高中物理热学板书设计
一、热学基础知识
1. 热能的本质
分子热运动：分子永不停息地做无规则运动
分子动能：与物体的温度有关
2. 热力学三大定律
（1）热力学第一定律：内能的变化等于外界对物体做的功和物体吸收（放出）热量的和。
（2）热力学第二定律：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。
（3）热力学温度与摄氏温度的关系：T = t + 273.15K
二、热量计算公式
Q=cmΔt （其中c为比热容，m为质量，Δt为温度变化量）
例题：
【例1】（2023·湖南长沙）质量为5kg的铁球，加热到98℃，然后迅速投入质量为2kg、温度为20℃的水中，不计一切热损失，求水升高的温度是多少？[已知铁的比热容为0.46 × 10³J/(kg·℃)]
【分析】
根据Q_{吸} = cmDelta t求出铁球放出的热量，再根据Q_{放} = Q_{吸}求出水的温度变化量。
【解答】
解：铁球放出的热量：Q_{放} = cmDelta t = 0.46 × 10^{3}J/(kg cdot^{circ}C) × 5kg × (98^{circ}C - 0^{circ}C) = 2.3 × 10^{5}J，不计一切热损失，则Q_{吸} = Q_{放} = 2.3 × 10^{5}J，水升高的温度：Delta t_{水} = frac{Q_{吸}}{cm_{水}} = frac{2.3 × 10^{5}J}{4.2 × 10^{3}J/(kg cdot^{circ}C) × 2kg} approx {46.5}^{circ}C。答：水升高的温度是{46.5}^{circ}C。
【例2】（2023·湖南常德）质量为$m$的物体放在水平桌面上，在水平恒力作用下匀速通过位移$L$，作用前物体与桌面间的动摩擦因数为$mu $，则恒力对物体所做的功为（ ）
A.$mgL$ B.$mmu L$ C.$mmu L + mgL$ D.$mmu L - mgL$
【分析】
根据恒力做功公式$W = FL$求解即可。
【解答】
根据恒力做功公式$W = FL$可知，恒力对物体所做的功为$FL = mmu gL$，故B正确，ACD错误。
故选B。
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课题：热力学第一定律
一、热力学第一定律
1. 定义：一个系统内能的增加等于外界对系统做的功和系统与外界热传递的总量。
2. 符号法则：外界对系统做功，系统内能增加，△U为正值；系统对外界做功，系统内能减少，△U为负值；系统与外界的热传递，△U可能为正值也可能为负值。
例题：
题目一：理想气体的等温膨胀过程
已知理想气体的初始状态为p1 = 101kPa，V1 = 0.5L，T1 = 300K，经过等温膨胀过程达到终态V2 = 1L。求气体对外界做的功以及气体吸收的热量。
解法一：根据热力学第一定律，有：W = pΔV = p(V2 - V1) = 5kJ，Q = ΔU = 0，因为气体在膨胀过程中温度不变，所以内能不变。
解法二：气体膨胀过程体积变化ΔV为正值，说明气体对外做功，所以W为正值；由于温度不变，所以气体内能不变，即Q为零。
二、热力学第二定律
1. 热力学第二定律的几种表述方式：
(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；
(2)开尔文-普朗克表述：不可能从单一热源吸取热量，并将这热量完全变为功，而不产生其他影响；
(3)熵增加原理：在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行。
例题：
题目二：制冷机的工作原理
制冷机的工作原理就是利用了热力学第二定律。制冷机的工作过程如下：制冷机首先将低温物体的热量传递给高温物体，从而自身温度降低；接着通过压缩机的机械功将热量从低温物体中转移出来，并使制冷机的温度升高；最后将热量传给环境。这个过程中，制冷机的工作效率受到制冷系数的影响。请根据热力学第二定律分析制冷机的工作原理和效率。
分析：制冷机的工作原理就是利用了热力学第二定律中的克劳修斯表述。在制冷机的工作过程中，热量从低温物体传递给高温物体，这是一个不可逆过程。压缩机的机械功将热量从低温物体中转移出来并使制冷机的温度升高，这也是一个不可逆过程。因此，制冷机的工作效率受到制冷系数的影响，而制冷系数受到制冷机工作过程中的各种因素的影响。总的来说，制冷机的工作原理和效率都是基于热力学第二定律的不可逆性和熵增加原理。
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一、热学的基本概念
1. 温度：物体分子热运动的平均程度的量度。
2. 温标：温度的测量工具和单位。
3. 热平衡：两个系统达到热平衡时，它们的热量交换不限于内能，而且还有机械能、电能、光能等的交换。
二、分子动理论
1. 物质是由大量分子组成的。
2. 分子永不停息地做无规则运动。
3. 分子间存在相互作用的引力和斥力。
例题：解释下列现象：
1. 冬天，衣服干了；
2. 湿衣服在阳光下干得快；
3. 热水杯盖上盖子后，雾气腾腾；
4. 放在箱子里的樟脑球变小了；
5. 擦玻璃的抹布变热了。
常见问题
1. 温度升高，物体的内能一定增加吗？为什么？
答：不一定。物体的内能不仅与温度有关，还与物体的种类、状态等因素有关。因此，温度升高时物体的内能不一定增加。
2. 为什么气体容易被压缩，液体和固体很难被压缩？
答：气体分子之间的距离很大，相互之间的作用力很弱，容易被压缩。液体和固体分子之间的距离较小，相互之间的作用力较强，很难被压缩。
3. 为什么气体温度越高，压强不一定越大？
答：气体温度越高，分子的平均动能增加，但并不是所有分子的动能都增加。有些分子动能可能减小，因此气体温度越高，压强不一定越大。
例题解答：
1. 冬天，衣服干了，是因为水分子的运动导致衣服上的水分子逐渐减少，所以衣服变干了。这个现象可以用分子运动理论来解释。
2. 湿衣服在阳光下干得快是因为阳光下的温度高，分子的运动加快了水的蒸发速度。这个现象可以用分子运动理论来解释。
3. 热水杯盖上盖子后，杯内的水蒸气受冷液化形成小水滴，所以雾气腾腾。这个现象可以用液体的表面张力来解释。
4. 樟脑球变小是因为樟脑球分子扩散到空气中了，所以我们看到樟脑球变小了。这个现象可以用扩散现象来解释。
5. 擦玻璃的抹布变热了是因为摩擦生热，使抹布上的分子的动能增加，所以摸起来感觉变热了。这个现象可以用摩擦生热来解释。