1.能源:能够提供可利用能量的物质

4.热力学第三定律

(1)内容:热力学零度不可达到。

(2)意义:只需要温度不是绝对零度,就总可能降低,它促进人类想方设法尽可能降低温度,以探索更多的物理奥秘.

3.热力学第二定律

(1)表述：①不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化(按热传导的方向性表述)。②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(按机械能和内能转化过程的方向性表述)。或第二类永动机是不可能制成的。

(2)意义：自然界种进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。它揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性.

(3)能量耗散:自然界的能量是守恒的，但是有的能量便于利用，有些能量不便于利用。很多事例证明，我们无法把流散的内能重新收集起来加以利用。这种现象叫做能量的耗散。它从能量转化的角度反映出自然界中的宏观现象具有方向性。

[例4]根据热力学第二定律，可知下列说法中正确的有：

A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体；

B．热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体；

C．机械能可以全部转化为热量，但热量不可能全部转化为机械能；

D．机械能可以全部转化为热量，热量也可能全部转化为机械能。

解析：根据热传递的规律可知热量能够从高温物体传到低温物体；当外界对系统做功时，可以使系统从低温物体吸取热量传到高温物体上去，致冷机(如冰箱和空调)就是这样的装置。但是热量不能自发地从低温物体传到高温物体。选项A错误，B正确。

一个运动的物体，克服摩擦阻力做功，最终停止；在这个过程中机械能全部转化为热量。外界条件发生变化时，热量也可以全部转化为机械能；如在等温膨胀过程中，系统吸收的热量全部转化为对外界做的功，选项C错误，D正确。综上所述，该题的正确答案是B、D。

[例4]图中气缸内盛有定量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气。现将活塞杆与外界连接使其缓慢的向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是(C)

A．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律

B．气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律

C．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律

D．ABC三种说法都不对

_{[例5]如图所示的A、B是两个管状容器，除了管较粗的部分高低不同之外，其他一切全同。将此两容器}

_{抽成真空，再同时分别插入两个水银池中，当水银柱停止运动时，问二管中水银的温度是否相同？为什么?}

_{设水银与外界没有热交换。}

_{分析与解：不同。A管中水银的温度略高于B管中水银的温度。两管插入水银池时，大气压强均为P0，进入管中的水银的体积均为V，所以大气压力对两池中水银所做的功相同，但两装置中水银重力势能的增量不同，所以两者内能改变量也不同。由图可知，A管中水银的重力势能较小，所以A管中水银的内能增量较多，其温度应略高。}

2.机械能与内能转化的方向性:机械能可以全部转化为内能,而内能不可能全部转化为机械能而不引起其它的变化.

1.热传导的方向性:热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行(热量会自发地从高温物体传给低温物体)，但是向相反的方向却不能自发地进行。

2.能的转化和守恒定律

能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭或消失，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，这就是能的转化和守恒定律.

(1)能量守恒定律是自然界普遍适用的规律之一，违背该定律的第一类永动机是无法实现的.

(2)物质的不同运动形式对应不同形式的能,各种形式的能在一定的条件下可以转化或转移,在转化或转移过程中,能的总量守恒.

[例3]质量为 M kg的铅块固定不动，质量为mkg的铅弹以一定速率击中铅块并留在其中，它们的温度

升高了12⁰C。若铅块放置在光滑的水平面上，同样以铅弹以相同的速率击中它并留在其中，它们的温度升高了11⁰C，求铅块与铅弹的质量比。

[解析]在第一种情况下铅弹原来所具有的动能全部转化为铅弹与铅块的内能，而使它们在温度上升了12℃。因此有　 Q_l=½mv₀²=c(m+M)×12………①　 C表示铅的比热

在第二种情况下，铅弹与铅块在光滑的水平面上发生完全非弹性碰见在碰撞过程中子弹与铅块组成的整体动量守恒，但在碰撞过程中将损失动能，根据能量守恒定律，系统损失的动能转化为铅弹与铅块的内能，使其温度升高有mv₀＝(m+ M)v

Q₂＝½mv₀²－½( m+M)v²＝=c(m+M)×11………②　　　 ，M/m=11

1.热力学第一定律

做功和热传递都能改变物体的内能。也就是说，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。但从能量转化和守恒的观点看又是有区别的：做功是其他能和内能之间的转化，功是内能转化的量度；而热传递是内能间的转移，热量是内能转移的量度。

外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加ΔE，即ΔE=Q+W 这在物理学中叫做热力学第一定律。

在这个表达式中，W为正值，表达外界对物体做功； W为负值，表示物体对外界做功；

　　　　　 　　　Q为正值，表示物体从外界吸热； Q为负值，表示物体对外界放热；

　　　　 　　　　ΔE为正值，表示物体内能增加；ΔE为负值，表示物体内能减少.

(1)空气中的声波是纵波．能在空气、液体、固体中传播．在通常情况下在空气中为340m／s，随介质、温度改变而变．

(2)人耳听到声波的频率范围：20 Hz ---20000 Hz.

(3)能够把回声与原声区分开来的最小时间间隔为0.1s

(4)声波亦能发生反射、折射、干涉和衍射等现象．声波的共振现象称为声波的共鸣．

(5)次声波：频率低于20 Hz的声波．

(6)超声波：频率高于20000 Hz的声波．

应用：声呐、探伤、打碎、粉碎、诊断等．

(7)声音的分类①乐音：好听悦耳的声音．乐音的三要素：音调(基音的频率的高低)、响度(声源的振幅大小)、音品(泛音的多少，泛音的频率和振幅共同决定的)．声强：单位时间内通过垂直于声波传播方向单位面积的能量．②噪声：嘈杂刺耳的声音，是妨碍人的正常生活和工作的声音．噪声已列为国际公害．

[例9]如果声源、听者和障碍物都在同一直线上，声源位于听者和障碍物之间，离听者12m，离障碍物34m，已知声音在空气中的传播速度340m/s，听者是否能把原来的声音和回声区分开来？

[解析]人耳能分外间隔大小0.1s的两个声音，图中S为声源，A为听者，O为障碍物，当声波直接传到人耳时，经历时间tl＝SA/v……①，当声波传到障碍物反射到人耳时，经历时间………②，直接传到人耳的声音与回声之间的时间差Δt=t₂－t₁，即Δt=2SO/v＝0．2s。Δt＞0．1s，人耳可以区分

规律方法

试题展示

6．多普勒效应

(1)由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象．实质是：波源的频率没有变化，而是观察者接收到的频率发生了变化．

(2)多普勒效应的产生原因

观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．当波以速度v通过接收者时，时间t内通过的完全波的个数为N=vt/λ，因而单位时间内通过接收者的完全波的个数，即接收频率f　　　　 v/λ．

若波源不动，观察者朝向波源以速度V₂运动，由于相对速度增大而使得单位时间内通过观察者的完全波的个数增多，即，可见接收频率增大了.同理可知，当观察者背离波源运动时，接收频率将减小．

若观察者不动，波源朝向观察者以速度v₁运动，由于波长变短为λ^/=λ－v₁T，而使得单位时间内通过观察者的完全波的个数增多，即，可见接收频率亦增大，同理可知，当波源背离观察者运动时，接收频率将减小．

注：发生多普勒效应时，波源的真实率不发生任何变化，只是观察者接收到的频率发生了变化．

(3)相对运动与频率的关系

①波源与观察者相对静止：观察者接收到的频率等于波源的频率．

②波源与观察者相互接近：观察者接收到的频率增大．

③波源与观察者相互远离：观察者接收到的频率减小．

[例8]一机车汽笛频率为650Hz，机车以v=15m/s的速度观察者驶来，设空气中的声速是V=340m/s，观察者听到的声音频率为多少？

解答：机车静止时，汽笛声的波长为λ，由于机车(波源)向观察者运动，波长应减小vT，则单位时间内通过观察者的波数变为

即观察者听到的声音频率变大了，音调变高了。

5.驻波:两列沿相反方向传播的振幅相同、频率相同的波叠加时，形成驻波．

(1)波节：始终静止不动的点．

(2)波腹：波节与波节之间振幅最大的点．

(3)驻波-特殊的干涉现象:波源特殊;波形特殊

说明：驻波与行波的区别．

　①物理意义不同：驻波是两列波的特珠干涉现象，行波是一列波在介质中的传播．

②质点的振动情况不同：在行波中各个质点作振格相同的简谐运动，在驻波中各个质．点作振幅不同的简谐运动；处于波腹位置的质点振幅最大；处于波节位置的质点振幅等于零；其他一些质点的振幅也不相同，但都比波腹处质点的振幅小．

③波形不同：行波波形经过一段时间，波形向前“平移”，而驻波波形并不随时间发生平移，只是各质点的振动位移发生变化而已．