$11.5热力学第一定律_能量守恒定律.ppt

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1、第五节热力学第一定律能量守恒定律知识回顾：[问]：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么，功、热量跟内能的改变之间一定有某种联系，我们就来研究这个问题.[问]：改变物体内能的方式有哪些？①做功　　②热传递改变内能的两种方式做功热传递对内对外吸热放热内能增加内能增加内能减少内能减少（外界对物体做功）（物体对外界做功）（物体从外界吸热）（物体对外界放热）一、热力学第一定律一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：①如果外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？②如果物体对外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？1.内容：一个物体，如

2、果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：①如果物体吸收热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？②如果放出热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，内能的变化ΔU与热量Ｑ及做的功Ｗ之间又有什么关系呢？ΔU=W+Q该式表示的是内能的变化量跟功、热量的定量关系，在物理学中叫做热力学第一定律.ΔU物体内能的增加量W外界对物体做的功Q物体吸收的热量返回1.内容：2、定律中各量的正、负号及含义物理量符号意义符号意义W+－Q+－ΔU+－返回外界对物体做功物体对外界做功物体吸收热量物体放出热量内能增加内能减少3、应用

3、例题：一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了4.2×105J。问：①是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？解：①根据ΔU=W+Q得W=ΔU－Q=4.2×105J－2.6×105J=1.6×105JW为正值，外界对气体做功，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为负值，说明气体对外界做功（气体体积变大），做了1.0×105J的功。＇＇②如果气体吸收的热量仍为2.6×105J不变，但是内能只增加了1.6×105J，这一过程做功情况怎样？一定

4、量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比，（）A．气体内能一定增加B．气体内能一定减小C．气体内能一定不变D．气体内能是增是减不能确定例题1D下列说法正确的是（）A．外界对气体做功，气体的内能一定增大B．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大C．气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均动能越大D．气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大例题2D例题3下列说法正确的是（）A．外界对一物体做功，此物体的内能一定增加B．机械能完全转化成内能是不可能的C．将热量传给一个物体，此物体的内能一定改变D．一定量气体对外做功，气体的内能不

5、一定减少D例题4一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回一开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有（）A．Q1—Q2=W2—W1B．Q1=Q2C．W1=W2D．Q1>Q2点拨：整个过程的内能不变，ΔE=0由热力学第一定律ΔE=W总+Q总=0Q总=-W总∴Q1—Q2=W2—W1A二、关于能量守恒定律的探索1、历史上很多科学家曾经在这一方面做过探索盖斯（GormainHenriHessl802-1850）盖斯俄国化学家盖斯定律化学反应中的能量守恒能

6、量守恒定律的先驱◆热力学第一定律的奠基人迈尔德国人1841、1842年论“自然力”守恒热功当量值：3.57J/Cal第一个提出能量守恒思想的人迈尔（RobertMayer，1814－1878）焦耳英国人热功当量4.18J/Cal1956年国际计量大会规定热功当量：4.1868J/Cal为能量守恒定律奠定了牢固的实验基础焦耳（Joule，1818－1889）亥姆霍兹德国科学家提出势能和动能的转换（依据：永动机不可能制成）亥姆霍兹（Helholtz，1821－1894）能量守恒与转换定律的表述能量守恒的另一种表述：第一类永动机是不可能制成的。自然界一切物质

7、都具有能量。能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。能量守恒定律发现的意义三、关于永动机的研究阅读：永动机是不可能制成这一框题回答以下问题：1、什么是第一类永动机？2、为什么第一类永动机不可能制成？铭文：纪念为实现永动机的奋斗而失败的人们失败是什么？没什么，只是更走进成功一步；成功是什么？就是走过了所有通向失败的路，只剩下一条路，那就是成功之路。成功专家谈成功历史上的永动机模型奥恩库尔的永动机模型据说，13世纪有一个法国人叫奥恩库尔的，他在一个轮子的边缘

8、上等间隔地安装了12根可活动的锤杆。他设想一旦轮子被启动,由于轮子右边的各个重锤距轮轴更远些,