10.3熱力學(xué)第一定律能量守恒定律

熱力學(xué)第一定律能量守恒定律第三節(jié)ks5u精品課件復(fù)習(xí)思考

[問題2]：既然做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，那么功、熱量跟內(nèi)能的改變之間就一定存在某種聯(lián)系，大家認(rèn)為是這樣的嗎？它們究竟存在什么樣的聯(lián)系呢？今天我們就來研究這個問題.

[問題1]：改變物體內(nèi)能的方式有哪些？①做功②和熱傳遞ks5u精品課件1.一個物體，它既沒有吸收熱量也沒有放出熱量，那么：①如果外界對物體做的功為Ｗ，則它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？②如果物體對外界做的功為Ｗ，則它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？ks5u精品課件1.一個物體，如果它既沒有吸收熱量也沒有放出熱量，那么，外界對它做多少功，它的內(nèi)能就增加多少；物體對外界做多少功，它的內(nèi)能就減少多少.

ks5u精品課件2.一個物體，如果外界既沒有對物體做功，物體也沒有對外界做功，那么：①如果物體吸收熱量Ｑ，它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？

②如果放出熱量Ｑ，它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？ks5u精品課件2.如果外界既沒有對物體做功，物體也沒有對外界做功，那么物體吸收了多少熱量，它的內(nèi)能就增加多少，物體放出了多少熱量，它的內(nèi)能就減少多少.ks5u精品課件3.如果物體在跟外界同時發(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？ks5u精品課件

ΔU=W+Q該式表示的是內(nèi)能的變化量跟功、熱量的定量關(guān)系，是熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式.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

ks5u精品課件一、熱力學(xué)第一定律1、內(nèi)容：一個熱力學(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它所做的功的和。2、表達(dá)式：ΔU＝W+Q例1：一定量的氣體，在膨脹過程中做了135J的功，同時向外放熱85J，則氣體的內(nèi)能變化量是多少？減少220Jks5u精品課件二、定律中各物理量正、負(fù)號的意義物理量符號意義符號意義WQΔU+外界對物體做功-物體對外界做功+物體吸收熱量-物體放出熱量+-內(nèi)能增加內(nèi)能減少ks5u精品課件三、應(yīng)用例2：一定質(zhì)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？ks5u精品課件1.自然界中存在不同形式的能2.不同形式的能之間可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化的多少用功來量度動能、重力勢能、彈性勢能、電能、內(nèi)能……四、能量守恒定律ks5u精品課件四、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，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體；在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量不變，這就是能量守恒定律.3.能量守恒定律的內(nèi)容：ks5u精品課件(1)是一個普遍適用的定律4.能量守恒定律的重要性比機械能守恒定律應(yīng)用更廣(2)將各種現(xiàn)象聯(lián)系在一起力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)...(3)指導(dǎo)著人們的生產(chǎn)、科研泡利和費米利用能量守恒預(yù)言了中微子的存在(4)19世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)之一能量守恒定律；細(xì)胞學(xué)說；生物進(jìn)化論(恩格斯)宣告了第一類永動機造不成ks5u精品課件熱力學(xué)第一定律是只研究內(nèi)能與其它形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化時的能量守恒定律.5.與熱力學(xué)第一定律的關(guān)系ks5u精品課件五、永動機不可能制成永動機：不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功，這種機器叫永動機.人們把這種不消耗能量的永動機叫第一類永動機.（不吃草的馬）

根據(jù)能量守恒定律，任何一部機器，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，因此第一類永動機是不可能制成的.ks5u精品課件ks5u精品課件六、總結(jié)1、熱力學(xué)第一定律：

ΔU=W+Q3、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.2、熱力學(xué)第一定律表達(dá)式中各物理量符號的意義ks5u精品課件一定質(zhì)量的氣體吸收熱量，體積膨脹并對外做功，則此過程的末態(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例3、Dks5u精品課件下列說法正確的是 （）A．外界對氣體做功，氣體的內(nèi)能一定增大B．氣體從外界吸收熱量，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)則運動的平均動能越大D．氣體的溫度越高，氣體分子無規(guī)則運動的平均動能越大例4、Dks5u精品課件例5、下列說法正確的是 （）A．外界對一物體做功，此物體的內(nèi)能一定增加B．機械能完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能是不可能的C．將熱量傳給一個物體，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Dks5u精品課件例6：一定質(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到開始的狀態(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，則在整個過程中一定有 （）A．Q1—Q2=W2—W1 B．Q1=Q2C．W1=W2 D．Q1>Q2點撥：整個過程的內(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—W1Aks5u精品課件7、永動機是不可制成的，這是因為永動機()A．不符合機械能守恒定律B．違背了能的轉(zhuǎn)化和守恒定律C．制造永動機的技術(shù)不過關(guān)D．無法解決機械摩擦問題Bks5u精品課件例8、一顆子彈以某一水平速度擊中了靜