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第三章 熱力學(xué)定律——高二物理人教版（2019）期末復(fù)習(xí)知識(shí)大盤點(diǎn)
第一部分：?jiǎn)卧獙W(xué)習(xí)目標(biāo)整合
本章概述
本章以兩個(gè)基本的熱力學(xué)定律為核心，從能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量的守恒和與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程的方向性兩個(gè)方面對(duì)熱學(xué)問題作總結(jié)。
重點(diǎn) ①知道焦耳的兩個(gè)實(shí)驗(yàn) ②知道做功和傳熱對(duì)改變系統(tǒng)內(nèi)能是等效的 ③認(rèn)識(shí)熱力學(xué)第一定律，知道引起內(nèi)能變化的兩種方式 ④知道能量守恒定律，體會(huì)能量守恒定律是最基本、最普遍的自然規(guī)律 ⑤知道熱力學(xué)第二定律及其對(duì)自然現(xiàn)象的解釋
難點(diǎn) ①熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用 ②能量守恒定律的應(yīng)用 ③熱力學(xué)第二定律對(duì)自然現(xiàn)象的解釋
第二部分：經(jīng)典例題復(fù)盤
例1.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱（即與外界不發(fā)生熱交換）容器中，容器內(nèi)裝有一可以活動(dòng)的絕熱活塞，今對(duì)活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后，氣體的體積減小.若忽略活塞與容器壁間的摩擦力，則對(duì)被密封的氣體，下列說(shuō)法不正確的是( )
A.溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少
B.溫度降低，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少
C.分子的平均動(dòng)能增加，分子對(duì)器壁單位面積碰撞的沖力增大
D.分子的平均動(dòng)能減小，分子對(duì)器壁單位面積碰撞的沖力增大
答案：ABD
解析：用壓力F向下壓活塞時(shí)，外界對(duì)氣體做功，因?yàn)楹屯饨鐩]有熱交換，可知?dú)怏w的內(nèi)能增加，氣體的溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增加，分子對(duì)器壁單位面積碰撞的沖力增大；由理想氣體狀態(tài)方程可知，溫度升高、氣體體積減小，故氣體的壓強(qiáng)增大，C正確，不符合題意；A、B、D錯(cuò)誤，符合題意.
例2.下列有關(guān)物體的內(nèi)能、溫度、熱量、做功的說(shuō)法中正確的是( )
A.只要兩物體的質(zhì)量、溫度和體積相等，兩物體內(nèi)能一定相等
B.只要溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能就都增加
C.熱量是熱傳遞過(guò)程中物體內(nèi)能變化的量度
D.做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能，兩過(guò)程的本質(zhì)不同，但改變物體內(nèi)能的效果相同
答案：CD
解析：物體的內(nèi)能由物體中的分子數(shù)、溫度和體積共同決定，兩物體的質(zhì)量相等，而分子數(shù)不一定相同，則兩物體的內(nèi)能不一定相等，A錯(cuò)誤；溫度升高，分子的平均動(dòng)能增加，但不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增加，B錯(cuò)誤；熱量是熱傳遞過(guò)程中物體內(nèi)能變化的量度，C正確；做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能，做功是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，熱傳遞是能量轉(zhuǎn)移的過(guò)程，兩過(guò)程的本質(zhì)不同，但改變物體內(nèi)能的效果相同，D正確.
例3.如圖所示，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空.現(xiàn)將隔板抽開，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸.待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來(lái)的體積.假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同
B.氣體在被壓縮的過(guò)程中內(nèi)能增大
C.氣體在自發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中，氣體對(duì)外界不做功
D.氣體在被壓縮的過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功
答案：D
解析：抽開隔板時(shí)，由于右方是真空，氣體自由擴(kuò)散，氣體沒有對(duì)外做功，又沒有熱傳遞，則根據(jù)可知，氣體的內(nèi)能不變，A、C正確，不符合題意；氣體被壓縮的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功，又沒有熱傳遞，根據(jù)可知，氣體內(nèi)能增大，B正確，不符合題意，D錯(cuò)誤，符合題意.故選D.
例4.下列對(duì)能量守恒定律認(rèn)識(shí)正確的是( )
A.某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加
B.某個(gè)物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加
C.不需要任何外界動(dòng)力而持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器——永動(dòng)機(jī)是可以制成的
D.石子從空中落下，最后靜止在地面上，說(shuō)明能量消失了
答案：AB
解析：根據(jù)能量守恒定律可知，能量不會(huì)憑空消失，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，故某種形式的能量減少，必然有其他形式的能量增加，某個(gè)物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加，A、B正確；第一類永動(dòng)機(jī)違反了能量守恒定律，是不可能制成的，C錯(cuò)誤；石子從空中落下，最后靜止在地面上，石子的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，能量并沒有消失，D錯(cuò)誤.
例5.關(guān)于永動(dòng)機(jī)，下列說(shuō)法正確的是( )
A.隨著科技的不斷發(fā)展，永動(dòng)機(jī)是可以制成的
B.第一類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律
C.第二類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律
D.永動(dòng)機(jī)指的是在摩擦力趨于零的條件下一直運(yùn)動(dòng)的機(jī)器，它不需要對(duì)外做功
答案：C
解析：第一類永動(dòng)機(jī)指不需要外界輸入能量，能夠不斷向外輸出能量的機(jī)器，它違反了能量守恒定律，是不可能制成的，B錯(cuò)誤；第二類永動(dòng)機(jī)指從單一熱源吸收熱量全部用來(lái)對(duì)外做功，不產(chǎn)生其他影響的機(jī)器，它違反了熱力學(xué)第二定律，也是不可能制成的，C正確；無(wú)論是哪種永動(dòng)機(jī)，要么違反能量守恒定律，要么違反熱力學(xué)第二定律，因此都是不可能制成的，A錯(cuò)誤；無(wú)論哪種永動(dòng)機(jī)都需要對(duì)外做功，D錯(cuò)誤.
例6.下列關(guān)于熱力學(xué)第二定律微觀意義的說(shuō)法正確的是( )
A.從微觀的角度看，熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律
B.一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性減小的方向進(jìn)行
C.有的自然過(guò)程向著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性增大的方向進(jìn)行，有的自然過(guò)程沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性減小的方向進(jìn)行
D.在自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵可能減小
答案：A
解析：從微觀的角度看，熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，A正確；根據(jù)熵增加原理，一切自然過(guò)程總是向著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性增大的方向進(jìn)行，B、C錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，在任何自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵一定不會(huì)減小，D錯(cuò)誤.
第三部分：重難知識(shí)概括
功、熱和內(nèi)能的改變
一、熱和內(nèi)能的改變
1.熱傳遞
(1)概念：兩個(gè)溫度不同的物體互相接觸時(shí)溫度高的物體要降溫，溫度低的物體要升溫，并將持續(xù)到系統(tǒng)間達(dá)到熱平衡，即溫度相等為止，這個(gè)過(guò)程稱為熱傳遞。
(2)熱傳遞的實(shí)質(zhì)
熱傳遞實(shí)質(zhì)上傳遞的是能量，結(jié)果是改變了系統(tǒng)的內(nèi)能。傳遞能量的多少用熱量來(lái)量度。
(3)熱傳遞的條件：物體之間或是物體不同部分之間存在溫度差。
(4)熱傳遞的三種方式
熱傳遞的三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射。
①熱傳導(dǎo)——熱沿著物體傳遞的熱傳遞方式，不同物質(zhì)傳導(dǎo)熱的能力各不相同，容易傳導(dǎo)熱的物體稱為熱的良導(dǎo)體，所有金屬都是熱的良導(dǎo)體，不容易傳導(dǎo)熱的物體稱為熱的不良導(dǎo)體，如空氣、橡膠、絨毛、棉紗、木頭、水、油等。
（4）．傳遞的熱量與內(nèi)能改變的關(guān)系
(1)在單純熱傳遞中，系統(tǒng)從外界吸收多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少，即Q吸＝ΔU.
(2)在單純熱傳遞中，系統(tǒng)向外界放出多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少，即Q放＝－ΔU.
（5）.熱傳遞具有方向性
熱量自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，或從物體的高溫部分傳遞到低溫部分，不會(huì)自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體或從物體的低溫部分傳遞到高溫部分．
2．內(nèi)能
(1)物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能之和，因此物體的內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量．
(2)當(dāng)物體溫度變化時(shí)，分子平均動(dòng)能變化；物體體積變化時(shí)，分子勢(shì)能發(fā)生變化．因此物體的內(nèi)能變化只由初、末狀態(tài)決定，與中間過(guò)程及方式無(wú)關(guān)．
3．做功與內(nèi)能變化的關(guān)系
(1)做功改變物體內(nèi)能的過(guò)程是其他形式的能(如機(jī)械能)與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程．
(2)在絕熱過(guò)程中，外界對(duì)物體做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，物體的內(nèi)能就增加多少．
4．功和內(nèi)能的區(qū)別
(1)功是過(guò)程量，內(nèi)能是狀態(tài)量．
(2)在絕熱過(guò)程中，做功一定能引起內(nèi)能的變化．
(3)物體的內(nèi)能大，并不意味著做功多．在絕熱過(guò)程中，只有內(nèi)能變化越大時(shí)，才對(duì)應(yīng)著做功越多．
5．內(nèi)能與溫度
從宏觀上看，溫度表示的是物體的冷熱程度；從微觀上看，溫度反映了分子熱運(yùn)動(dòng)的激烈程度，是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志．物體的溫度升高，其內(nèi)能一定增加，但向物體傳遞熱量，物體的內(nèi)能卻不一定增加(可能同時(shí)對(duì)外做功)．
6．改變內(nèi)能的兩種方式的比較
比較 項(xiàng)目 做功 熱傳遞
內(nèi)能 變化 外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加；物體對(duì)外界做功，物體的內(nèi)能減少 物體吸收熱量，內(nèi)能增加；物體放出熱量，內(nèi)能減少
物理 實(shí)質(zhì) 其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化 不同物體間或同一物體不同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移
相互 聯(lián)系 做一定量的功和傳遞相同量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是相同的
(1)熱對(duì)流——靠液體或氣體的流動(dòng)來(lái)傳遞熱的方式，熱對(duì)流是液體和氣體所特有的熱傳遞方式。
(2)熱輻射——熱從高溫物體向周圍以電磁波的形式沿直線射出去的方式，熱輻射不依賴媒介質(zhì)，可在真空中進(jìn)行，與外界溫差越大，表面顏色越深，物體向外的熱輻射能力越強(qiáng)。
7.熱與內(nèi)能的改變:在單純的傳熱過(guò)程中，外界向系統(tǒng)傳遞多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少;系統(tǒng)向外界傳遞多少熱量,系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少。
熱力學(xué)第一定律
一、熱力學(xué)第一定律
(1)內(nèi)容：一個(gè)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(duì)它所做的功的和。這個(gè)關(guān)系叫做熱力學(xué)第一定律。
(2)數(shù)學(xué)表達(dá)式為：ΔU＝W＋Q
公式中符號(hào)的意義：
①W＞0，表示外界對(duì)系統(tǒng)做功；W＜0，表示系統(tǒng)對(duì)外界做功；
②Q＞0，表示系統(tǒng)吸熱；Q＜0，表示系統(tǒng)放熱；
③ΔU＞0，表示系統(tǒng)內(nèi)能增加；ΔU＜0，表示系統(tǒng)內(nèi)能減少。
特別提示：①熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式也適用于物體對(duì)外做功、向外界散熱和內(nèi)能減少的情況。
②若一根金屬絲通過(guò)某一物理過(guò)程，溫度升高了，除非事先知道，否則根本不能判斷是通過(guò)對(duì)它做了功，還是發(fā)生了熱傳遞使它的內(nèi)能增加，因?yàn)閱渭儗?duì)系統(tǒng)做功和單純對(duì)系統(tǒng)傳熱都能改變系統(tǒng)的內(nèi)能，由于它們?cè)诟淖兿到y(tǒng)內(nèi)能方面是等效的，那么既對(duì)系統(tǒng)做功又對(duì)系統(tǒng)傳熱也能改變系統(tǒng)的內(nèi)能。內(nèi)能改變了多少就由熱力學(xué)第一定律來(lái)定量分析計(jì)算。
二、熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用
(1)與熱力學(xué)第一定律相匹配的符號(hào)法則
應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題的一般步驟：
①根據(jù)符號(hào)法則寫出各已知量(W、Q、ΔU)的正、負(fù)；
②根據(jù)方程ΔU＝W＋Q求出未知量；
③再根據(jù)未知量結(jié)果的正、負(fù)來(lái)確定吸熱、放熱情況或做功情況。
（2）應(yīng)用熱力學(xué)第一定律的幾種特殊情況
等容過(guò)程：氣體等容變化時(shí)，由于V＝恒量，所以外界對(duì)氣體不做功。根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU＝Q。在等容過(guò)程中，氣體吸收的熱量全部用于增加內(nèi)能，溫度升高；反之，氣體放出的熱量是以減小內(nèi)能為代價(jià)的，溫度降低。
等壓過(guò)程：氣體在等壓過(guò)程中，有＝恒量。
根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知：氣體等壓膨脹時(shí)，從外界吸收的熱量Q，一部分用來(lái)增加內(nèi)能，溫度升高，另一部分用于對(duì)外做功；氣體等壓壓縮時(shí)，外界對(duì)氣體做的功和氣體溫度降低所減少的內(nèi)能都轉(zhuǎn)化為向外放出的熱量。
等溫過(guò)程：氣體在等溫過(guò)程中，有pV＝恒量。理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以理想氣體在等溫過(guò)程中內(nèi)能不變，即ΔU＝0，因此有Q＝－W。
絕熱過(guò)程：氣體始終不與外界交換熱量的過(guò)程稱為絕熱過(guò)程，即Q＝0。理想氣體發(fā)生絕熱變化時(shí)，p、V、T三量會(huì)同時(shí)發(fā)生變化，仍遵循＝恒量。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，Q＝0表明氣體被絕熱壓縮時(shí)，外界所做的功全部用來(lái)增加氣體內(nèi)能，體積變小、溫度升高、壓強(qiáng)增大；氣體絕熱膨脹時(shí)，氣體對(duì)外做功是以減小內(nèi)能為代價(jià)的，體積變大、溫度降低、壓強(qiáng)減小。氣體絕熱膨脹降溫是液化氣體獲得低溫的重要方法。
能量守恒定律
一、能量守恒定律
1.內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)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(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量不變。這就是能量守恒定律。
(1)能量守恒定律適用于任何物理現(xiàn)象和物理過(guò)程。
①在自然界中，不同的能量形式與不同的運(yùn)動(dòng)形式相對(duì)應(yīng)：如物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)具有機(jī)械能、分子運(yùn)動(dòng)物體具有內(nèi)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某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等。
(2)能量守恒定律的重要意義
第一，能量守恒定律是整個(gè)自然界中運(yùn)動(dòng)、發(fā)展、變化的普遍規(guī)律，學(xué)習(xí)這個(gè)定律，不能滿足于了解其內(nèi)容，更重要的是，從能量形式的多樣化及其相互聯(lián)系、互相轉(zhuǎn)化的事實(shí)出發(fā)，去認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的多樣性及其普遍聯(lián)系，并樹立能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失的觀點(diǎn)，作為以后學(xué)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)踐中處理一切實(shí)際問題的基本指導(dǎo)思想之一。
第二，宣告了第一類永動(dòng)機(jī)的失敗。
能量守恒定律
2．能量的存在形式及相互轉(zhuǎn)化
(1)各種運(yùn)動(dòng)形式都有對(duì)應(yīng)的能：機(jī)械運(yùn)動(dòng)有機(jī)械能，分子的熱運(yùn)動(dòng)有內(nèi)能，還有電磁能、化學(xué)能、核能等．
(2)各種形式的能，通過(guò)某種力做功可以相互轉(zhuǎn)化．例如：利用電爐取暖或燒水，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；煤燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；列車剎車后，輪子溫度升高，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
3．能量守恒的兩種表達(dá)
(1)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．
(2)某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等．
熱力學(xué)第二定律
一、熱力學(xué)第二定律
1．熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述
(1)內(nèi)容：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。即傳熱的過(guò)程具有方向性。
(2)傳熱的方向性
①熱量可以自發(fā)地由高溫物體傳給低溫物體。
②熱量不能自發(fā)地由低溫物體傳給高溫物體。
③一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是不可逆的。
說(shuō)明：在表述中強(qiáng)調(diào)“自發(fā)”，就是不需要任何第三者介入，就能發(fā)生。
2．熱力學(xué)第二定律的另一種表述
(1)熱機(jī)
①熱機(jī)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置.其原理是熱機(jī)從高溫?zé)嵩次諢崃縌1,推動(dòng)活塞做功W,然后向低溫?zé)嵩瘁尫艧崃縌2.
由能量守恒定律可得:Q1=W+Q2.
②熱機(jī)工作的兩個(gè)階段：第一個(gè)階段是燃燒燃料，把燃料中的化學(xué)能變成工作物質(zhì)的內(nèi)能。第二個(gè)階段是工作物質(zhì)對(duì)外做功，把自己的內(nèi)能變成機(jī)械能。
(3)熱機(jī)的效率：熱機(jī)輸出的機(jī)械功W與燃料產(chǎn)生的熱量Q的比值。用公式表示：η＝。
(2)開爾文表達(dá)
不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響。(該表述闡述了機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性)
注意：熱力學(xué)第二定律的克勞修斯和開爾文表述是等價(jià)的。
3.能源是有限的
（1）．能量耗散：有序度較高(集中度較高)的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，流散到環(huán)境中無(wú)法重新收集起來(lái)加以利用的現(xiàn)象。
（2）．各種形式的能量向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，是無(wú)序程度較小的狀態(tài)向無(wú)序程度較大的狀態(tài)的轉(zhuǎn)化，是能夠自動(dòng)發(fā)生、全額發(fā)生的。
（3）．能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的自發(fā)變化過(guò)程具有方向性。
（4）．能量耗散雖然不會(huì)導(dǎo)致能量總量的減少，卻會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低，它實(shí)際上是將能量從高度有用的高品質(zhì)形式降級(jí)為不大可用的低品質(zhì)形式。
說(shuō)明：雖然能量總量不會(huì)減少，但能源會(huì)逐步減少，因此能源是有限的資源。
二、要點(diǎn)歸納
1．熱力學(xué)兩定律的比較
熱力學(xué)第一定律 熱力學(xué)第二定律
區(qū)別 是能量守恒定律在熱力學(xué)中的表現(xiàn)，否定了創(chuàng)造能量和消滅能量的可能性，從而否定了第一類永動(dòng)機(jī) 是關(guān)于在有限空間和時(shí)間內(nèi)，一切和熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過(guò)程、化學(xué)過(guò)程具有不可逆性的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，從而否定了第二類永動(dòng)機(jī)
聯(lián)系 兩定律分別從不同角度揭示了與熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過(guò)程所遵循的規(guī)律，二者既相互獨(dú)立，又相互補(bǔ)充，都是熱力學(xué)的理論基礎(chǔ)
2.兩類永動(dòng)機(jī)的比較
項(xiàng)目 第一類永動(dòng)機(jī) 第二類永動(dòng)機(jī)
設(shè)計(jì)要求 不消耗任何能量，可以不斷做功(或只給予很少的能量啟動(dòng)后，可以永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去) 將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不引起其他變化(或只有一個(gè) 熱庫(kù)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化)
不可能制 成的原因 違背了能量守恒定律 違背了熱力學(xué)第二定律
第四部分：掌握核心素養(yǎng)
①物理觀念:了解熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容，能理解能量守恒定律，知道自然界宏觀過(guò)程的方向性;能用能量守恒與能量轉(zhuǎn)化方向性的觀點(diǎn)解釋自然現(xiàn)象，說(shuō)明保護(hù)環(huán)境、珍惜自然的重要性。具有與能量守恒定律相關(guān)的比較清晰的能量觀念。
②科學(xué)思維:知道物理學(xué)研究中模型建構(gòu)的意義，嘗試將實(shí)際問題中的對(duì)象轉(zhuǎn)化為物理模型;能對(duì)綜合性物理問題進(jìn)行分析和推理;能用證據(jù)說(shuō)明第一類和第二類永動(dòng)機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的;能有依據(jù)地質(zhì)疑，提出有創(chuàng)意的建議。
③科學(xué)探究:能通過(guò)調(diào)研對(duì)本地區(qū)能源利用狀況提出問題;能通過(guò)調(diào)研，收集與本地資源開發(fā)相關(guān)的信息;能處理信息，形成相關(guān)結(jié)論。
④科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:能通過(guò)了解熱力學(xué)定律和能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，體會(huì)科學(xué)探索中的挫折和失敗對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的意義，知道科學(xué)發(fā)現(xiàn)需要科學(xué)家共同努力;能克服困難、努力學(xué)習(xí);能依據(jù)道德規(guī)范評(píng)價(jià)物理技術(shù)的應(yīng)用，具有保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感

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