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2023年事業(yè)單位公共基礎(chǔ)知識(shí)：熱力學(xué)中的三大定律

2023-06-15 16:56:27

來(lái)源：上岸鴨公考

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常識(shí)判斷考點(diǎn)范圍很廣，一般包括政治、法律、經(jīng)濟(jì)、人文、地理、科技、生活等方面，需要小伙伴們長(zhǎng)時(shí)間不間斷的積累。今天給大家?guī)?lái)的常識(shí)相關(guān)考點(diǎn)是“熱力學(xué)的三大定律”。

1.第一定律(能量守恒定律)

內(nèi)容：能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，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)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，能量的總量不變。自從焦耳以精確實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明機(jī)械能、電能、內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化滿足守恒關(guān)系之后，人們就認(rèn)為能量守恒定律是自然界的一個(gè)普遍的基本規(guī)律。

內(nèi)能變換方式：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。

改變內(nèi)能的兩種方式：1.做功(eg：摩擦生熱)2.熱傳遞(eg:冬天的時(shí)候烤火)

否定了第一類永動(dòng)機(jī)。(eg:要讓馬兒跑，還讓馬兒不吃草)

第一類永動(dòng)機(jī):某物質(zhì)循環(huán)一周恢復(fù)到初始狀態(tài)，不吸熱而向外放熱或做功，這叫“第一類永動(dòng)機(jī)”。由能量守恒定律可知，能量不會(huì)憑空產(chǎn)生。這種機(jī)器不消耗任何能量，卻可以源源不斷的對(duì)外做功是不可能實(shí)現(xiàn)的。

2.第二定律(熵增定律)

克勞修斯表述：熱量可以自發(fā)地從溫度高的物體傳遞到較冷的物體，但不可能自發(fā)地從溫度低的物體傳遞到溫度高的物體(人為干預(yù)除外)。(eg:冰箱)

總結(jié)：雖然能量守恒但是自然界能量轉(zhuǎn)化都是具有方向性的，不可逆的。

熵是什么：隨時(shí)間發(fā)展，一個(gè)孤立體系中的熵絕不會(huì)減小。(eg1:一壺開(kāi)水放著放著就涼了;eg2:一片樹(shù)葉飄落就不會(huì)再回到樹(shù)上)

否定了第二類永動(dòng)機(jī)(能量轉(zhuǎn)化有方向性)

第二類永動(dòng)機(jī)：在熱力學(xué)第一定律問(wèn)世后，人們認(rèn)識(shí)到能量是不能被憑空制造出來(lái)的，于是有人提出，設(shè)計(jì)一類裝置，從海洋、大氣乃至宇宙中吸取熱能，并將這些熱能作為驅(qū)動(dòng)永動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和功輸出的源頭，這就是第二類永動(dòng)機(jī)。從單一熱源吸熱使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其它影響的熱機(jī)稱為第二類永動(dòng)機(jī)。

3.第三定律(絕對(duì)零度)

熱力學(xué)第三定律通常表述為絕對(duì)零度時(shí)，所有純物質(zhì)的完美晶體的熵值為零。也叫絕對(duì)零度(T=0K即-273.15℃)。絕對(duì)零度實(shí)際是無(wú)法達(dá)到的，只是理論值。(T=溫度)

最冷之地：智利天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了宇宙最冷之地，這個(gè)宇宙最冷之地就叫做“回力棒星云”，溫度為零下272攝氏度，是目前所知自然界中最寒冷的地方，稱為“宇宙冰盒子”。

絕對(duì)零度就是0K(約為-273.15℃或-459.67℉)

【刷題鞏固】

【例題】下列說(shuō)法正確的是：

A.物體吸收熱量，其溫度一定升高

B.熱量只能從高溫物體向低溫物體傳遞

C.遵守?zé)崃W(xué)第一定律的過(guò)程一定能實(shí)現(xiàn)

D.做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式

答案：D

【解析】做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式，它們?cè)诟淖兾矬w內(nèi)能上是等效的，做功改變物體內(nèi)能實(shí)質(zhì)上是(機(jī)械能)和(內(nèi))能的相互轉(zhuǎn)化，熱傳遞改變內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是能量的(轉(zhuǎn)移);A選項(xiàng)錯(cuò)誤，物體吸收了熱量，內(nèi)能一定增加，但是溫度不一定升高，例如晶體的熔化和液體的沸騰過(guò)程;B選項(xiàng)錯(cuò)誤，低溫物體也會(huì)向高溫物體傳遞熱量，正確說(shuō)法為“熱量總是自發(fā)的由高溫物體向低溫物體傳遞”;C選項(xiàng)錯(cuò)誤，熱學(xué)過(guò)程除了要受到能量守恒定律的制約外，還具有方向性。故本題答案為D。

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