2019_2020学年高中物理第4章热力学定律与能量守恒1热力学第一定律2能量守恒定律的发现历程精练沪教版选修3_3.doc

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1、热力学第一定律能量守恒定律的发现历程　1.理解物体跟外界做功和热传递的过程及W、Q、ΔU的物理意义．　2.理解热力学第一定律ΔU＝W＋Q，会用ΔU＝W＋Q分析和计算有关问题．(重点＋难点)　3.掌握能量守恒定律，会用能量守恒的观点分析、解决有关问题．(重点),　　　　　　　　一、做功和内能的改变1．系统只通过对外界做功或外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫做绝热过程．2．当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量ΔU＝U2－U1就等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝W．这就是说在绝热过程中内能的改变用功来量度，外界对物体做多

2、少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少．二、热传递和内能的改变1．两个温度不同的物体相互接触时，热量从高温物体传到低温物体，这样的过程叫做热传递．2．热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度．当系统由状态1经过单纯的传热过程达到状态2，内能的增量ΔU＝U2－U1就等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q．系统吸收了多少热量，系统的内能就增加多少；系统放出了多少热量，系统的内能就减少多少．3．做功和热传递对改变物体的内能在效果上是等效的．三、热力学第一定律1．当外界既对系统做功又对系统传热时，内能的增量应该是ΔU＝Q＋W．也就是说，一个热力学

3、系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和．这个关系叫做热力学第一定律．2．W、Q、ΔU正负号确定(1)外界对系统做功，W取正值；系统对外界做功，W取负值．(2)系统吸热，Q取正值，系统放热，Q取负值．(3)系统内能增加，ΔU取正值；系统内能减少，ΔU取负值．四、能量守恒定律1．能量守恒定律可以表述为：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个系统(物体)转移到别的系统(物体)，在转化或转移的过程中其总量不变．2．能的转化和守恒定律的发现是科学史上的重大事件．恩格斯把它与细胞学说、生物进化论一起列为19世纪的三大发现

4、．能量守恒定律是自然界的普遍规律，是人们认识自然，改造自然的有力武器，在20世纪30年代初，W·泡利和E·费米根据能量守恒定律预言了12中微子的存在并在后来得到证实．　对内能改变的理解1．做功和热传递在改变内能上的关系做功热传递内能变化外界对物体做功，物体的内能增加物体对外界做功，物体的内能减少物体吸收热量，内能增加．物体放出热量，内能减少物理实质其他形式的能与内能之间的转化不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移相互联系做一定量的功或传递一定量的热在改变内能的效果上是相同的2.功、热量和内能(1)功和内能的区别：功是能量转化的量度，是过程量，而内能是状态量，做功过程

5、中，能量一定会发生转化而内能不一定变化，但内能变化时，不一定有力做功，也可能是由热传递改变物体的内能．物体内能大，并不意味着做功多，只有内能变化大，才可能做功多．(2)热量和内能：内能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定，要使系统的内能发生变化，可以通过热传递或做功两种方式来完成．而热量是热传递过程中的特征物理量，和功一样，热量只是反映物体在状态变化过程中所迁移的能量，是用来衡量物体内能变化的．有过程，才有变化，离开过程，毫无意义．就某一状态而言，只有“内能”，根本不存在什么“热量”和“功”，因此，不能说一个系统中含有“多少热量”或“多少功”．　对于热量

6、、功和内能三者的说法正确的是(　　)A．热量、功、内能三者的物理意义等同B．热量、功都可以作为物体内能的量度C．热量、功、内能的单位不相同D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的[思路点拨]求解此题应把握以下三点：(1)明确功、热量、内能的物理意义．(2)明确功、热量、内能分别是过程量还是状态量．(3)功、热量、内能的单位相同．[解析]　物体的内能是指物体的所有分子动能和分子势能的总和，12而要改变物体的内能可以通过做功和热传递两种途径，这三者的物理意义不同，A项错．热量是表示在热传递过程中物体内能变化多少的物理量，而功也是用做功的方式来量度改变物体内能多少

7、的物理量，B项错．三者单位都是焦耳，C项错．热量和功是过程量，内能是状态量，D项对．[答案]　D　关于温度、热量、功、内能，以下说法正确的是(　　)A．同一物体温度高时，含有的热量多B．物体的内能越大，含有的热量就越多，温度也越高C．外界对系统做功W，内能必定增加WD．在自然过程中，热量总是从温度高的物体传给温度低的物体解析：选D.同一物体温度高时，内能大，只有热传递过程转移的内能才能称为热量，A错，B错；在自然过程中，热量总是从温度高的物体传给温度低的物体，D对；只有在绝热过程中ΔU＝W，C错．　对热力学第一定律的理解1．热力学第—定律