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《高中物理第十章热力学定律3热力学第一定律能量守恒定律课件新人教版选修.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、3热力学第一定律能量守恒定律一、热力学第一定律1.改变内能的方式,它们的区别和联系:改变内能的两种方式:做功与热传递。联系:两者在改变系统内能方面是等效的,一定数量的功与确定数量的热相对应。区别:做功是内能与其他形式能量的相互转化,而热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移。2.热力学第一定律的内容:一个热力学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。3.热力学第一定律的表达式:ΔU=Q+W二、能量守恒定律1.内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。2
2、.意义(1)能量守恒定律告诉我们,各种形式的能量可以相互转化。(2)各种互不相关的物理现象——力学的、热学的、电学的、磁学的、光学的、化学的、生物学的等可以用能量守恒定律联系在一起。三、永动机不可能制成阅读教材第55~56页“永动机不可能制成”部分,知道什么是第一类永动机,了解第一类永动机不可能制成的原因。1.第一类永动机:人们设想中的不需要任何动力或燃料,却能不断地对外做功的机器。2.第一类永动机不可制成的原因:违背了能量守恒定律。自我检测1.判断正误,对的画“√”,错的画“×”。(1)某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加。()解析:能量在不同的物体间发生转移,在转移的过程中能量守
3、恒。答案:√(2)石子从空中落下,最后停止在地面上,说明机械能消失了。()解析:石子在下落过程中,机械能在转化,但机械能并没有消失,而是转化成了其他形式的能量。答案:×(3)自由摆动的秋千摆动的幅度越来越小,减少的机械能转化为内能,但总能量守恒。()解析:秋千在摆动过程中,机械能转化为秋千和周围空气的内能,但总能量守恒。答案:√(4)违背能量守恒定律的过程是一定不会发生的。()解析:能量守恒定律是自然界普遍遵守的定律,在所有能量转化或转移的过程中,总能量不变。答案:√2.探究讨论。(1)气体膨胀对外做功120J,同时从外界吸收100J的热量,它的内能的变化是多少?答案:根据热力学第一定律ΔU
4、=W+Q=-120J+100J=-20J,所以减小20J。(2)下面的永动机能实现吗?答案:不能,违反了能量守恒定律。(3)热力学第一定律与能量守恒定律是什么关系?答案:能量守恒定律是各种形式的能相互转化或转移的过程,总能量保持不变,它包括各个领域,其范围广泛。热力学第一定律是物体内能与其他形式的能之间的相互转化或转移,是能量守恒定律的具体体现。探究一探究二热力学第一定律问题探究1.如图甲所示,该实验为做机械功改变系统状态的焦耳实验,该实验是一个与外界没有热量交换的实验,如果外界对物体做的功为W(物块重力所做的功),则它的内能怎样改变?变化了多少?要点提示一个物体,如果它既没有吸收热量也没有
5、放出热量,那么外界对它做功为W,内能增加量为W。探究一探究二2.如图乙所示为做电功改变系统状态的实验,该系统没有外界对其做功,如果电流对液体做的功(电阻发热)为Q,它的内能怎样变化?变化了多少?要点提示如果外界没有对系统做功,当物体从外界吸收热量Q,则内能的增加量为Q。3.如果某一过程中,物体跟外界同时发生了做功和热传递,那么,该物体内能的变化ΔU与热量Q及做的功W之间又满足怎样的关系呢?要点提示ΔU=W+Q。该式表示的是功、热量跟内能改变之间的定量关系,在物理学中叫做热力学第一定律。探究一探究二知识归纳1.热力学第一定律的意义热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的过程是等效的
6、,而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系。此定律是标量式,应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。2.热力学第一定律的符号法则探究一探究二3.几种特殊情况(1)若过程是绝热的,则Q=0,W=ΔU,外界对物体做的功等于物体内能的增加。(2)若过程中不做功,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。4.判断外界是否对气体做功的方法一般情况下外界对气体做功与否,需看气体的体积是否变化。(1)若气体体积增大,表明气体对外界做功,W<0;(2)若气体体积变小,表明
7、外界对气体做功,W>0。探究一探究二典例剖析【例题1】若将气泡内的气体视为理想气体,气泡从湖底缓慢上升到湖面的过程中,对外界做了0.6J的功,(设湖水的温度相等且保持不变)(1)气泡上升过程中吸收的热量是多少?(2)气泡到达湖面后,由于太阳的照射,在温度上升的过程中又对外界做了0.1J的功,同时吸收了0.3J的热量,则此过程中,气泡内气体内能增加了多少?【思考问题】湖水温度不变,说明了什么?提示气泡由湖底上升
