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三、变压器
（一）变压器的结构
变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。一个线圈与交流电源连接，叫做
原线圈，也叫初级线圈；另一个线圈与负载连接，叫做副线圈，也叫次级线圈。变压器的
结构示意图及符号如图Z2-5-10所示。
（讲义P127页）（二）理想变压器原、副线圈基本量的关系
没有能量损失的变压器叫做理想变压器。
1.电压与匝数关系
𝑈 𝑛
原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的匝数之比，即 1 = 1 。
𝑈 𝑛
2 2
2.功率关系
原线圈的输入功率与副线圈的输出功率相等，即𝑃 = 𝑃
入 出
3.电流与匝数关系
𝑈 𝑛 𝐼 𝑛
由𝑃 = 𝑃 可知𝑈 𝐼 = 𝑈 𝐼 ，把 1 = 1 代入𝑈 𝐼 = 𝑈 𝐼 中，可得电流与匝数关系为 2 = 1
入 出 1 1 2 2 1 1 2 2
𝑈 𝑛 𝐼 𝑛
2 2 1 2
（讲义P127页）（讲义P127页）【例6】如图Z2-5-11所示，一理想变压器的原线圈接入电压𝑢 = 220 2sin(100𝜋𝑡)𝑉的交
变电流，原线圈匝数𝑛 = 1100匝，副线圈匝数𝑛 = 60匝，副线圈并联两个一模一样的灯泡
1 2
𝐴、𝐵，开始时开关断开，灯泡𝐴正常发光，则（ ）。
A. 该交变电流的频率为100𝐻𝑧
B. 该灯泡的额定电压为6𝑉
C. 开关闭合后，灯泡𝐴的亮度变亮
D. 开关闭合后，电流表的示数变大
（讲义P128页）（三）远距离输电
1.输电过程示意图
如图Z2-5-12所示。
2.各个物理量之间的关系
𝑈 𝑛
（1）升压过程， 1 = 1 。
𝑈 𝑛
2 2
𝑈 𝑛
（2）降压过程， 3 = 3 。
𝑈 𝑛
4 4
（3）输电线上，𝐼𝑅 = 𝑈 − 𝑈 。
2 3
（4）发电机组的输出功率𝑃 = 𝑈 𝐼。
2
（讲义P128页）3.输电导线上的电功率损失
由于任何输电线都有电阻，因此当电能通过输电线送向远方时，会因电阻发热而损失电功
率。
2
由图Z2-5-12可知，输电线上的功率损失为𝑃 = 𝐼 𝑅。设输电线的总长度为𝐿，横截面积
损
𝐿 𝑃 𝐿
为𝑆，电阻率为𝜌，则输电线电阻为𝑅 = 𝜌 。输电线上的功率损失可表示为𝑃 = （ ) 2 𝜌 。
𝑆 𝑈2 𝑆
4.减小输电线上功率损失的方法
（1）减小输电线的电阻
以下三种方法均可减小输电线的电阻。
①减小输电线长度：由于输电距离一定，所以在实际中不可能用减小输电线的长度的方法
来减小输电线的电阻。
（讲义P129页）②减小电阻率：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料。
③增大导线的横截面积：这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大
困难。
（2）减小输电电流
以下两种方法均可减小输电电流。
①减小输送功率：由于电站的装机容量一定，因此电站向外输送的电功率是一定的，即在
实际中不能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损失。
𝑃 𝐿
②提高输电电压：在输送功率和输电线电阻R一定的条件下，根据𝑃 = （ ) 2 𝜌 ，输电电
𝑈2 𝑆
1
压提高到原来的n倍，输电线上的功率损失降为原来的 。
𝑛2
采用高压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施。
（讲义P130页）2 0 2 5 年 教 师 资 格 证
理论精讲 -中学热 学
主讲老师 楠风
粉笔教师教育 粉笔教师概 述• 第一节 分子动理论一、分子动理论
一、分子动理论概述
分子动理论的基本观点主要由三方面内容构成：物体是由大量分子组成的；分子在做永不停
息的无规则运动；分子之间存在着引力和斥力。
二、物体是由大量分子组成的
常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子组成的。如果把分子看成球形的，一般分子
的直径只有百亿分之几米，人们通常以10−10m为单位来量度分子。
三、分子的热运动
1. 定义：由于分子的运动跟温度有关，所以这种永不停息的无规则运动叫做分子的热运动。
2. 特点：（1）永不停息；（2）运动无规则；（3）温度越高，分子的热运动越激烈。
（讲义页码 P ）
1313. 宏观表现——扩散现象和布朗运动
（1）扩散现象
①定义：不同物质能够彼此进入对方的现象。
②产生原因：由物质分子的无规则运动产生的。
③意义：扩散现象等大量事实表明，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。温度越高，分
子运动越剧烈。
（2）布朗运动
①定义：悬浮在液体（或气体）中的微粒（直径一般为10−5~10−3
厘米）的无规则运动。
②产生原因：大量液体（或气体）分子对悬浮微粒撞击作用的不平衡性造成的。
③运动特点：a. 运动永不停息；b. 轨迹无规则。
④影响因素：微粒的大小和温度的高低。微粒越小，温度越高，布朗运动就越激烈。
⑤意义：布朗运动虽然不是分子的运动，但它间接反映了液体（或气体）分子运动的无规则性。
（讲义页码 P ）
131【例】（多选）下列关于布朗运动的说法，正确的是（ ）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
C．微粒越小，布朗运动越明显
D．做布朗运动的微粒虽然不是分子，但是它的无规则运动是液体分子无规则运动的反映
（补 充）• 第二节 分子间作用力二、分子间的作用力
分子间作用力（分子力）的变化规律
1.分子力
分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力，这两个力的
合力即为分子间的作用力．
2.分子间作用力的变化规律
（1）𝐹随𝑟变化的关系如图
（讲义页码 P ）
132（2）分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小
而增大，但斥力的变化比引力更快．具体表现为：
①当𝑟 = 𝑟 时，其中一个分子所受的引力和斥力大小相等，分子力表现为0．
0
②当𝑟 < 𝑟 时，分子之间的引力小于斥力，此时分子力表现为斥力．
0
③当𝑟 > 𝑟 时，分子之间的引力大于斥力，此时分子力表现为引力．
0
④当𝑟 ≥ 10𝑟 时，分子间的引力和斥力都很微弱，可认为分子之间的作用力为0．
0
（讲义页码 P ）
132【例1】如图所示，甲分子固定在坐标原点 𝑂，乙分子位于 𝑟 轴上，甲、乙两分子间作用力与
分子间距离关系图象如图所示。现把乙分子从 𝑟 处由静止释放，则（ ）。
3
A．乙分子从 𝑟 处到 𝑟 处一直加速
3 1
B．乙分子从 𝑟 处到 𝑟 处过程中表现为引力，从 𝑟 到 𝑟 过程中表现为斥力
3 2 2 1
C．乙分子从 𝑟 处到 𝑟 处过程中，两分子间的分子力一直增大
3 1
D．乙分子从 𝑟 处到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先减小后增大
3
（讲义页码 P ）
133【答案】A
【解析】AC选项，乙分子从 𝑟 处到 𝑟 处一直受甲分子的引力作用，且分子间作用力
3 1
先增大后减小，故 乙分子做加速运动，A 选项正确，C选项错误；
B选项，乙分子从 𝑟 到 𝑟 过程中一直表现为引力，B选 项错误；
3 1
D选项， 乙分子从 𝑟 处到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先增大后减
3
小再增大，D 选项错误。
故正确答案为 A。
（讲义页码 P ）
133• 第三节 气体三大实验定律① 气体的等温变化
（一）基本概念
1.等温变化：一定质量的气体，在温度不变时发生的状态变化过
程，叫做气体的等温变化。
2.玻意耳定律
（1）内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强
与体积成反比。
𝑝 𝑉
（2）公式： 1 = 2 或𝑝 𝑉 = 𝑝 𝑉 。
1 1 2 2
𝑝 𝑉
2 1
（3）定律成立的条件：𝑚一定，𝑇一定；𝑝不太高，𝑇不太低。
（讲义页码 P ）
135（二）等温变化图像的分析
1
1.等温变化有两种：𝑝 − 𝑉图像与𝑝 − 图像，图像中𝑡 < 𝑡
1 2
𝑉
2.说明：
（1）𝑝𝑉 = 𝐶中，常量𝐶与气体的种类、质量、温度有关。
（2）𝑝 − 𝑉图线为双曲线的一支，同一气体的两条等温线比较，双曲线顶点离坐标原点远的温度高。
1
（3）𝑝 − 图线为过坐标原点的直线，同一气体比较，斜率大的温度高。
𝑉
（4）𝑝 − 𝑉图线与𝑉轴围成的面积表示做功的数值。
（讲义页码 P ）
135【例 1】（真题2016 年下· 高中）如图为某同学设计的喷水装置，其中圆柱形容器的
容积为𝑉 ，内部装有体积为0.5𝑉 的水，水上密封的空气压强为𝑝 ，保持阀门关闭，用打
0 0 0
气筒再向内充入压强为𝑝 、体积为1.5𝑉 的空气。设在所有过程中，空气可看作理想气体，
0 0
且温度不变。则充气后容器内空气的压强为（ ）。
A. 𝑝 B. 2𝑝
0 0
C. 3𝑝 D. 4𝑝
0 0
（讲义页码 P ）
1351
【例 1】图为一定质量的理想气体由状态 A 变化到状态 B 过程中的𝑝 − 图像，则
𝑉
该气体的温度变化情况是（ ）。
A. 逐渐变大 B. 逐渐变小
C. 保持不变 D. 先变小再变大
（讲义页码 P ）
136【例 2 】氧气瓶在储存过程中，由于密封不严，其瓶内氧气的压强和体积变化如
图中𝐴到𝐵所示，则瓶内氧气的温度（ ）。
A.一直升高
B.一直降低
C.先升高后降低
D.不变
（补 充）② 气体的等容变化
（一）基本概念
1.等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化叫做等容变化
2.查理定律
（1）一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强𝑝与热力学温度𝑇成正比
𝑝 𝑝
（2）公式： 1 = 2
𝑇 𝑇
1 2
（3）定律成立的条件：𝑚—定，𝑝不太大，𝑇不太低
（讲义页码 P ）
137（二）等容变化图像的分析
1.等容变化的图像有两种：𝑝 − 𝑇图像与𝑝 − 𝑡图像，图像中𝑉 < 𝑉
1 2
2.说明
（1）𝑝 − 𝑇图线是过原点的直线，体积越大，斜率越小，即𝑉 < 𝑉 ；
1 2
（2）𝑝 − 𝑡图线是过𝑡轴上的𝑡 = −273.15℃的点的直线，𝑝 是0℃时的压强。
0
（讲义页码 P ）
138【例】（真题2018年上高中）2013年6月11日“神舟十号”顺利升空，标志着我国火箭
载人太空飞行有了历史性的突破。高空实验火箭起飞前，仪器舱内气体的压强𝑝 = 1atm，温
0
度𝑡 = 27℃。在火箭竖直向上加速飞行的过程中，当加速度的大小等于重力加速度𝑔时，仪器
0
舱内水银气压计示数𝑝 = 0.6𝑝 ，已知仪器舱是密封的，则此时舱内温度为（ ）。
0
A.360K B.180K C.16.2℃ D.32.4℃
（讲义页码 P ）
138【例】科学考察队到某一地区进行考察时携带一种测量仪器。该仪器导热性能良好，且
内部密闭有一定质量的气体（可视为理想气体），环境温度为27℃时，内部的气体压强为
5
1.0 × 10 𝑃𝑎，若该地区气温为−23°𝐶，不考虑密闭气体的体积变化，则该仪器的内部气体压
强为（ ）。
4 4
A. 8.3 × 10 𝑃𝑎 B. 8.5 × 10 𝑃𝑎
4 5
C. 9.9 ×× 10 𝑃𝑎 D. 1.2 ×× 10 𝑃𝑎
（讲义页码 P ）
139③ 气体的等压变化
（一）基本概念
1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化叫做等压变化。
2.盖-吕萨克定律
（1）一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积𝑉与热力学温度𝑇成正比。
𝑉 𝑉
（2）公式： 1 = 2
𝑇 𝑇
1 2
（3）成立条件：𝑚一定，𝑝不太大，𝑇不太低
（讲义页码 P ）
139（二）等压变化图像的分析
1.等压变化的图像有两种：𝑉 − 𝑇图像与𝑉 − 𝑡图像
2.说明
（1）𝑉 − 𝑇图线是过原点的直线，压强越大，斜率越小，即𝑝 < 𝑝 ；
1 2
（2）𝑉 − 𝑡图线过𝑡轴上𝑡 = −273.15℃的点，𝑉 是0℃时的体积
0
（讲义页码 P ）
139【例7】如图所示，三根相同的粗细均匀的玻璃管，管内有水银柱封住一部分空气在封
ℎ < ℎ = ℎ
闭端，水银柱高度 ，当它们开口向上竖直放置时，管内封闭的气体体积
甲 乙 丙
𝑉 = 𝑉 > 𝑉
，管内气体初温相同。若使管内气体升高相同的温度时，管内水银柱向上
甲 乙 丙
移动最多的是（ ）。
A．丙管 B．甲管和乙管
C．乙管和丙管 D．三管一样多
（讲义页码 P ）
140【例 6】（真题 2022 年上 · 初中）为了测量某容器的容积，在容器上插入一根两端
开口的玻 璃管，玻璃管与容器之间密封，玻璃管内部横截面积为𝑆，管内一静止液柱封闭
着长度为𝑙 的空 气柱（可视为理想气体），如图所示，此时外界的温度为𝑇 ，将容器浸在
1 1
温度为𝑇 的热 水中，液柱静止时下方的空气柱长度变为𝑙 。若实验过程中大气压和容器
2 2
容积均不变，则该容器的容积为（ ）
𝑙 𝑇 −𝑙 𝑇 𝑆 𝑙 𝑇 −𝑙 𝑇 𝑆
A. 2 1 1 2 B. 2 2 1 1
𝑇 −𝑇 𝑇 −𝑇
2 1 2 1
𝑙 −𝑙 𝑆 𝑙 𝑇 𝑆
C. 2 1 D. 2 1
𝑇 −𝑇 𝑇 −𝑇
2 1 2 1
（讲义页码 P ）
140• 第四节 理想气体状态方程四、理想气体状态方程
（一）理想气体的概念和微观特征
（讲义页码 P ）
141
1．概念
在任何温度、任何压强下都严格遵守气体实验定律的气体叫理想气体。
说明：在压强不太大（不超过大气压的几倍），温度不太低（不低于零下几十摄氏度） 时，可以把实际气
体近似地视为理想气体。
2．微观特征
理想气体分子本身大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子间不存在相互作用的引力和斥力，所以理
想气体的分子势能为零，理想气体的内能等于分子的总动能。
（二）状态方程
1．状态方程表述：一定质量的气体在状态变化时，其压强和体积的乘积与热力学温度的比是一个常量。
𝑝𝑉 𝑝 𝑉 𝑝 𝑉 𝑝 𝑉
2．表达式： = 𝐶或 1 1 = 2 2 =⋅⋅⋅= 𝑛 𝑛。
𝑇 𝑇 𝑇 𝑇
1 2 𝑛
这个常量𝐶 由气体的种类或气体的质量决定，或者说这个常量由物质的量决定，与其他参量无关。（三）三个实验定律与理想气体状态方程的关系
𝑝 𝑉 𝑝 𝑉
气体的三个实验定律是理想气体状态方程的特例，由 1 1 = 2 2得：
𝑇 𝑇
1 2
1.当𝑇 = 𝑇 时，𝑝 𝑉 = 𝑝 𝑉 （玻意耳定律）
1 2 1 1 2 2
𝑝 𝑝
2.当𝑉 = 𝑉 时， 1 = 2（查理定律）
1 2
𝑇 𝑇
1 2
𝑉 𝑉
3.当𝑝 = 𝑝 时， 1 = 2（盖-吕萨克定律）
1 2
𝑇 𝑇
1 2
（讲义页码 P ）
142（四）气体热现象的微观意义
一、气体压强的微观意义
1. 大小及定义：气体压强的大小等于气体作用在器壁单位面积上的压力。
2. 产生原因：大量气体分子无规则运动碰撞器壁，形成对器壁各处均匀的持续的压力。
3. 决定因素：（1）气体分子的平均动能；（2）分子的密集程度。
二、气体分子的运动特点
1. 气体分子运动的特点
气体分子间的距离比较大，可视分子为质点，分子间的作用力很弱。通常认为，气体分子除了相互碰
撞或跟器壁碰撞外，不受力而做匀速直线运动，因而气体能充满它能到达的整个空间。
2. 气体温度的微观意义
分子做无规则的运动，速率有大有小，由于分子之间的频繁撞击，速率不断发生变化，但大量分子的
速率分布却表现出“中间多，两头少”的规律。如图所示。
（讲义页码 P ）
1453. 气体分子的热运动与温度的关系
（1）温度越高，分子的热运动越激烈。
（2）理想气体的热力学温度 𝑇与分子的平均动能成正比，即𝑇 = 𝑎𝐸 （式中𝑎 是比例常数），因此
𝑘
可以说，温度是分子平均动能的标志。
（讲义页码 P ）
145【例 1】（真题 2016 年上 · 高中）某一密闭容器内装有一定质量的理想气体，起初处于状
态甲， 现设法降低气体的温度，同时增大气体的压强，达到状态乙，则关于该气体，下列判断错
误的是 （ ）。
A. 状态甲的密度比状态乙的大
B. 状态甲的内能比状态乙的大
C. 状态甲的分子平均动能比状态乙的大
D. 从状态甲变化到状态乙的过程中，放出的热量多于外界对气体做的功
（讲义页码 P ）
142【例 2】（真题 2020 年下 · 高中）如图所示，一定质量的理想气体经历了从状态
A →C →B 的过程，下列关于此过程状态变化的说法正确的是（ ） 。
A. A →C ，压强增大，内能增大 B. A →C ，压强减小，内能不变
C. C →B ，压强增大，内能增大 D. C →B ，压强减小，内能不变
（讲义页码 P ）
142【例3】两个容器A、B，用截面均匀的水平细玻璃管相连，如图所示，A、B所装
气体的温度分别为17℃和27℃，水银柱在管中央平衡，如果两边温度都升高10℃，那
么水银柱将（ ）。
A．向右移动 B．向左移动
C．不动 D．条件不足，不能确定
（讲义页码 P ）
143【例4】下图描绘一定质量的氧气分子分别在 0℃和 100℃两种情况下速率分布情况，
符 合统计规律的是（ ）。
（讲义页码 P ）
146【例5】（多选）一定质量的理想气体处于平衡状态Ⅰ，现设法使其温度降低而压强升高，达到平
衡状态Ⅱ ，则（ ）。
A．状态Ⅰ时气体的密度比状态Ⅱ时的大
B．状态Ⅰ时分子的平均动能比状态Ⅱ时的大
C．状态Ⅰ时分子间的平均距离比状态Ⅱ时的大
D．状态Ⅰ时每个分子的动能都比状态Ⅱ时的分子平均动能大
（补 充）• 第五节 内能五、内能
（一）基本概念
1．定义
构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。
2．特点
组成任何物体的分子都在做无规则的热运动，任何物体都具有内能。
（二）功和内能
1.绝热过程
系统与外界仅通过做功交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热的过程。
2.功和内能变化的关系
当系统从某一状态经过绝热过程达到另一状态时，内能的增加量𝛥𝑈就等于外界对系统所做的功𝑊，
用式子表示为𝛥𝑈 = 𝑈 − 𝑈 = 𝑊。即外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内
2 1
能减小。
（讲义页码 P ）
147（三）分子动能和分子的平均动能
1．分子动能
做热运动的分子所具有的动能叫分子动能。
2．分子的平均动能
（1）定义：物体内所有分子的动能的平均值叫作分子的平均动能。
（2）意义：温度是物体分子热运动平均动能的标志。
（3）对温度与分子的平均动能的理解
①一个分子的热运动是没有意义的。
②气体分子间的势能可以不计，气体内能与体积无关。
③相同温度，平均动能相同，不同物质分子质量不一定相同，所以分子运动的平均速率不一定相同。
（讲义页码 P ）
148（四）分子势能
1．定义：由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力，所以分子也
具有势能，这种势能叫做分子势能。
2．决定因素
（1）微观上：分子势能的大小由分子间的相互位置决定。
（2）宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关。
3、分子力做功和分子势能之间的关系
（1）当分子间距离𝑟 > 𝑟 时，分子间的作用力表现为引力，分子间距离
0
增大时，分子力做负功，因此分子势能随分子间距离的增大而增大。
（2）当分子间距离𝑟 < 𝑟 时，分子间的作用力表现为斥力，分子间距离
0
减小时，分子力做负功，因此分子势能随分子间距离的减小而增大。
（3）当分子间距离𝑟 = 𝑟 时，分子力为零，分子势能最小。
0
（讲义页码 P ）
149物理量 区别 联系
表示物体的冷热程度，不能被传递或转移，
温度
单位是摄氏度。温度是物体内部分子热运动快
慢程度的标志。 热传递可以改变物体的
内能，使其内能增加或减少，
内能是一种形式的能，可以被转化或转移，
内能
但温度不一定改变（晶体的熔
单位是焦耳。一切物体都具有内能，它是物体中
化、凝固）。即物体吸热，内
所有分子动能和势能的总和，它的大小取决于
能会增加；物体放热，内能会
分子的热运动和分子间的相互作用。
减少，但是物体的温度不一定
热传递过程中传递能量的多少，单位是焦
改变。
耳，它是内能转移多少的量度，是一个过程量，
热量
不是物体所具有或含有的。它用“放出”或
“吸收”来表示。
（补 充）【例1】以下是一些同学的观点，你认为正确的是（ ）
A．摔碎的陶瓷片不能拼在一起，是由于分子间的斥力大于引力
B．两分子间的距离增大，分子势能可能先增大后减小
C．−5℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动
D．任何物体都具有内能，一般说来物体的温度和体积发生变化时它的内能都会随之改变
（讲义页码 P ）
150【例2】图中曲线所示，曲线与𝑟轴交点的横坐标为𝑟 ，相距很远的两分子在分子力作
0
用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法不正确的
是（ ）。
A．在𝑟＞𝑟 阶段，𝐹做正功，分子动能增加，势能减小
0
B．在𝑟＜𝑟 阶段，𝐹做负功，分子动能减小，势能也减小
0
C．在𝑟＝𝑟 时，分子势能最小，动能最大
0
D．分子动能和势能之和在整个过程中不变
（讲义页码 P ）
151【例3】如图，一定质量的理想气体从状态𝑎出发，经过等容过程𝑎𝑏到达状态𝑏，再经
过等温过程𝑏𝑐到达状态𝑐，最后经等压过程𝑐𝑎回到状态𝑎。下列说法正确的是（ ）。
A．在过程𝑎𝑏中气体的内能增加
B．在过程𝑐𝑎中气体对外界做功
C．在过程𝑎𝑏中气体对外界做功
D．在过程𝑏𝑐中气体向外界放出热量
（讲义页码 P ）
152• 第六节 热力学定律六、热力学三个定律
（一）热力学第一定律
1．内容：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。
2．表达式为：𝛥𝑈 = 𝑊 + 𝑄。
3．第一类永动机
（1）特点：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器
（2）不可能制成的原因：违背能量守恒定律，不可能制成
（讲义页码 P ）
152【例2】（真题 2023 年上 · 初中）一定质量的理想气体，在某一过程中外界对气体做功
400𝐽，气体的内能减少了1200𝐽，则该过程中气体（ ）。
3
A. 吸收热量 0.8 × 10 𝐽
3
B. 吸收热量 1.6 × 10 𝐽
3
C. 放出热量 0.8 × 10 𝐽
3
D. 放出热量 1.6 × 10 𝐽
（讲义页码 P ）
153【例2】如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝
热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个气缸。待气体达到稳定后，缓慢推
压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是（ ）。
A．气体自发扩散前后内能不相同
B．气体在被压缩的过程中内能增大
C．在自发扩散过程中，气体对外界做功
D．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变
（讲义页码 P ）
153【例 7】（真题 2021 年下 · 高中）一定质量的理想气体从状态𝐴经状态𝐵变化到状态𝐶，
1
其 𝑝 − 图像如图所示，则从状态 𝐴 变化到状态 𝐶 的过程中（ ）。
𝑉
A. 气体放出2 × 10 5 𝐽的热量
B. 气体吸收2 × 10 5 𝐽 的热量
C. 气体放出1 × 10 5 𝐽 的热量
D. 气体吸收1 × 10 5 𝐽 的热量
（讲义页码 P ）
154（二）热力学第二定律
1.两种表述
（1）克劳修斯表述
热量不能自发地从低温物体传到高温物体，即从热传导的方向性表述。
（2）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。
2．第二类永动机
（1）特点：从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响
的机器；
（2）不可能制成的原因：不违背能量守恒定律，违背热力学第二定律。
（讲义页码 P ）
1553、热机
（1）定义：把内能转化为机械能的机器。
（2）内燃机每一个工作循环分为四个冲程：吸气冲程A、压缩冲程B、做功冲程C、
排气冲程D，做功冲程是将内能转化为机械能；压缩冲程将机械能转化为内能。
（补 充）4. 热机效率
①定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的工作效率。
𝑊
②公式：𝜂 = 。
𝑄
热力学第二定律的微观解释：
（1）热力学第二定律的微观意义 一切自发过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行。
（2）熵增加原理 在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，如果过程可逆，则熵
不变；如 果过程不可逆，则熵增加。
（三）热力学第三定律
1. 内容：不可能通过有限的过程把一个物体冷却到绝对零度。
2. 热力学温度𝑇与摄氏温度𝑡的关系：𝑇 = 𝑡 + 273.15𝐾。
（讲义页码 P ）
157【例5】下列有关热现象的叙述中，不正确的是（ ）。
A. 机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程
B. 气体可以从单一热源吸收热量，全部用来对外做功
C. 第二类永动机没有违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律
D. 热量可以从低温物体传到高温物体，但是不可能不引起其他变化
（讲义页码 P ）
156【例6】根据热力学定律，可知下列说法中正确的是（ ）。
A．外界对物体做功，物体的内能必定增加
B．随着科技的发展，机械效率是100%的热机是可能制成的
C．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化
D．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传
递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体总 结
一、易错内容辨析:
1. 布朗运动不属于分子热运动，但布朗运动间接的证明了液体分子的无规则运动
2. 分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力；分子力的作用距离有限
3. 𝑉 − 𝑇图象中，过坐标原点的直线为等压变化；𝑃 − 𝑇图象中，过坐标原点的直线为等容变化
4. 温度是分子热运动平均动能的标志；温度决定了理想气体的内能变化
5. 克劳修斯表述：温度不能自发地从低温物体传到高温物体
二、重要公式：
𝑝𝑉 𝑝 𝑉 𝑝 𝑉 𝑝 𝑉
1.当𝑇 = 𝑇 时，𝑝 𝑉 = 𝑝 𝑉 （玻意耳定律） 4. 理想气体状态方程： = 𝐶或 1 1 = 2 2 =⋅⋅⋅= 𝑛 𝑛
1 2 1 1 2 2
𝑇 𝑇 𝑇 𝑇
1 2 𝑛
𝑝 𝑝
2.当𝑉 = 𝑉 时， 1 = 2（查理定律） 5. 热力学第一定律： 𝛥𝑈 = 𝑊 + 𝑄
1 2
𝑇 𝑇
1 2
𝑉 𝑉
3.当𝑝 = 𝑝 时， 1 = 2（盖-吕萨克定律）
1 2
𝑇 𝑇
1 2在 粉 笔 ，
遇 见 不 一 样 的 自 己 !
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