2018-2019学年粤教版选修3-3第三章第二节第三节热力学第一定律能量守恒定律作业

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粤教版高中物理选修3-3 同步导学案：第3章第2节热力学第一定律第3节能量守恒定律

第二节热力学第一定律第三节能量守恒定律学习目标重点难点1．理解热力学第一定律,并掌握其表达式．2．能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题．3．理解能量守恒定律,知道能量守恒定律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制成的. 1．能量转化和守恒定律的理解及综合应用,涉及热力学第一定律的定性分析和定量计算．(重点) 2．热力学第一定律的正确运用(定性分析和定量计算)及对第一类永动机不可能制成的具体分析探究过程的理解．(难点)一、热力学第一定律1．基本知识(1)改变内能的方式：做功和热传递．(2)功和内能的关系：若物体不存在热传递,当外界对它做功时,它的内能增加,关系式为W＝ΔU；若物体对外做功,则W<0,ΔU<0,表明内能减少．(3)热传递和内能的关系：若物体既不对外做功,外界对物体也不做功,当物体从外界吸收热量Q时,它的内能增加．关系式为Q＝ΔU；若物体向外放出热量,则Q<0,ΔU<0,表明内能减少．(4)热力学第一定律物体与外界之间同时存在做功和热传递的过程,物体内能的增加量ΔU与外界对物体做功W、物体吸热Q的关系：ΔU＝W＋Q.2．思考判断(1)物体吸收热量,内能一定增大．(×)(2)物体对外做功,内能一定减少．(×)(3)物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变．(√)3．探究交流外界对物体做功10 J,能使物体内能改变多少？若外界对物体传递10 J的热量,能使物体内能改变多少？10 J的功是否等于10 J的热量？【提示】无论外界对物体做功10 J,还是外界给物体传递10 J的热量,物体内能都是增加10 J,说明做功和热传递在改变物体内能上是等效的,不能说10 J的功等于10 J的热量,因功与热量具有本质区别．二、能量守恒定律1．基本知识(1)定律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成为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移过程中其总量不变．(2)第一类永动机不需要任何动力或燃料却能不断对外做功的机器．(3)第一类永动机不可制成的原因第一类永动机违背了能量守恒定律．2．思考判断(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相等．(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相等．(3)“第一类永动机”不可能制成,是因为找不到合适的材料和合理的设计方案．3．探究交流不耗油的汽车能否制造成功？为什么？【提示】能．可以利用太阳能、电能等能源代替石油能源,制造太阳能汽车、电动汽车等,但是不消耗任何能量的汽车不可能制成,因为它违背能量守恒定律.对热力学第一定律的理解【问题导思】1．气体吸收热量,内能一定增加吗？2．对气体做功,同时气体放出热量,内能一定减少吗？3．不同的物理过程中气体内能变化,做功和热传递有什么规律？1．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,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,此定律应用时各量的单位应统一．2．对公式ΔU、Q、W符号的规定W Q ΔU符号外界对物体做功物体吸收热量内能增加正号物体对外界做功物体放出热量内能减少负号(1)若物体体积增大,表明物体对外界做功,W＜0.(2)若物体体积变小,表明外界对物体做功,W＞0.3．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.4．应用热力学第一定律解题的思路与步骤(1)首先应明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统．(2)分别列出物体(或系统)吸收或放出的热量；外界对物体(或系统)所做的功或物体(或系统)对外界所做的功．(3)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W列出方程进行求解．(4)特别注意的就是物理量的正负号及其物理意义．应用热力学第一定律解题,一定要弄清热力学过程中物理量W、Q、ΔU的正、负号,防止公式ΔU＝W ＋Q中因符号不清楚而出错．(1)一定量的气体从外界吸收了2.6×105 J的热量,内能增加了4.2×105 J,是气体对外界做了功,还是外界对气体做了功？做了多少功？(2)一定质量的气体,从外界吸收3.5×105 J的热量,同时气体对外界做功2.5×105 J,则气体的内能怎样变化？【审题指导】解答本题应注意以下两点：(1)根据符号法则判断已知量的正负．(2)将已知量代入热力学第一定律表达式求第三个量．【解析】(1)根据热力学第一定律表达式中的符号法则,知Q＝2.6×105J,ΔU＝4.2×105J．由ΔU ＝W＋Q,得W＝ΔU－Q＝4.2×105 J－2.6×105 J＝1.6×105 JW＞0,说明是外界对气体做了功．(2)Q＝3.5×105 J,W＝－2.5×105 J则ΔU＝Q＋W＝1.0×105 JΔU为正值,说明气体的内能增加1.0×105 J.【答案】(1)外界对气体做功1.6×105 J (2)内能增加1.0×105 J1．如图所示为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,在M向下滑动的过程中( )A．外界对气体做功,气体内能增大B．外界对气体做功,气体内能减小C．气体对外界做功,气体内能增大D．气体对外界做功,气体内能减小【解析】M向下滑动的过程中,气体被压缩,外界对气体做功,又因为与外界没有热交换,所以气体内能增大．【答案】 A能量守恒定律及其应用【问题导思】1．能量守恒需要条件吗？2．能量守恒定律对分析物理现象有什么意义？1．能量守恒定律是支配整个自然界运动、发展、变化的普遍规律,热力学第一定律、机械能守恒定律都是能量守恒定律的具体体现．2．能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程．3．用能量守恒定律解题的方法(1)首先分析有哪几种形式的能在参与转化．分别列出增加的能量与减少的能量的表达式．(2)利用ΔE增＝ΔE减列式求解①某种形式的能减少,一定有其他形式的能增加,且减少量和增加量一定相等．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相等．4．自然界存在着多种不同形式的运动,每种运动对应着一种形式的能量．如机械运动对应机械能；分子热运动对应内能；电磁运动对应电磁能．不同形式的能量之间可以相互转化．摩擦可以将机械能转化为内能；电灯发光可以将电能转化为光能．在利用能量转化与守恒定律解题时,一定要明确过程中哪些能量在转化或转移,确定好初末状态的能量E 初、E 末或确定能量的变化ΔE 增、ΔE 减各为多少,再由E 初＝E 末或ΔE 增＝ΔE 减列式求解．风沿水平方向以速度v 垂直吹向一直径为d 的风车叶轮,设空气密度为ρ,风的动能有50%转化为风车的动能,风车带动水车将水提高h 的高度,效率为80%.则单位时间最多可提升的水的质量m ＝________.【审题指导】解答本题应注意以下两点： (1)应求出t 时间内吹到风车叶片上空气的质量． (2)风的动能的一部分转化为水的重力势能．【解析】设在t 时间内吹在风车上的空气的质量为m 1＝14πd 2·vt·ρ,风的动能E k ＝12m 1v 2＝18πd 2v 3tρ.根据题意：18πd 2v 3tρ×50%×80%＝mgh.则m t ＝πd 2ρv 320gh .【答案】 πd 2ρv320gh2．(双选)行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈,线圈中产生电流．上述不同现象中所包含的相同的物理过程是( )A ．物体克服阻力做功B ．物体的动能转化为其他形式的能量C ．物体的势能转化为其他形式的能量D．物体的机械能转化为其他形式的能量【解析】这四个现象中物体都受到阻力作用,汽车主要是制动阻力,流星、降落伞是空气阻力,条形磁铁下落时受磁场阻力,因而物体都克服阻力做功,故A正确；四个物体运动过程中,汽车是动能转化成了其他形式的能,流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能,总之是机械能转化成了其他形式的能,故D正确．【答案】AD热力学第一定律与气体的综合应用(双选)一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其pT图象如图所示．下列判断正确的是________．A．过程ab中气体一定吸热B．过程bc中气体既不吸热也不放热C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D．a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小【解析】由pT图象可知过程ab是等容变化,温度升高,内能增加,体积不变,由热力学第一定律可知过程ab一定吸热,选项A正确；过程bc温度不变,即内能不变,由于过程bc体积增大,所以气体对外做功,由热力学第一定律可知,气体一定吸收热量,选项B错误；过程ca压强不变,温度降低,内能减少,体积减小,外界对气体做功,由热力学第一定律可知,放出的热量一定大于外界对气体做的功,选项C错误；温度是分子平均动能的标志,由pT图象可知,a状态气体温度最低,则平均动能最小,选项D正确．【答案】AD热力学第一定律应用技巧1．绝热过程：气体与外界没有热传递．2．导热良好：气体与外界有热交换,且保持与外界温度相同．3．做功情况与体积变化有关：体积减小,则外界对气体做功；体积增大(不是对真空膨胀),则气体对外界做功．4．理想气体(不计分子势能的变化)：一定质量的理想气体的内能只与温度有关．1.如图所示是密闭的汽缸,外力推动活塞P压缩气体(气体视为理想气体),对缸内气体做功800 J,同时气体向外界放热200 J,缸内气体的( )A．温度升高,内能增加600 JB．温度升高,内能减少200 JC．温度降低,内能增加600 JD．温度降低,内能减少200 J【解析】由热力学第一定律ΔU＝W＋Q得：ΔU＝800 J＋(－200 J)＝600 J,一定质量的理想气体的内能大小只与温度有关,ΔU＝600 J>0,故温度一定升高,A选项正确．【答案】 A2．(双选)运动员跳伞后,在某一段时间内以8 m/s2的加速度下降,在该过程中( )A．重力势能只转化为动能B．机械能转化为内能C．机械能守恒D．总能量守恒【解析】物体加速度为8 m/s2,说明物体除受重力以外还受阻力作用,克服阻力做功,机械能转化为内能,但总能量守恒．故B、D正确．【答案】BD3．“第一类永动机”是不可能制成的,这是因为( )A．不符合机械能守恒定律B．违背了能量转化和守恒定律C．做功产生的热不符合热功当量D．暂时找不到合理的设计方案和理想材料【解析】第一类永动机不能制成的原因是违背了能量守恒定律．【答案】 B4．一定质量的理想气体从状态A等压变化到状态B的pV图象如图所示,已知在此过程中内能增量为ΔU,则吸收的热量为( )A．ΔU＋pV1B．ΔU＋pV2C．ΔU＋pV2－pV1D．无法确定【解析】ΔU＝Q＋W,所以Q吸＝ΔU－W,气体膨胀时外做功,W<0；又|W|＝pV2－pV1,故Q吸＝ΔU＋pV2－pV1.【答案】 C5．一定质量的理想气体,状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的pV图线描述,图中p1、p2、V1、V2和V3为已知量．(1)气体状态从A 到B 是________过程(填“等容”“等压”或“等温”)；(2)状态从B 到C 的变化过程中,气体的温度________(填“升高”“不变”或“降低”)； (3)状态从C 到D 的变化过程中,气体________(填“吸热”或“放热”)； (4)状态从A→B→C→D 的变化过程中,求气体对外界所做的总功．【解析】 (1)由图可知,气体状态从A 到B 的过程为等压过程．(2)状态从B 到C 的过程中,气体发生等容变化,且压强减小,根据pT ＝C(常量),则气体的温度降低．(3)状态从C 到D 的过程中,气体发生等压变化,且体积减小外界对气体做功,即W ＞0,根据VT ＝C(常量),则气体的温度T 降低,气体的内能减小,由ΔU＝Q ＋W,则Q ＝ΔU－W ＜0,所以气体放热．(4)状态从A→B→C→D 的变化过程中气体对外界所做的总功W ＝p 2(V 3－V 1)－p 1(V 3－V 2)．【答案】 (1)等压 (2)降低 (3)放热 (4)p 2(V 3－V 1)－p 1(V 3－V 2)。

2018_2019学年高中物理第三章热力学基础第一节内能功热量课件粤教版选修3_3

[ 典例 ❶ ]
如图所示为某种椅子与其升降部分的结
构示意图，M、N 两筒间密闭了一定质量的气体，M 可沿 N 的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在 M 向下滑 B．外界对气体做功，气体内能减小
C．气体对外界做功，气体内能增大 D．气体对外界做功，气体内能减小解析：当气体与外界无热交换时，外界对气体做的功就是气体内能变化的量度．当外界对气体做功 (气体体积减小)时，气体内能增加；当气体膨胀对外做功(气体体积增大)时，气体内能减少，故 A 对．答案：A
题后反思 1．充气袋四周被挤压时，外界对气体做功，无热交换，根据ΔU＝W 可知气体的内能增大． pV 2．气体的内能增大，温度升高，根据气体方程知 T 气体的压强必增大．
1．(多选)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
3．热传递： (1)热传递：高温物体总是自发地把它的内能传递给低温物体，这种没有做功而使物体内能改变的现象称为热传递． (2)热量：热传递时所转移的内能，是热传递过程中物体内能变化的量度． 4．就改变物体的内能来说，热传递和做功是等效的，都可以作为内能变化的量度，理所当然内能、功、热量的单位是相同的．
2．用锤子打铁时，一会铁便会发热这是靠什么改变物体的内能？提示：锤子打铁时，锤子对铁块做功，使铁块内能增加，所以会发热．
1．内能与内能变化的关系． (1)物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和．因此，物体的内能是一个状态量． (2)当物体温度变化时，分子平均动能变化；物体体积变化时，分子势能发生变化．因此，物体的内能变化只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关．

高二物理粤教版选修3-3课件第三章第二讲～第三讲热力学第一定律能量守恒定律

例3
第一类永动机是不可能制成的，这是因为第一类永
动机( B )
A.不符合机械能守恒定律 B.违背了能量守恒定律 C.没有合理的设计方案 D.找不到合适的材料
三、气体实验定律和热力学第一定律的综合应用
气体实验定律和热力学第一定律的结合点是温度和体积 .
注意三种特殊过程的特点：
1.等温过程：内能不变，ΔU＝0
体混合均匀，设此过程中气体吸热为 Q，气体内能的增量
为ΔU，则( )
A.ΔU＝Q
C.ΔU>Q
B.ΔU<Q
D.无法比较图1
解析
因A 部分气体密度小， B部分气体密度大，以整体气
体为研究对象，开始时，气体的重心在中线以下，混合均匀
后，气体的重心应在中线上，所以有重力做负功，使气体的重力势能增大，由能量守恒定律可知，吸收的热量Q有一部分增加气体的重力势能，另一部分增加内能.故正确答案为B. 答案 B
第三章——
第二讲热力学第一定律
第三讲能量守恒定律
目标定位
1.理解热力学第一定律，并掌握其表达式.
2.能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题.
3. 理解能量守恒定律，知道能量守恒定律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制成的.
1 预习导学 2 课堂讲义 3 对点练习
2.第一类永动机由于违背了能量守恒定律，所以不可能制成.
课堂讲义
理解·深化·探究
一、热力学第一定律
1.对热力学第一定律的理解
(1)对ΔU＝W＋Q的理解：做功和热传递都可以改变内能，
如果系统跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么外界
对系统所做的功 W 加上物体从外界吸收的热量 Q 等于系统内能的增加ΔU，即ΔU＝Q＋W.

高中物理第3章第2、3节热力学第一定律能量守恒定律学案粤教版选修3-3

第三章热力学基础第二节热力学第一定律第三节能量守恒定律1．理解热力学第一定律，并掌握其表达式．2．能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题．3．理解能量守恒定律，知道能量守恒定律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制成的．1．热力学第一定律的表达式为ΔU＝Q＋W，它不仅反映了做功和热传递这两种改变内能方式的等效性，也给出了功、热量跟内能改变量的定量关系．2．应用热力学第一定律进行计算时，要遵循各物理量的符号规定，Q>0，表示物体吸收热量，W>0表示外界对物体做功，ΔU>0，表示内能增加，当它们为负值时，都分别表示各自的相反过程．3．在解决理想气体的等压膨胀过程问题时，热力学第一定律中各物理量符号为：W<0，ΔU>0，Q>0，等压压缩时符号相反，在等容过程中，W＝0，ΔU＝Q，在等温过程中，ΔU ＝0，W＝－Q．4．不同形式的能之间可以相互转化，例如，电流通过导体时，电能转化为内能，燃料燃烧时，化学能转化为内能，炽热的灯丝发光，内能转化为光能．5．各种形式的能相互转化过程中守恒，能量守恒定律的内容为：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；在转化和转移过程中其总量不变．6．能量守恒定律是自然界中的一条普遍规律，恩格斯把这一定律称为“伟大的运动基本定律”，并把这一定律和细胞学说、达尔文的生物进化论称为19世纪自然科学的三大发现．7．第一类永动机是指不需要任何动力或燃料却能不断对外做功的机器，它不可能造成的原因是违背了能量守恒定律．8．能量守恒定律的发现在物理学理论的发展上使经典物理学从经验科学发展成完整的理论科学，在哲学上为辩证唯物主义自然观提供了自然科学基础，揭示了自然界中各种不同的运动形式是相互联系的，且在转化过程数量上保持守恒．所以，能量守恒定律论证了物质运动的不灭性和统一性．1．如图是密闭的气缸，外力推动活塞压缩气体，对缸内气体做功800J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的(A)A．温度升高，内能增加600 JB．温度升高，内能减少200 JC．温度降低，内能增加600 JD．温度降低，内能减少200 J解析：由热力学第一定律，ΔU＝Q＋W＝－200 J＋800 J＝600 J，内能增加600 J，则温度一定升高，A正确．2．关于内能的变化，以下说法正确的是(C)A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变解析：根据热力学第一定律，ΔU＝W＋Q，物体内能的变化与做功及热传递两个因素均有关，物体吸收热量，内能也不一定增大，因为物体可能同时对外做功，故内能有可能不变或减少，A错，物体对外做功，还有可能吸收热量、内能可能不变或增大，B错、C正确；放出热量，同时对外做功，内能一定减少，D错误．3．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能)(D)A．内能增大，放出热量B．内能减小，吸收热量C．内能增大，对外界做功D．内能减小，外界对其做功解析：不计分子势能时瓶内空气的内能只与其温度有关，温度降低时其内能减小．塑料瓶变扁时瓶内空气体积减小，外界对其做功．再由热力学第一定律知此过程中瓶内空气要放出热量，故只有D正确．4．汽车关闭发动机后，沿斜面匀速下滑的过程中(C)A．汽车的机械能守恒B．汽车的动能和势能相互转化C．汽车的机械能转化成内能，汽车的总能量减少D．汽车的机械能逐渐转化为内能，汽车的总能量守恒解析：汽车能匀速下滑，一定受阻力作用，克服阻力做功，机械能转化为内能，一部分内能散发出去，汽车的总能量减少．5．景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，艾绒即可点燃，对筒内封闭的气体，在此压缩过程中(B)A．气体温度升高，压强不变B．气体温度升高，压强变大C．气体对外界做正功，气体内能增加D．外界对气体做正功，气体内能减少解析：筒内封闭气体被压缩过程中，外界对气体做正功．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，气体内能增加，温度升高．由理想气体状态方程pV T＝C知，气体压强增大．选项A、C、D错误，选项B正确．6．(多选)一物体获得一定初速度后，沿着一粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统(BD)A．机械能守恒B．总能量守恒C．机械能和内能增加D．机械能减少，内能增加解析：物体沿斜面上滑的过程中，有摩擦力对物体做负功，所以物体的机械能减少，由能量转化和守恒定律知，内能应增加，能的总量不变．7．如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中．设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓缓下降过程中，筒内空气体积减小，空气一定(C)A．从外界吸热 B．内能增大C．向外界放热 D．内能减小解析：本题考查气体性质和热力学第一定律，由于不计气体分子之间的相互作用，且整个过程缓慢进行，所以可看成温度不变，即气体内能不变，选项B、D均错．热力学第一定律ΔU＝W＋Q，因为在这个过程中气体体积减小，外界对气体做了功，式中W取正号，ΔU ＝0，所以Q为负，即气体向外放热，故选项A错、C对．8．(多选)如图所示，用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分，先把活塞锁住，将质量和温度都相同的理想气体氢气和氧气分别充入容器的两部分，然后提起销子，使活塞可以无摩擦地滑动，当活塞平衡时(CD)A．氢气的温度不变 B．氢气的压强增加C．氢气的体积增大 D．氧气的温度升高解析：理想气体氢气和氧气的质量虽然相同，但由于氢气的摩尔质量小，故氢气物质的量多，又体积和温度相同，由压强的微观解释可知氢气产生的压强大，当拔掉销子后，会推动活塞向氧气一方移动，这时氢气对外做功，又无热传递，由ΔU＝W＋Q可知，氢气内能减少，温度降低，对氧气而言，体积减小，外界对它做功，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q ，无热传递的情况下，氧气内能增加，温度升高．9．如图所示，a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横坐标轴，dc平行于纵坐标轴，ab的延长线过原点，以下说法不正确的是(A)A．从状态d到c，气体不吸热也不放热B．从状态c到b，气体放热C．从状态a到d，气体对外做功D．从状态b到a，气体吸热解析：从状态d到c，温度不变，理想气体内能不变，但是由于压强减小，所以体积增大，对外做功，要保持内能不变，一定要吸收热量，故选项A错；气体从状态c到状态b是一个降压、降温过程，同时体积减小，外界对气体做功，而气体的内能还要减小(降温)，就一定要伴随放热的过程，故选项B正确；气体从状态a到状态d是一个等压、升温的过程，同时体积增大，所以气体要对外做功，选项C正确；气体从状态b到状态a是个等容变化过程，随压强的增大，气体的温度升高，内能增大，而在这个过程中气体的体积没有变化，就没有做功，气体内能的增大是因为气体吸热的结果，故选项D正确．10．如图所示的两端开口的“U”形管中，盛有同种液体，并用阀门K将液体隔成左、右两部分，左边液面比右边液面高．现打开阀门K，从打开阀门的两边液面第一次平齐的过程中，液体向外放热为Q，内能变化量为ΔU，动能变化量为ΔE k；大气对液体做功为W1，重力做功为W2，液体克服阻力做功为W3，由功能关系可得①W1＝0②W2－W3＝ΔE k ③W2－W3＝Q＝ΔU④W3－Q＝ΔU其中，正确的是(B)A．①②③ B．①②④C．②③ D．①③解析：由动能定理可知W2－W3＋W1＝ΔE k，其中W1＝p·ΔV左－p·ΔV右＝0，可知①、②正确．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q得ΔU＝W3－Q，可知④正确、③错误．综合以上分析可知B正确．。

物理粤教版高二年级选修3-3第三章第2节热力学第一定律教学设计

选修3-33.2《热力学第一定律》教学设计一、设计思想高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。

通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。

基于这种理念，本教学设计以“热力学第一定律”为载体，多角度培养学生分析问题，善于总结的科学探究能力。

二、课标要求、教材分析及教学对象分析1．课标要求高中物理新课标对本节要求，理解热力学第一定律，并能结合实际分析解决具体的物理问题。

2．教材分析本节课主要是学习热力学第一定律，而下一节课是能量守恒定律，本节课是在讲述改变内能的两种方式的基础上直接得出，也为能量守恒定律的学习作了一个很好的铺垫。

学习好这一节课对后续知识的接受好掌握有很大的益处。

据教材的特点和地位，本节的目标定位如下：1．能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其公式表达，会用公式ΔU =W+Q分析和计算问题。

建议在讲完热力学第一定律后，给出其表达式，为增进学生对其理解，最好能举出实际例子，应用热力学第一定律计算或解释。

2.本节课的教学重点定位于对ΔU =W+Q的理解和应用，根据热力学第一定律知，物体内能的改变量，运用此公式时，需要注意各物理量的符号：物体内能增加时，为正，物体内能减少时，为负；外界对物体做功时，为正，物体对外界做功时，为负；物体吸收热量时，为正，物体放出热量。

三、三维目标1．知识与技能：（1）理解和掌握物体跟外界做功和热传递的过程中W、Q、ΔU的物理意义。

（2）会确定的W、Q、ΔU正负号。

（3）理解热力学第一定律ΔU =W+Q（4）会应用热力学第一定律ΔU =W+Q分析和计算具体问题。

2．过程与方法：在培养学生能力方面，这节课中要让学生理解热力学第一定律ΔU =W+Q，并会用ΔU =W+Q分析和计算问题，培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。

3．情感态度与价值：热力学第一定律是物理学科热学分支的基本定律之一，应用热力学第一定律ΔU =W+Q来分析物理现象、解决物理问题是很重要的物理思维方法。

热力学第一定律-粤教版选修3-3教案

热力学第一定律-粤教版选修3-3教案教学目标1.了解热力学第一定律的基本概念和原理；2.掌握物体内能和热量的概念；3.理解热量、功和内能的转化关系；4.学会应用热力学第一定律解决相关问题。

教学重点1.热力学第一定律的基本概念和原理；2.热量、功和内能的转化关系。

教学难点1.热量、功和内能的转化关系的理解和应用；2.相关问题的综合解决能力培养。

教学内容知识点一：热力学第一定律热力学第一定律是指能量守恒定律，在物理学上也称为能量守恒定律。

在热力学中，热力学第一定律的表述如下：“一个物体的内能的变化等于物体所吸收的热量与物体所做的功之和。

”即：ΔU = Q + W其中，ΔU 表示物体内能的变化量，Q 表示物体吸收的热量，W 表示物体所做的功。

知识点二：热量热量是一种能量形式，也是物体之间能量传递的一种方式。

在热力学中，热量的单位是焦耳（J）。

热量可以通过传导、对流、辐射等方式传递。

知识点三：功功是物体在力的作用下从一个位置移动到另一个位置所做的功。

在热力学中，除了重力、弹力等传统的力之外，内力也可以产生功。

知识点四：内能内能是指物体所具有的所有分子的运动能量、势能和内在能量之和。

内能是热力学中常用的一个概念，其单位与热量和功相同，均为焦耳（J）。

知识点五：热力学第一定律的应用热力学第一定律在许多方面都有应用。

一些常见的应用包括：1.热机的理论效率推导；2.热量和功的转化计算；3.做功时的内能变化计算；4.热力学循环的热量计算等。

教学方法本课程采用讲授和解题相结合的教学方式。

通过讲述基本概念和原理，帮助学生理解热力学第一定律和内能、热量、功等相关概念；通过解题，培养学生应用热力学第一定律解决实际问题的能力。

教学过程步骤一：介绍热力学第一定律老师首先介绍热力学第一定律的基本概念和原理，并通过案例解释内能、热量、功等概念。

步骤二：讲解热力学第一定律的公式老师向学生详细讲解热力学第一定律的公式：ΔU = Q + W，帮助学生理解内能、热量和功之间的转化关系。

2018-2019学年高中物理第三章热力学第一定律第二节热力学第一定律讲义含解析粤教版选修3_3

热力学第一定律Δ＝＋．热力学第一定律的表达式为，它不仅反映了这两种改变内能方式的做功和热传递功等效性，也给出了、热量跟内能改变量的定量关系。

>，表示．应用热力学第一定律进行计算时，要遵循各物理量的符号规定，，物体吸收热量>外界对物体做功表示Δ>，，表示，当它们为负值时，都分别表示各自的相反过程。

内能增加，<．在解决理想气体的等压膨胀过程问题时，热力学第一定律中各物理量符号为，>，>Δ，＝Δ＝，在等温过程中，，等压压缩时符号相反，在等容过程中，Δ－。

＝，＝．将打气筒的出气口堵住，用力将活塞下压，若对气体做功，气体通过筒壁向外放热卡，则气体的内能改变了 (卡＝焦)。

.研究功、热量跟内能的变化之间的定量关系。

．热力学第一定律的内容及公式()内容：如果物体跟外界同时发生做功和热传递过程，那么，物体内能的增加Δ就等于物体吸收的热量和外界对物体做的功之和。

()公式：Δ＝＋．对热力学第一定律的理解()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，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。

()对公式Δ＝＋符号的规定：()在绝热过程中，＝，＝Δ，外界对物体做的功等于物体内能的增加。

()在应用热力学第一定律的过程中，应特别分清、的正、负，以便更准确地判断Δ的正、负，Δ的正、负代表了变化过程中内能是增加的还是减少的。

．下列说法正确的是( )．物体放出热量，其内能一定减小．物体对外做功，其内能一定减小．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变解析：选由热力学第一定律Δ＝＋可知，若物体放出热量，外界对物体做正功，则Δ不一定为负值，即内能不一定减小，故项错误；同理可分析出，项和项错误，项正确。

.理想气体的等压过程如图所示是一定质量气体的等压线，若气体从状态变化到状态，该过程是等压膨胀过程，>，>，体积增大，气体对外做功，<，但理想气体的内能仅取决于温度，温度升高，内能增大，Δ>，则由热力学第一定律有＝Δ－>，气体吸收热量，吸收的热量一部分用来增加气体的内能，一部分转化为对外所做的功。

16-17物理粤教版选修3-3 第三章第二节第三节热力学第一定律能量守恒定律课件精品

热力学第一定律与理想气态方程的综合应用 [范例] (双选)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是( AD ) A．加热压缩，温度一定升高，压强一定增大 B．加热膨胀，温度一定升高，压强一定减小 C．若温度降低，压强增大，则一定吸收热量 D．若膨胀过程中压强增大，则一定吸收热量
[解析] 对 A 项：加压热缩WQ>>00Δ―U＝―Q→＋WΔU↑ 又 Δ 压U缩↑→→V↓T↑p―V―/T＝→Cp↑，故 A 正确．对 B 项：加膨热胀WQ><00Δ―U＝―Q→＋WΔU 无法确定，ΔT 无法确定，由pTV＝C 知，p 变化无法确定，故 B 错误．
减少量之和．
(2)等容过程
理想气体在等容过程中，从外界吸收的热量等于气体内能的 ___增__加____________，向外界放出的热量等于气体内能的 ___减__少____________．
(3)等温过程理想气体在等温过程中，从外界吸收的热量__等__于_____对外界做的功，向外界放出的热量___等__于____________外界对气体做的功．
对 C 项： Tp↑↓p―V―/T＝→CV↓，
TV↓ ↓→→ΔW>U0<0Δ―U＝―Q→＋WQ<0，放热，故 C 错误．
对 D 项：膨胀
V↑ p↑
p―V―/T＝→CT↑，
又 VT↑ ↑→→ΔW<U0>0Δ―U＝―Q→＋WQ>0，吸热，故 D 正确．
[名师归纳] 在解决热力学第一定律ΔU＝Q＋W 与气态方程 pTV＝C 的综合问题时首先明确两个关系： (1)做功 W 与气体体积变化的关系． (2)内能变化ΔU 与气体温度变化的关系．然后根据pTV＝C 讨论 p 的变化，根据ΔU＝Q＋W 讨论吸放热．

2018-2019学年高中物理第三章热力学第一定律第四节热力学第二定律课件粤教版选修3_3

(3)热力学第二定律的微观实质：与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行的。
2．熵 (1)熵的物理意义：熵是反映系统无序程度的物理量，正如温度反映物体内分子平均动能大小一样。系统越混乱，无序程度越大，就称这个系统的熵越大。 (2)热力学系统中熵的变化：系统自发变化时，总是向着无序程度增加的方向发展，至少无序程度不会减少。从熵的意义上来说，系统自发变化时，总是向着熵增加的方向进行，不会使熵减小。
热力学第二定律 1．热力学第二定律的概念反映自然界过程进行方向和条件的定律。 2．自然过程的方向性 (1)热传导：两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体，要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化。
热力学第二定律的应用
[例 1] 随着世界经济的快速发展，能源短缺问题日显突
出，近期油价不断攀升，已对各国人民的日常生活造成了各
种影响，如排长队等待加油的情景已经多次在世界各地发生，
能源成为困扰世界经济发展的重大难题之一，下列有关能量
转化的说法中正确的是
()
A．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而
5．热力学第二定律常见的有两种表述，克劳修斯的表述是按照_热__传__导__的方向性表述的，开尔文的表述是按照_机__械__能_ _与__内__能__转__化__过__程___的方向性表述的，两种表述是等价的。
6．从微观看，热力学第二定律表明：与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向，即熵增大的方向进行的。
“不引起其他变化”的含义是使热量从低温物体传递到高温物体或从单一热源吸收热量全部用来做功，不须通过第三者的帮助。这里的帮助是指提供能量等方式。

2018-2019学年高中物理第三章热力学第一定律第三节能量守恒定律讲义(含解析)粤教版选修3_3

能量守恒定律1．不同形式的能之间可以相互转化，例如，电流通过导体时，电能转化为内能，燃料燃烧时，化学能转化为内能，炽热的灯丝发光，内能转化为光能。

2．各种形式的能相互转化过程中守恒，能量守恒定律的内容为：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；在转化和转移过程中其总量不变。

3．能量守恒定律是自然界中的一条普遍规律，恩格斯把这一定律称为“伟大的运动基本定律”，并把这一定律和细胞学说、达尔文的生物进化论称为19世纪自然科学的三大发现。

4．第一类永动机是指不需要任何动力或燃料却能不断对外做功的机器，它不可能造成的原因是违背了能量守恒定律。

5．能量守恒定律的发现在物理学理论的发展上使经典物理学从经验科学发展成完整的理论科学，在哲学上为辩证唯物主义自然观提供了自然科学基础，揭示了自然界中各种不同的运动形式是相互联系的，且在转化过程数量上保持守恒。

所以，能量守恒定律论证了物质运动的不灭性和统一性。

1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；在转化和转移的过程中其总量不变。

2．对能量守恒定律的理解(1)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，通过某种力做功可以相互转化，例如：利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能。

(2)与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的，例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力做功；而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然界现象都遵守的基本规律。

(3)能量守恒定律的重要意义①找到了各种自然现象的公共量度——能量，从而把各种自然现象用定量规律联系起来，揭示了自然规律的多样性和统一性。

②突破了人们关于物质运动的机械观念的范围，从本质上表明了各种运动形式之间相互转化的可能性。

2019-2020学年物理粤教版选修3-3学案：第三章第二节热力学第一定律第三节能量守恒定

姓名，年级：时间：第二节热力学第一定律第三节能量守恒定律1。

理解热力学第一定律的内容及物理意义． 2.会用热力学第一定律分析、解释有关的物理问题．3．理解能量守恒定律及其重要意义．4。

知道第一类永动机不可能制成的原因．一、热力学第一定律1．改变内能的方式：___________做功和___________热传递．2．功和内能的关系：若物体不存在热传递,当___________外界对它做功时，它的内能___________增加，关系式为W＝___________ΔU；若物体对外做功，则W＜0,ΔU＜0，表明内能___________减少．3．热传递和内能的关系:若物体既不对外做功，外界对物体也不做功，当物体从外界吸收热量Q 时，它的内能___________增加．关系式为Q＝___________ΔU；若物体向外放出热量，则Q＜0，ΔU＜0，表明内能___________减少．4．热力学第一定律：如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，物体内能的增加ΔU就等于物体___________吸收的热量Q和___________外界对物体做的功W之和．1．如果一个物体从外界吸收了热量,它的温度一定升高吗？提示：不一定,影响物体内能的因素有做功和热传递，如果物体在吸收热量的同时又对外做功,物体的温度有可能升高、不变或降低．二、热力学第一定律应用举例1．理想气体的特点(1)理想气体的微观模型忽略了分子之间的作用力，忽略了___________分子势能,所以理想气体的内能等于分子热运动的___________动能总和．(2)理想气体的内能只跟___________温度和物质的量有关，与体积___________无关．2．热力学第一定律对理想气体应用分析（1）等压过程：理想气体在等压膨胀过程中从外界___________吸收热量，一部分用来___________增加气体内能，另一部分用来对外做功;在等压压缩过程中，向外界___________放出热量，___________放出的热量等于外界对气体做的功与气体内能减少量之和．（2）等容过程：理想气体在等容过程中，从外界吸收的热量等于气体内能的___________增加，向外界放出的热量等于气体内能的___________减少．（3）等温过程：理想气体在等温过程中,从外界吸收的热量___________等于对外界做的功,向外界放出的热量___________等于外界对气体做的功．2．对于一个绝热过程，外界对物体做功20 J，物体内能改变了多少？对于一个无做功的过程，若外界对物体传递20 J的热量,物体内能改变了多少?能否说20 J的功等于20 J的热量?提示：无论外界对物体做功20 J,还是外界给物体传递20 J的热量，物体内能都增加20 J，说明做功和热传递对改变内能是等效的,但不能说20 J的功等于20 J的热量，因为功与热量具有本质区别．三、能量守恒定律1．大量事实证明各种形式的能都可以相互转化,并且在转化过程中___________守恒．2．能量守恒定律：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___________转移到另一个物体；在转化和转移的过程中其总量___________不变．3．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的规律之一．它和细胞学说、达尔文的生物进化论一起称为19世纪自然科学的三大发现．四、第一类永动机是不可能造成的1．第一类永动机:不需要任何___________动力或___________燃料却能不断对外___________做功的机器．2．第一类永动机的设想由于违背了___________能量守恒定律，所以不可能制成．3．有一种“全自动”机械手表，即不需要上发条，也不用任何电源,却能不停地走下去．这是不是一种永动机？如果不是,你知道维持表针走动的能量是从哪儿来的吗？提示:不是永动机,手表戴在手上，手运动的能量一部分转化为手表的能量．对热力学第一定律的理解1．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，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，此定律应用时各量的单位应统一．2．公式ΔU＝Q＋W中的有关问题符号W QΔU＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加－物体对外界做功物体放出热量内能减少(1)若物体体积增大,表明物体对外界做功,W＜0.(2）若物体体积变小，外界对物体做功，W＞0.3．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.命题视角1 用热力学第一定律定性分析密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能)( ）A．内能减小，外界对其做功B．内能减小，吸收热量C．内能增大，对外界做功D．内能增大，放出热量[解析] 密闭有空气的薄塑料瓶降温说明气体的内能减小,薄塑料瓶变扁说明外界对气体做功;由热力学第一定律可知，气体在变化过程中放出热量,所以选项A正确．［答案］A命题视角2 用热力学第一定律进行定量计算如图所示是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功500 J,同时气体向外界放热100 J，缸内气体的( )A．温度升高，内能增加400 JB．温度升高，内能减少400 JC．温度降低,内能增加600 JD．温度降低,内能减少600 J［解析］由热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q＝500 J＋(－100 J）＝400 J,即缸内气体内能增加400 J，气体温度升高，故选项A对，B、C、D错．［答案］A错误!应用热力学第一定律解决问题的关键(1）要明确研究的对象是哪个物体或者说是哪个热力学系统．(2)应用热力学第一定律计算时，要依照符号法则代入数据，对结果的正、负也同样依照符号法则来解释其意义．命题视角3 热力学第一定律与气体实验定律的综合应用如图所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态A变化到状态B 时（)A．气体内能一定增加B．气体压强变大C．气体对外界做功D．气体对外界放热[思路点拨］ (1）一定质量理想气体的内能由温度决定．(2)由pV＝C判断压强变化．(3)根据体积变化判断做功情况．(4）由热力学第一定律判断吸热还是放热．[解析］由题图可知，理想气体的变化为等温膨胀，气体压强减小，故气体的内能不变，气体对外做功；由热力学第一定律可知,气体一定从外界吸收热量．综上可知，C对,A、B、D错．［答案］C【通关练习】1．下列说法正确的是（）A．物体放出热量，其内能一定减小B．物体对外做功，其内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变解析：选C.根据热力学第一定律（公式ΔU＝Q＋W）可知，做功和热传递都可以改变物体的内能,当外界对物体做的功大于物体放出的热量或物体吸收的热量大于物体对外做的功时,物体的内能增加，选项A、B错误，选项C正确；物体放出热量同时对外做功，则Q＋W<0，内能减小，选项D错误．2.如图，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。

粤教版物理选修3-3：第3章-第2节热力学第一定律第3节能量守恒定律

1．一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5×104 J，气体对外界做功1.0×104 J，则该理想气体的()A．温度降低，密度增大B．温度降低，密度减小C．温度升高，密度增大D．温度升高，密度减小【解析】由热力学第一定律ΔU＝W＋Q得：Q＝2.5×104 J得：W＝－1.0×104 J，可知ΔU大于零，气体内能增加，温度升高，A、B错；气体对外做功，体积增大，密度减小，C错，D对．【答案】 D2．气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收了120 J的热量，它的内能的变化是()A．减小20 J B．增大20 JC．减小220 J D．增大220 J【解析】研究对象为气体，依据符号规则，对外做功W＝－100 J，吸收热量Q＝＋120 J．由热力学第一定律有：ΔU＝W＋Q＝－100 J＋120 J＝20 J＞0，说明气体的内能增加，故选项B正确．【答案】 B3.固定的水平汽缸内由活塞B封闭着一定量的理想气体，气体分子之间的相互作用可以忽略．假设汽缸的导热性能很好，环境的温度保持不变．若用外力F 将活塞B缓慢地向右拉动，如图3-3-6所示．则在拉动活塞的过程中，关于汽缸内气体的下列结论，其中正确的是()图3-3-6A．气体对外界做功，气体内能减小B．气体对外界做功，气体内能不变C．外界对气体做功，气体内能不变D．气体向外界放热，气体内能不变【解析】用力F缓慢拉活塞时，气体膨胀，对外做功，但由于汽缸的导热性能很好，环境温度又不变，汽缸会从外界吸收热量而保持与环境温度相同，因而气体的内能不变，故B选项正确．【答案】 B4．给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变、不计分子势能，则胎内气体()A．从外界吸热B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加【解析】选胎内气体为研究对象．由于气体温度不变，气体状态变化遵循玻意耳定律．放水前气体的压强大，在放水过程中，气体的压强逐渐减小，体积增大，气体对外界做正功，B错误．由热力学第一定律知ΔU＝W＋Q，气体温度不变，分子的平均动能不变，内能不变，从外界吸收热量，A正确，C、D错误．【答案】 A5．(双选)如图3-3-7，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中()图3-3-7A．气体对外界做功，内能减少B．气体不做功，内能不变C．气体压强变小，温度降低D．气体压强变小，温度不变【解析】抽开隔板K，a内气体体积变大，由于b内真空，所以a气体不。

2018-2019学年高中物理第三章热力学第一定律第一节内能功热量讲义(含解析)粤教版选修3_3

内能功热量1．从宏观上看，物体的内能与物体的温度和体积都有关系。

从微观看，温度升高，分子平均动能增加，因而物体的内能增加，体积变化时，分子势能变化，因而物体的内能发生变化。

2．做功可以改变物体的内能，若物体与外界无热量交换，外界对物体做功，物体内能增加，物体对外界做功，物体内能减少，且做功的多少等于物体内能的变化。

3．热传递也可以改变物体的内能。

高温物体总是自发地把它的内能传递给低温物体，若热传递过程中没有做功过程，低温物体吸收的热量等于它内能的增加，高温物体放出的热量等于它内能的减少。

4．做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但它们的实质不同，做功对应的是其他形式的能与内能的相互转化，热传递是物体间内能的转移。

5．焦耳通过实验测定了机械功与所产生的热量之间的关系，称为热功当量，它等于4.18 J·cal－1。

1.实验探究(1)实验一：如图1所示，迅速压下活塞可以使厚壁玻璃筒内浸有乙醚的棉花燃烧。

图1(2)实验二：如图2所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞。

用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数，打开卡子，胶塞冲出容器口后，温度计示数明显变小。

图2(3)实验结论：压缩气体对气体做功，气体温度升高，内能增加；气体对外做功，气体温度降低，内能减小。

气体被压缩或膨胀做功，气体的内能发生变化。

2．对功和内能关系的理解(1)内能与内能变化的关系：①物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和势能之和。

因此物体的内能是一个状态量。

②当物体温度变化时，分子平均动能变化。

物体体积变化时，分子势能发生变化，因此物体的内能变化只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关。

(2)做功与内能变化的关系：①做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程。

②在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少。

2018-2019版物理新导学笔记粤教通用版选修3-3讲义：第三章热力学基础第二节-第三节

第二节热力学第一定律第三节能量守恒定律[学习目标]1.理解热力学第一定律并会运用于分析和计算.2.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.3.知道第一类永动机是不可能造成的．一、热力学第一定律[导学探究]一根金属丝经过某一物理过程，温度升高了，除非事先知道，否则根本无法判定是经过做功的方法还是使用了热传递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.[知识梳理]1．热力学第一定律：如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，物体内能的增加ΔU就等于物体吸收的热量Q和外界对物体做的功W之和．2．热力学第一定律的表达式：ΔU＝Q＋W.3．对公式ΔU＝Q＋W符号的规定4.三种特殊情况(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．二、热力学第一定律应用举例 [导学探究]1．理想气体的内能与什么因素有关？答案由于理想气体忽略了分子间的作用力，即忽略了分子势能，所以理想气体的内能只跟气体的温度和物质的量有关，与气体的体积无关．2．你能应用热力学第一定律讨论理想气体在等压膨胀过程中的能量转换关系吗？答案设一定质量的理想气体，保持压强不变，由(V 1，T 1)变为(V 2，T 2)，而且V 1＜V 2. 由盖·吕萨克定律V 1T 1＝V 2T 2及V 1＜V 2知T 1＜T 2.因气体膨胀(V 1＜V 2)，则气体对外做功，W ＜0. 因气体温度升高(T 1＜T 2)，则气体的内能增加ΔU ＞0.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． [知识梳理]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增加内能，另一部分转化为气体对外所做的功．(2)等压压缩：由于W ＞0，ΔU ＜0，则Q ＝ΔU －W ＜0，即气体向外界放热，放出的热量等于外界对气体所做的功与气体内能减小量之和． 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内能．(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所做的功．(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热量．三、能量守恒定律[导学探究]使热力学系统内能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．[知识梳理]1．能量守恒定律：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成为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移过程中其总量不变．2．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相等．(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相等．3．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功可以相互转化．4．第一类永动机(1)定义：不需要任何动力或燃料却能不断对外做功的机器．(2)不可能制成的原因：违背了能量守恒定律．[延伸思考]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？答案是一、热力学第一定律例1(多选)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，其内能一定增加答案CD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．例2 空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2×105 J 的功，同时空气的内能增加了1.5×105 J ，这一过程中空气向外界传递的热量是多少？答案 5×104 J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 ＝2×105 J ，ΔU ＝1.5×105 J ，代入上式得： Q ＝ΔU －W ＝1.5×105 J －2×105 J ＝－5×104 J.负号表示空气向外释放热量，即空气向外界传递的热量为5×104 J. 二、热力学第一定律与气体实验定律的结合例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体．轻质活塞可无摩擦地上下移动，活塞的横截面积为S ，活塞的下面吊着一个重为G 的物体，大气压强恒为p 0.起初环境的热力学温度为T 0时，活塞到气缸底面的距离为L .当环境温度逐渐升高，导致活塞缓慢下降，该过程中活塞下降了0.1L ，气缸中的气体吸收的热量为Q .求：图1(1)气缸内部气体内能的增量ΔU ； (2)最终的环境温度T .答案 (1)Q －0.1p 0SL ＋0.1LG (2)1.1T 0 解析 (1)密封气体的压强p ＝p 0－(G /S ) 密封气体对外做功W ＝pS ×0.1L 由热力学第一定律得ΔU ＝Q －W 得ΔU ＝Q －0.1p 0SL ＋0.1LG(2)该过程是等压变化，由盖·吕萨克定律有 LS T 0＝(L ＋0.1L )S T 解得T ＝1.1T 0三、能量守恒定律例4下列对能量守恒定律的认识错误的是()A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——第一类永动机是不可能制成的D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了答案 D解析A选项是指不同形式的能量间的转化，转化过程中能量是守恒的．B选项是指能量在不同的物体间发生转移，转移过程中能量是守恒的，A、B选项正好是能量守恒定律的两个方面——转化与转移．第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律．所以A、B、C正确；D选项中石子的机械能减少，但机械能并没有消失，能量守恒定律表明能量既不能创生，也不能消失，故D错误．故选D项．1．(热力学第一定律)一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则根据热力学第一定律，下列各式中正确的是()A．W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 JB．W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 JC．W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×104 JD．W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J答案 B解析因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104J；内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105J；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105J－8×104J ＝－2×105 J，即B选项正确．2．(热力学第一定律)如图2所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中．设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓缓下降的过程中，筒内空气体积减小，且()图2A．从外界吸热B．内能增大C．向外界放热D．内能减少答案 C解析本题考查气体性质和热力学第一定律，由于不计气体分子之间的相互作用，且整个过程缓慢进行，所以可看成温度不变，即气体内能不变，选项B、D均错．根据热力学第一定律公式ΔU＝W＋Q，因为在这个过程中气体体积减小，外界对气体做功，式中W取正号，ΔU ＝0，所以Q为负，即气体向外放热，故选项A错，C对．正确答案为C.3．(能量守恒定律)下面设想不符合能量守恒定律的是()A．利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械B．做一条没有动力系统的船，在水面上行驶C．通过太阳照射飞机，即使飞机不带燃料也能飞行D．利用核动力，驾驶地球离开太阳系答案 A解析利用磁场能可以使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦力的不可避免性，动能最终转化为内能使转动停止，故A不符合．船能利用水流的能量行驶，飞机可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机不带燃料也能飞行，故B、C符合；利用反冲理论，以核动力为能源，使地球获得足够大的能量，挣脱太阳引力的束缚而离开太阳系，故D符合．故选A项．4．(热力学第一定律与气体实验定律的综合应用)如图3是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的气柱长度为22 cm，现用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭的气柱长度变为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p0＝1×105 Pa，不计活塞的重力．问：图3(1)若用足够长的时间缓慢压缩，求压缩后气体的压强多大？(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S＝1 cm2)答案(1)1.1×106 Pa(2)82 J解析(1)设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，l0＝22 cm，l＝2 cm，V0＝l0S，V ＝lS，缓慢压缩，气体温度不变由玻意耳定律得p0V0＝pV解出p＝1.1×106 Pa(2)大气压力对活塞做功W1＝p0S(l0－l)＝2 J人做功W2＝100 J由热力学第一定律得ΔU＝W1＋W2＋QQ＝－20 J解得ΔU＝82 J题组一热力学第一定律1．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是()A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D ．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变答案 C解析根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，物体内能的变化与外界对物体做功(或物体对外界做功)和物体从外界吸热(或向外界放热)两种因素有关．物体吸收热量，但有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，故A 错；同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减少，B 错；若物体吸收的热量与对外做的功相等，则内能不变，C 正确；而放热与对外做功都使物体内能减少，故D 错．2．夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中会变扁，此过程中瓶内空气(可看成理想气体)( )A ．内能减小，外界对其做功B ．内能减小，吸收热量C ．内能增加，对外界做功D ．内能增加，放出热量答案 A解析此过程中瓶内空气温度降低，体积减小，所以内能减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 可知，ΔU <0，W >0，Q ＝ΔU －W <0，所以空气放热，只有选项A 正确．3．一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5×104 J ，气体对外界做功1.0×104 J ，则该理想气体的 ( ) A ．温度降低，密度增大 B ．温度降低，密谋减小 C ．温度升高，密度增大 D ．温度升高，密度减小答案 D解析由ΔU ＝W ＋Q 可得理想气体内能变化ΔU ＝－1.0×104 J ＋2.5×104 J ＝1.5×104 J ＞0，故温度升高，A 、B 两项均错．因为气体对外做功，所以气体一定膨胀，体积变大，由ρ＝m V 可知密度变小，故C 项错误，D 项正确．4．一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×105 Pa 的状况下，体积从20 L 膨胀到30 L ，这一过程中气体从外界吸热4×103 J ，则气体内能的变化为( ) A ．增加了5×103 J B ．减少了5×103 J C ．增加了3×103 JD ．减少了3×103 J答案 C解析气体等压膨胀过程对外做功W＝pΔV＝1.0×105Pa×(30－20)×10－3m3＝1.0×103 J．这一过程气体从外界吸热Q＝4×103 J．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，由于气体对外做功，W应取负值，则可得ΔU＝－1.0×103 J＋4.0×103 J＝3.0×103 J，即气体内能增加了3×103 J．故选项C正确．题组二能量守恒定律5．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法中正确的是()A．机械能守恒B．能量正在消失C．只有动能和重力势能的相互转化D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒答案 D解析自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，说明机械能在减少，故A、C项错误；而减少的机械能通过摩擦转化成了内能，故B项错误，D项正确．6．一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出．对于这一过程，下列说法中正确的是()A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B．子弹减少的动能等于木块增加的动能C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和答案 D解析射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减小，木块获得动能，同时产生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失．A、B项没有考虑到系统增加的内能，C项中应考虑的是系统减少的机械能等于系统增加的内能．故正确答案为D. 7．“第一类永动机”不可能制成，是因为()A．不符合机械能守恒定律B．违背了能量守恒定律C．做功产生的热不符合热功当量D找不到合适的材料和合理的设计方案答案 B8．如图1所示，上端开口、粗细均匀的U形管的底部中间有一阀门，开始阀门关闭，两管中的水面高度差为h.现将阀门打开，最终两管水面相平，则这一过程中()图1A．大气压做正功，重力做负功，水的内能不变B．大气压不做功，重力做正功，水的内能增大C．大气压不做功，重力做负功，水的内能增大D．大气压做负功，重力做正功，水的内能不变答案 B解析由于两管粗细相同，作用在液体上的大气压力的合力为零，故大气压力不做功；水流动过程中重心下降，重力做正功，水的重力势能减少，减少的重力势能最终转化为内能，故水的内能增大，选项B对，A、C、D错．题组三热力学第一定律与气体实验定律的综合应用9．(多选)如图2所示，一绝热容器被隔板K隔成a、b两部分．已知a内有一定质量的稀薄气体，b内为真空．抽离隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中()图2A．气体对外界做功，内能减少B．气体不做功，内能不变C．气体压强变小，温度降低D．气体压强变小，温度不变答案BD解析抽离隔板K，a内气体体积变大，由于b内为真空，所以a内气体不做功，由热力学第一定律可得B正确．内能不变，故温度不变，体积变大，由玻意耳定律可知压强变小，所以D正确．10．高压锅加热到一定程度，高压水汽会冲开气阀喷出，高压水汽喷出的过程()A．喷出的水汽体积增大，温度降低，压强减小B．喷出的水汽压强减小，大气对水汽做正功，内能增大C．水汽刚喷出的短暂时间里，水汽对外做正功，吸热，内能增加D．水汽刚喷出的短暂时间里，水汽对外做负功，放热，内能减小答案 A解析由于外面压强小于高压锅内部压强，所以喷出的水汽压强减小，体积增大，对外做正功，温度降低，放出热量，内能减小．故选项A正确．11．如图3所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态A变化到状态B时()图3A．气体内能一定增加B．气体压强变大C．气体对外界做功D．气体对外界放热答案 C解析由图可知，理想气体的变化为等温膨胀，故气体压强减小，内能不变，气体对外做功；由热力学第一定律可知，气体一定从外界吸收热量．综上可知，C对，A、B、D错．12．重庆出租车常以天然气作为燃料．加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)()A．压强增大，内能减小B．吸收热量，内能增大C．压强减小，分子平均动能增大D．对外做功，分子平均动能减小答案 B解析储气罐中气体体积不变，气体不做功，当温度升高时，气体压强增大，气体内能增大，分子平均动能增大；由热力学第一定律可知，气体一定吸热，故选项B正确．13.如图4所示，一定质量的理想气体从状态A 先后经过等压、等容和等温过程完成一个循环，A 、B 、C 状态参量如图所示，气体在状态A 的温度为27 ℃，求：图4(1)气体在状态B 的温度T B ；(2)气体从A →B →C 状态变化过程中与外界交换的总热量Q .答案 (1)600 K (2)2p 0V 0解析 (1)A 到B 过程是等压变化，有V A T A ＝V B T B代入数据得T B ＝600 K(2)根据热力学第一定律有ΔU ＝Q ＋W其中W ＝－2p 0V 0解得Q ＝2p 0V 0(吸热)14.如图5所示，导热材料制成的横截面积相等、长度均为45 cm 的气缸A 、B ，通过带有阀门的管道连接．初始时阀门关闭，厚度不计的光滑活塞C 位于B 内左侧，在A 内充满压强p A ＝2.8×105 Pa 的理想气体，B 内充满压强p B ＝1.4×105 Pa 的理想气体，忽略连接气缸的管道体积，室温不变，现打开阀门，求：图5(1)平衡后活塞向右移动的距离和B 中气体的压强；(2)自打开阀门到平衡，B 内气体是吸热还是放热(简要说明理由)．答案 (1)15 cm 2.1×105 Pa (2)放热，理由见解析解析 (1)活塞向右运动后，对A 气体，有p A LS ＝p (L ＋x )S对B 气体，有p B LS ＝p (L －x )S得x ＝15 cmp ＝2.1×105 Pa(2)活塞C向右移动，对B中气体做功，而气体做等温变化，内能不变，由热力学第一定律可知B内气体放热．。

高二下学期粤教版选修3-3 第三章第二节热力学第一定律课件(17张)

Q 物体吸收的热量
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.
二、热力学第一定律中各量的正、
负号及含义
物理量符号意义
符号
意义
W
+
外界对物体做功
－
物体对外界做功
Q
+
物体吸收热量
－
物体放出热量
ΔU + 内能增加－内能减少
练习
类型一绝热过程中内能变化类型二热力学定律的应用
作业课本65页1-3题
由热力学第一定律 ΔU=W总+Q总=0
Q总= - W总
∴ Q1—Q2=W2—W1
小结
一、热力学第一定律如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过
程，那么物体内能的增加ΔU就等于物体吸收的热量Q 和外界对物体做的功W 之和。表达式 ΔU = W + Q
二、热力学第一定律中各量的正、负号及含义三、应用
第三章热力学基础第二节热力学第一定律
学习重点：
1、能量守恒定律。
2、从能量转化的观点理解热力学第一定律，会用ΔU = W + Q 分析和计算有关问题。
学习难点：
1、如何用能量转化和守恒的观点分析物理现象；
2、热力学第一定律ΔU = W + Q中各物
理量的意义及正负号的确定。
[问]：改变物体内能的方式有哪些？
答案：BD
5.一定质量的理想气体，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）

2018-2019学年高中物理第三章热力学第一定律第四节热力学第二定律讲义含解析粤教版选修3_3

热力学第二定律．自然界发生的过程一定遵守热力学第一定律，但遵守热力学第一定律的过程能发不一定生，因为它不能说明自然界过程进行的方向和，热力学第二定律就是反映自然界过程进行方向条件的定律。

．热传导过程中，热量会自发地自从高温物体传递给低温物体，但人们从来没有发现热量发地从低温物体传给高温物体，这说明热传导过程具有，要想使热量方向性从低温物体传给高温物体，必须借助外界的作用。

．机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能转化为内能是可以进行的，而相反过自发自发程不能其他影响进行，要将内能全部转化为机械能，必然会引起。

．第二类永动机不可能制成，它是指从单一热源吸热全部用来对外做功又不引起其他变化，把得到的内能全部转化为机械能，效率达到的热机。

．热力学第二定律常见的有两种表述，克劳修斯的表述是按照热传导的方向性表述的，开尔文的表述是按照机械能与内能转化过程等价的。

的方向性表述的，两种表述是．从微观看，热力学第二定律表明：与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运增加的方向，即熵动状态无序性增大的方向进行的。

反映自然界过程进行方向和条件的定律。

．自然过程的方向性()热传导：两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体，要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化。

()机械能和内能的转化过程：物体在水平面上运动，因摩擦而逐渐停止下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在地面上重新运动起来。

要想将内能全部转化为机械能，必然会引起其他影响。

()气体的扩散现象：两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，决不会自发地分开，成为两种不同的气体，除非使用物理或化学手段，但这必然要引起其他的变化。

()气体向真空的膨胀：气体可自发地向真空容器内膨胀，但绝不可能出现气体自发地从容器中流出，使容器内变为真空。

物理粤教选修3-33.2-3第3章第2节热力学第1定律(课件)

3.对公式ΔU=Q+W符号的规定热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功､向外
放热和内能减少的情况,通常有以下规定: 为了区别以上两种情况,在应用ΔU=W+Q进行计算时,它们的正
负号规定如下:
(1)外界对系统做功,W>0,即W为正值. (2)系统对外界做功,也就是外界对系统做负功,W<0,即W为负
一､对热力学第一定律的理解 1.热力学第一定律的研究对象:研究功､热量跟内能的变化之
间的定量关系. 2.热力学第一定律的表达式: 我们知道,做功和热传递都可以改变物体的内能.在一般情况
下,如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程,那么,外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加ΔU,即ΔU=Q+W. 上式所表示的功､热量跟内能改变之间的关系,叫做热力学第一定律.
2.能量守恒定律: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成为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化和转移的过程中其总量不变.
3.第一类永动机:不需要任何动力或燃料却能不断对外做功的机器称为第一类永动机.第一类永动机因违背能量守恒定律而不可能制成.
重点难点突破 (学生用书P69)
5.能量守恒定律的重要意义:能量守恒定律比机械能守恒定律更普遍,它是物理学中解决问题的重要思维方法.
典例剖析 (学生用书P70) 题型一热力学第一定律的应用
例1:气体膨胀对外界做功100 J,同时从外界吸收了120 J的热量.
它的内能的变化可能是( )
A.减小20 J
B.增大20 J
C.减小220 JD.增大220 J
功等于物体放出的热量;或物体吸收的热量等于对外做的功.

2018-2019学年粤教版选修3-3第三章第二节第三节热力学第一定律 能量守恒定律作业

粤教版高中物理选修3-3 同步导学案：第3章 第2节 热力学第一定律 第3节 能量守恒定律