《能量守恒定律》课件5.pptx

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1、第三章热力学基础学案2热力学第一定律学案3能量守恒定律1.理解热力学第一定律及其符号规定.2.能运用热力学第一定律讨论理想气体等压、等容和等温过程的能量转换关系.3.理解能量守恒定律，知道能量守恒是自然界普遍遵从的基本规律.4.知道第一类永动机是不可能造成的.学习目标定位知识储备区知识链接1.做功热传递等效2.动能分子势能温度体积新知呈现一、吸收的热量Q做的功WQ＋W知识储备区新知呈现三、转化转移不变四、对外做功五、能量守恒学习探究区一、热力学第一定律二、热力学第一定律应用举例三、能量守恒定律一、热力学第一定律问

2、题设计一根金属丝经过某一物理过程，温度升高了，除非事先知道，否则根本不能判定是经过对它做功的方法，还是使用了传热的方法使它的内能增加.因为单纯地对系统做功和单纯地对系统传热都能改变系统的内能.既然它们在改变系统内能方面是等效的，那么当外界对系统做功为W，又对系统传热为Q时，系统内能的增量ΔU应该是多少？答案系统内能的增量ΔU＝Q＋W.1.热力学第一定律的表达式：ΔU＝Q＋W.2.对公式ΔU＝Q＋W符号的规定要点提炼符号WQΔU＋外界对热力学系统做功热力学系统热量内能－热力学系统对外界做功热力学系统热量内能吸收增加

3、放出减少3.三种特殊情况(1)若过程是绝热的，即Q＝0，则W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加.(2)若过程中外界没有对物体做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加.(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量.返回二、热力学第一定律应用举例你能应用热力学第一定律讨论理想气体在等压膨胀过程的能量转换关系吗？答案设一定质量的理想气体，保持压强不变，由(V1，T1)变为(V2，T2)，而且V1＜V2.由盖·吕萨克定律及V1＜V

4、2知T1＜T2.因气体膨胀(V1＜V2)，则气体对外做功，W＜0.因气体温度升高(T1＜T2)，则气体的内能增加ΔU＞0.问题设计由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知Q＝ΔU－W＞0.即系统由外界吸收热量，系统吸收的热量一部分用来增加内能，一部分转化为气体对外所做的功.1.等压过程中的能量转换(1)等压膨胀：由于W＜0，ΔU＞0，则Q＝ΔU－W＞0，即气体吸收的热量一部分用来，另一部分转化为气体对外.(2)等压压缩：由于W＞0，ΔU＜0，则Q＝ΔU－W＜0，即气体对外界放热，放出的热量等于外界对气体与气体之和.要点提

5、炼增加内能所做的功所做的功内能减小量2.等容过程中的能量转换(1)温度升高：由于ΔU＞0，W＝0，则Q＝ΔU，即气体从外界吸收的热量全部用于增加气体的.(2)温度降低，由于ΔU＜0，W＝0，则Q＝ΔU，即气体向外界放出的热量等于气体.内能内能的减少量3.等温过程中的能量转化(1)等温膨胀：由于W＜0，ΔU＝0，则Q＝－W＞0，即气体从外界吸收的热量全部转换为气体对外.(2)等温压缩：由于W＞0，ΔU＝0，则Q＝－W＜0，即外界对气体所做的功全部转换为气体传给外界的.返回所做的功热量三、能量守恒定律使热力学系统内能

6、改变的方式是做功和热传递.做功的过程是其他形式的能转化为内能的过程，热传递是把其他物体的内能转移为系统的内能.在能量发生转化或转移时，能量的总量会减少吗？答案能量的总量保持不变.问题设计要点提炼1.对能量守恒定律的理解(1)某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定.(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定.2.能量的存在形式及相互转化各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁能、化学能、原子能等.各种形式的能通过某种力做

7、功可以相互转化.3.第一类永动机违背了.相等相等能量守恒定律热力学第一定律、机械能守恒定律是能量守恒定律的具体体现吗？答案是延伸思考返回一、热力学第一定律典例精析例1(双选)关于物体内能的变化情况，下列说法中正确的是()A.吸热的物体，其内能一定增加B.体积膨胀的物体，其内能一定减少C.放热的物体，其内能也可能增加D.绝热压缩的气体，其内能一定增加解析做功和热传递都能改变物体的内能，不能依据一种方式的变化就判断内能的变化.CD例2空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2×105J的功，同时空气的内能增加了1.5×

8、105J，这一过程中空气向外界传递的热量是多少？解析选择被压缩的空气为研究对象，根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q.由题意可知W＝2×105J，ΔU＝1.5×105J，代入上式得：Q＝ΔU－W＝1.5×105J－2×105J＝－5×104J.负号表示空气向外释放热量，即空气向外界传递的热量为5×104J.答案5×104J例3如图1所示，倒悬的导热气缸中封闭着一定质量的理想气