3、永动机不可能制成

(1)永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机器叫永动机。

(2)第一类永动机：不消耗能量的机器叫做第一类永动机。

(3)永动机不可能制成的原因：违背了能量守恒定律。

2、能量守恒定律

(1)能量在转化或转移中守恒

①机械能与内能相互转化时守恒

②其它形式的能和内能相互转化时守恒

③热传递使内能在物体之间发生转移时守恒

大量的事实证明：各种形式的能都可以相互转化，并且在转化过程中守恒。

(2)能的转化和守恒定律

①内容：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别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变，这就是能量守恒定律。

②能量守恒定律发现的意义：能的转化和守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一，是分析解决问题的一个极为重要的武器之一。

1、热力学第一定律

(1) ΔU＝Q+W

上述所表示的功、热量跟内能改变之间的定量关系，在物理学中叫做热力学第一定律。

(2) 符号法则

例题：一定质量的气体，在被压缩的过程中，外界对气体做功300J，但这一过程中气体的内能减少了300J，问气体在这一过程中是吸热还是放热？吸收(或放出)多少热量？

解析：由题意知

W＝300J，ΔU＝－300J。根据热力学第一定律ΔU＝Q+W，可得

Q＝ΔU－W＝－300J－300J＝－600J

Q为负值，表示气体放热。

所以，气体在这一过程中放出600J的热量。

例题：用力F压缩气缸中的气体，力F对气体做了1800J的功，同时气体向外放热2000J，空气的内能改变了多少？

解析：由热力学第一定律：ΔU＝Q+W

得：ΔU＝+1800 J+(－2000 )J

ΔU＝－200 J

即空气内能减少了200 J

例题：关于物体内能的变化，下列说法中正确的是(　　 　)

A．物体吸收热量，内能一定增大

B．物体对外做功，内能一定减少

C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变

D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变

解析：根据热力学第一定律ΔU＝Q+W，物体内能的变化与外界对气体做功(或气体对外界做功)，气体从外界吸热(或向外界放热)两种因素有关，物体吸收热量，但有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，故A错。同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减小，B错；若物体吸收的热量与对外做功相等，则内能不变，C正确。而放热与对外做功是使物体内能减小，所以D错。

所以本题正确答案为：C

16、气体体积、压强和温度的关系

(1)气体的体积和温度的关系

①气体的体积和温度的关系

一定质量的气体，在压强不变的情况下，当温度升高时，体积增大；当温度降低时，体积减小。

②微观解释

m一定→分子总数N一定。

　　　　　　　　　　　　　 每碰撞一次的作用力↑

T↑→分子平均动能E_K↑→　　　　　　　　　　　　　　　　　 →P↑

V↑→分子的密集程度↓→单位时间与单位面积器壁碰撞的次数↓→P↓

(2)气体的压强和温度的关系

①气体的压强和温度的关系

一定质量的气体，在体积不变的情况下，当温度升高时，压强增大；当温度降低时，压强减小。

②微观解释

m一定→分子总数N一定，V一定→分子的密集程度一定。

　　　　　　　　　　　　　 每碰撞一次的作用力↑

T↑→分子平均动能E_K↑→　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 →P↑

　　　　　　　　　　　　　 单位时间与单位面积器壁碰撞的次数↑

　　　　　　　　　　　　　 每碰撞一次的作用力↓

T↓→分子平均动能E_K↓→　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　→P↓

　　　　　　　　　　　　　 单位时间与单位面积器壁碰撞的次数↓

15、气体压强和体积的关系

(1)气体压强和体积的关系

一定质量的气体，在温度不变的前提下，体积减小时，压强增大；体积增大时，压强减小。

(2)微观解释

m一定→分子总数N一定，T一定→分子热运动的平均动能E_K一定。

V↑→分子的密集程度↓→单位时间与单位面积器壁碰撞的次数↓→P↓

V↓→分子的密集程度↑→单位时间与单位面积器壁碰撞的次数↑→P↑

14、气体的状态及状态参量

(1)气体的平衡状态：气体的分布不随时间而变时，气体所处的状态，称之为气体的平衡状态。

(2)气体的状态参量

①温度：温度是气体分子无规则热运动平均动能的标志。是气体内分子无规则热运动激烈程度的反映。

②体积：气体的体积就是指气体分子所能达到的空间，也就是气体所充满的容器的容积。

③压强(1)气体的压强：指的是气体对容器器壁的压强，是器壁单位面积上受到的压力。

(2)单位：国际单位制中，压强的单位是帕斯卡，简称帕，符号是Pa。

1Pa＝1N/m²

(3)气体压强的微观意义

A气体压强的产生原因：是大量气体分子与器壁碰撞作用在器壁单位面积上的平均作用力。

B与气体压强有关的因素

气体分子的密集程度(单位体积内的分子数n)　　 n↑→P↑

a、微观的角度

气体分子的平均动能　　　　　　　 　　　　　　　　 v↑→P↑

气体密度ρ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ρ↑→P↑

b、宏观的角度

气体温度T　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　 T↑→P↑

气体的压强，指的是气体对于容器器壁的压强，是器壁单位面积上受到的压力。

13、理想气体及其内能

(1)气体膨胀时对外做功，压缩时外界对气体做功

(2)理想气体

(3)理想气体的分子势能不随体积的变化而改变

(4)理想气体的内能变化由温度决定

12、改变内能的两种方式

(1)做功可以改变物体的内能：外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少。

(2)热传递可以改变物体的内能

①热传递：没有做功而使物体内能改变的物理过程，叫做热传递。

发生热传递的条件：存在温度差。

热传递的方式：传导、对流和辐射。

②热传递可改变物体的内能

物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少。

(3)内能改变的量度

①做功使物体的内能发生改变的时候，内能的改变就用功的数值来量度。

②热传递使物体的内能发生改变的时候，内能的改变是用热量来量度。

(4)做功和热传递对改变物体内能的等效性

①)做功和热传递对改变物体内能的等效性

②做功和热传递在能量改变上存在本质区别

做功：

热传递：

(5)内能和热量的区别

内能与物体的状态(温度和体积)有关，是状态量，与状态对应。

热量是热传递过程中内能变化的量度，是过程量，与状态变化相联系。

例题：下列叙述中正确的是(　　 )

A．物体的内能与物体的温度有关，与物体的体积无关

B．.物体的温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈

C．物体体积改变，内能可能不变

D．物体被压缩时，内有可能减少

解析：由于物体所属不具体，因此，判断时首先考虑到一般物体(固体、液体、非理想气体)，还要考虑到特殊物体(理想气体)，其次，要根据一般物体和理想气体的内能关系，分别判知，A错，B、C、D正确。

例题：以下说法正确的是(　 　　　)

A．机械能为零，内能不为零是可能的

B．温度相同，质量相同的物体具有相同内能

C．温度越高，物体的内能越大

D．0℃的冰的内能比等质量的0℃的水内能大

解析：A．正确，因为机械能为零，但内能不能为零；

B．不正确，因为物体的内能由物体的温度、体积、物态等因素决定；

C．不正确，原因同上；

D．由于0℃的冰的体积比0℃的水大，温度相同，有的同学错认D正确，实际上有较为复杂的反常膨胀的现象，我们用体积来讨论其内能是不适合的，我们可以从能量角度来讨论.因为0℃的冰熔化为0℃的水要吸收热量或对它做功，所以有其他形式的能转化为内能或内能转移给冰，所以0℃的水的内能比等质量的0℃的冰的内能大，所以D不正确。

11、物体的内能

(1)物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的热力学能，也叫内能。

(2)任何物体都具有内能

(3)与物体的内能有关的因素

从微观上看：内能由分子的平均动能、分子势能和分子总数共同决定；

从宏观上看：内能取决于物体的温度、体积、摩尔数和物态。

内能与其它能量一样，同样是状态量，因而内能由物体的状态决定。

(4)内能与机械能的区别

①两者反映的能量不同

②两者的数值不同

③两者的变化情况不同

④两种形式的能量之间可以相互转化

10、分子势能

(1)分子势能：由于分子间存在相互作用力，分子间具有由它们的相对位置决定的势能。

(2)分子势能的特点

①r＞r₀→F为引力，r↑→E_P↑，r↓→E_P↓

②r＜r₀→F为斥力，r↑→E_P↓，r↓→E_P↑

③r＝r₀→F＝0，分子势能最小

当它们之间的距离发生变化时，相互作用力如果是做正功，势能要减小，如果是做负功，势能要增大。

(3)分子势能跟物体的体积有关：分子势能跟物体的宏观体积有关。