熱力學(xué)第一定律

10.3熱力學(xué)第一定律能量守恒定律1整理ppt學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.理解兩個(gè)定律

——熱力學(xué)第一定律、能量守恒定律2.會用兩個(gè)定律分析、解決相關(guān)的問題3.知道永動機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)：1、能量守恒定律。2、從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)理解熱力學(xué)第一定律，會用ΔU=W+Q分析和計(jì)算有關(guān)問題。難點(diǎn)：1、如何用能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象；2、熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q中各物理量的意義及正負(fù)號確實(shí)定。2整理ppt?分子因熱運(yùn)動而具有的能量?同溫度下各個(gè)分子的分子動能ＥK不同?分子動能的平均值僅和溫度有關(guān)分子動能?分子間因有相互作用力而具有的、由它們相對位置決定的能量?

r＜r0時(shí),r↓→ＥP↑;ｒ＞ｒ0時(shí),r↑→ＥP↑;ｒ＝ｒ0時(shí)，ＥP最低?ＥP隨物態(tài)的變化而變化分子勢能?物體內(nèi)所有分子的ＥK和ＥP總和?物體的內(nèi)能與溫度和體積有關(guān)，還和物體所含的分子數(shù)有關(guān)。物體內(nèi)能3整理ppt1.關(guān)于內(nèi)能，以下說法正確的選項(xiàng)是A、溫度相同的物體內(nèi)能一樣多B、一罐氣放在卡車上隨卡車做加速運(yùn)動，罐中氣體動能越來越大，所以內(nèi)能也越來越大C、一定質(zhì)量的物體的內(nèi)能，由溫度和體積決定D、某物體的內(nèi)能為E，含分子數(shù)為n個(gè)，那么每個(gè)分子的內(nèi)能為E/n機(jī)械能增大C4整理ppt2.10Kg1000C水的內(nèi)能_____10Kg1000C的水蒸氣的內(nèi)能10Kg00C水的內(nèi)能_____10Kg00C的冰的內(nèi)能小于大于

對于物態(tài)發(fā)生變化的過程，由吸熱或放熱來分析物體內(nèi)能的增減是一種很簡便的判斷方法.分子勢能？5整理ppt3.以下說法中正確的選項(xiàng)是:A、做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種不同的物理過程B、做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，因此對物體做功就是對物體傳熱C、熱量是在熱傳遞中，從一個(gè)物體向另一個(gè)物體或物體一局部向另一局部轉(zhuǎn)移的內(nèi)能的多少D、高溫的物體具有熱量多，低溫的物體具有熱量少E、冷和熱的物體混合時(shí)，熱的物體把溫度傳給冷的物體，最后溫度相同〔A，C〕6整理ppt給你一段鐵絲，想讓它的溫度升高，你有哪些方法？7整理ppt改變內(nèi)能的兩種方式做功熱傳遞對內(nèi)對外吸熱放熱內(nèi)能增加內(nèi)能增加內(nèi)能減少內(nèi)能減少〔外界對物體做功〕〔物體對外界做功〕〔物體從外界吸熱〕〔物體對外界放熱〕8整理ppt〔3〕做功和熱傳遞在改變內(nèi)能效果上是等效的做功和熱傳遞的區(qū)別〔1〕做功改變內(nèi)能：實(shí)質(zhì)上是其它形式的能和內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化〔2〕熱傳遞：實(shí)質(zhì)上是各物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移9整理ppt

內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量，一個(gè)物體在不同的狀態(tài)下有不同的內(nèi)能內(nèi)能與熱量的區(qū)別

熱量是一個(gè)過程量，它表示由于熱傳遞而引起的變化過程中轉(zhuǎn)移的能量，即內(nèi)能的改變量。如果沒有熱傳遞，就沒有熱量可言，但此時(shí)仍有內(nèi)能10整理ppt絕熱過程僅傳熱過程如果物體在跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞的過程中，內(nèi)能的變化ΔU與熱量Ｑ及做的功Ｗ之間又有什么關(guān)系呢？11整理ppt一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增加量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和，這個(gè)關(guān)系叫做熱力學(xué)第一定律.ΔU物體內(nèi)能的增加量

W外界對物體做的功

Q物體吸收的熱量

ΔU＝W+Q一、熱力學(xué)第一定律.1.表達(dá)式2.內(nèi)容12整理ppt思考與討論：一定量的氣體，膨脹過程中是外界對氣體做功還是氣體對外界做功？如果膨脹時(shí)做的功是135J，同時(shí)向外放熱85J，氣體的內(nèi)能變化量是多少？內(nèi)能是增加了還是減少了？請你通過這個(gè)例子總結(jié)ΔU、Q、W幾個(gè)量取正、負(fù)值的意義。13整理ppt定律中各量的正、負(fù)號及含義物理量符號意義符號意義W+外界對系統(tǒng)做功－系統(tǒng)對外界做功Q+系統(tǒng)吸收熱量－系統(tǒng)放出熱量ΔU+內(nèi)能增加－內(nèi)能減少3.符號法那么14整理ppt

例題：一定量的氣體從外界吸收了2.6×105J的熱量，內(nèi)能增加了4.2×105J。問：①是氣體對外界做了功，還是外界對氣體做了功？做了多少焦耳的功？解：①根據(jù)ΔU=W+Q得W=ΔU－Q=4.2×105J－2.6×105J=1.6×105JW為正值，外界對氣體做功，做了1.6×105J的功。＇解：②同理可得：W=ΔU－Q=1.6×105J－2.6×105J=－1.0×105JW為負(fù)值，說明氣體對外界做功（氣體體積變大），做了1.0×105J的功。＇＇②如果氣體吸收的熱量仍為2.6×105J不變，但是內(nèi)能只增加了1.6×105J，這一過程做功情況怎樣？15整理ppt學(xué)以致用熱力學(xué)第一定律的幾種典型應(yīng)用絕熱過程等容過程等溫過程等壓過程16整理ppt(10-3)2.如下圖的容器，A、B中各有一個(gè)可自由移動的活塞，活塞下面是水上面是大氣、大氣壓恒定，A、B間帶有閥門K的管道相連，整個(gè)裝置與外界絕熱，開始時(shí)A的水面比B高，開啟K，A中的水逐漸向B中流，最后到達(dá)平衡，在這個(gè)過程中〔〕

A.大氣壓力對水作功，水的內(nèi)能增加

B.水克服大氣壓力作功，水的內(nèi)能減少

C.大氣壓力對水不作功，水的內(nèi)能不變

D.大氣壓力對水不作功，水的內(nèi)能增加

17整理ppt二、能量守恒定律用熱力學(xué)第一定律解釋柴油機(jī)正常工作時(shí)壓燃的原理活塞壓縮氣體，活塞對氣體做功，由于時(shí)間很短，散熱可以不計(jì)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，溫度升高，到達(dá)柴油燃點(diǎn)，可“點(diǎn)燃〞柴油。能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，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)移到別的物體；在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中其總量不變，這就是能量守恒定律.18整理ppt<1>、是一個(gè)普遍適用的定律能量守恒定律的重要性<2>、將各種現(xiàn)象聯(lián)系在一起<3>、指導(dǎo)著人們的生產(chǎn)、科研<4>、19世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)之一19整理ppt結(jié)果：制造永動機(jī)的千萬次努力都以失敗而告終概念：不需要動力或燃料，卻能源源不斷對外做功的機(jī)器。人們把這種不消耗能量的永動機(jī)叫第一類永動機(jī).〔不吃草的馬〕原因：根據(jù)能量守恒定律，任何一部機(jī)器，只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，而不能無中生有地制造能量，因此第一類永動機(jī)是不可能制成的.簡言之，違背了能量守恒定律三、第一類永動機(jī)20整理ppt

歷史上設(shè)計(jì)永動機(jī)的人們以自己的失敗幫助我們找到了正確的方向；他們的不懈努力反映了人類追求幸福的美好愿望。銘文：紀(jì)念為實(shí)現(xiàn)永動機(jī)的奮斗而失敗的人們同時(shí)有這么一句話送給大家：

失敗是什么？沒什么，只是更走進(jìn)成功一步；成功是什么？就是走過了所有通向失敗的路，只剩下一條路，那就是成功之路。21整理ppt例2：水平馬路上行駛的汽車，在發(fā)動機(jī)熄火后，速度越來越慢，最后停止。這一現(xiàn)象符合能的轉(zhuǎn)化和守恒定律嗎？如果符合，汽車失去的動能變成了什么？分析：汽車發(fā)動機(jī)熄火后，汽車要克服阻力做功，當(dāng)所克服阻力做的功等于其熄火時(shí)的動能時(shí)，汽車即停止運(yùn)動。在這一過程中，汽車克服阻力做的功要轉(zhuǎn)變成地面、輪胎的內(nèi)能，所以在這個(gè)過程中能量還是守恒的，是機(jī)械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能了。22整理ppt小結(jié)：1、熱力學(xué)第一定律：

ΔU=W+Q

2、能量守恒定律：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，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)移到別的物體；在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中其總量不變，這就是能量守恒定律.23整理ppt1、圖中活塞將氣缸分成甲、乙兩氣室，氣缸、活塞(連同拉桿)是絕熱的，且不漏氣，以U甲、U乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內(nèi)能，那么在將拉桿緩慢向外拉的過程中〔〕〔Ａ〕U甲不變，U乙減小〔Ｂ〕U甲增大，U乙不變〔Ｃ〕U甲增大，U乙減小〔Ｄ〕U甲不變，U乙不變C小試身手24整理ppt2、固定容器及可動活塞P都是絕熱的，中間有一導(dǎo)熱的固定隔板B，B的兩邊分別盛有氣體甲和氣體乙。現(xiàn)將活塞P緩慢地向B移動一段距離，氣體的溫度隨其內(nèi)能的增加而升高，那么在移動P的過程中〔〕A、外力對乙做功，甲的內(nèi)能不變。B、外力對乙做功，乙的內(nèi)能不變。C、乙傳遞熱量給甲，乙的內(nèi)能增加。D、乙的內(nèi)能增加，甲的內(nèi)能不變。甲乙BPC25整理ppt3、一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)Ⅰ(p1，V1，T1)被壓縮至狀態(tài)Ⅱ(p2，V2，T2)，T2＞T1，那么該過程中〔〕A．氣體的內(nèi)能一定是增加的B．氣體可能向外界放熱

C．氣體一定從外界吸收熱量D．氣體對外界做正功

AB26整理ppt4．一定量的氣體吸收熱量，體積膨脹并對外做功，那么此過程的末態(tài)與初態(tài)相比，〔〕A．氣體內(nèi)能一定增加 B．氣體內(nèi)能一定減小C．氣體內(nèi)能一定不變D．氣體內(nèi)能是增是減不能確定D27整理ppt5．以下說法正確的選項(xiàng)是 〔〕A．外界對氣體做功，氣體的內(nèi)能一定增大B．氣體從外界只收熱量，氣體的內(nèi)能一定增大C．氣體的溫度越低，氣體分子無規(guī)那么運(yùn)動的平均動能越大D．氣體的溫度越高，氣體分子無規(guī)那么運(yùn)動的平均動能越大D28整理ppt6．以下說法正確的選項(xiàng)是 〔〕A．外界對一物體做功，此物體的內(nèi)能一定增加B．機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能是不可能的C．將熱量傳給一個(gè)物體，此物體的內(nèi)能一定改變D．一定量氣體對外做功，氣體的內(nèi)能不一定減少D29整理ppt7．一定質(zhì)量的理想氣體，從某一狀態(tài)開始，經(jīng)過一系列變化后又回一開始的狀態(tài)，用W1表示外界對氣體做的功，W2表示氣體對外界做的功，Q1表示氣體吸收的熱量，Q2表示氣體放出的熱量，那么在整個(gè)過程中一定有 〔〕A．Q1—Q2=W2—W1 B．Q1=Q2C．W1=W2 D．Q1>Q2點(diǎn)撥：整個(gè)過程的內(nèi)能不變，ΔE=0由熱力學(xué)第一定律ΔE=W總+Q總=0Q總=-W總∴Q1—Q2=W2—W1A30整理ppt8.如下圖,密閉絕熱的具有一定質(zhì)量的活塞,活塞的上部封閉著氣體,下部為真空,活塞與器壁的摩擦忽略不計(jì),置于真空中的輕彈簧的一端固定于理想氣體容器的底部.另一端固定在活塞上,彈簧被壓縮后用繩扎緊,此時(shí)彈簧的彈性勢能為EP(彈簧處于自然長度時(shí)的彈性勢能為零),現(xiàn)繩突然斷開,彈簧推動活塞向上運(yùn)動,經(jīng)過屢次往復(fù)運(yùn)動后活塞靜止,氣體到達(dá)平衡態(tài),經(jīng)過此過程〔〕A．EP全部轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能B.EP一局部轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢能,其余局部仍為彈簧的彈性勢能C．EP全部轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢能和氣體的內(nèi)能D．EP