A正确；理想气体TV的内能只由温度决定，而Ta>Tc，故气体在状态a时的内能大于在状态c时的内能，选项B正确；由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，cd过程温度不变，内能不变，则Q＝－W，选项C错误；da过程温度升高，即内能增大，则吸收的热量大于对外界做的功，选项D错误；由理想气体状态方程知：

paVapbVbpcVcpdVd＝＝＝＝C，即paVa＝CTa，pbVb＝CTb，pcVc＝CTc，pdVdTaTbTcTd＝CTd.设过程bc中压强为p0＝pb＝pc，过程da中压强为p0′＝pd＝pa.由外界对气体做功W＝p·ΔV知，过程bc中外界对气体做的功Wbc＝p0(Vb－Vc)＝C(Tb－Tc)，过程da中气体对外界做的功Wda＝p0′(Va－Vd)＝C(Ta－Td)，Ta＝Tb，Tc＝Td，故Wbc＝Wda，选项E正确． 例4 一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图2所示水平放置．活塞的质量m＝20kg，横截面积S＝100cm，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始使汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离L1＝12cm，离汽缸口的距离L2＝3cm.外界气温为27℃，大气压强为1.0×10Pa，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知g＝10m/s，求：

2

5

2

图2

(1)此时气体的温度为多少？

(2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q＝370J的热量，则气体增加的内能ΔU多大？

①缓慢、稳定；②活塞上表面刚好与汽缸口相平．

答案 (1)450K (2)310J 解析

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