高中物理-热力学第一定律
高中物理选修3-3热力学第一定律超详ppt
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、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
膨胀。分析此过程气体的内能如何变化？气体对外界做 功和热传递情况怎样？
P不变，V增大，T增大，内能增大，气体对外界做功，向外界吸热
5.等容过程，理想气体和外界存在做功吗？等温过程，理 想气体的内能发生改变吗？ 等容过程不做功
等202温1/6/7过程，理想气体的内能不变
14
当堂测试
1、下列说法中正确的是( C ） A.物体吸收热量，其内能必增加 B.外界对物体做功，物体内能必增加 C.物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能减少 D.物体温度不变，其内能也一定不变
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？
如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做 功，那么物体吸收了多少热量，它的内能就增加 多少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多 少.
3.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 物体内能的增加量
（
D）
A． EP全部转换为气体的内能
B. EP一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍
理想 气体
为弹簧的弹性势能
C． EP全部转换成活塞的重力势能和气体的内能 D． EP一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换
高中物理第15章 热力学第一定律
M c dQ dT
外 界
系统由温度 T1 变到温度 T2 的过程中所吸收的热量
系统吸收的热量为正 若计算结果 则表示系统放热。
若改用摩尔热容 即1mol的物质温度升 高1K时所吸收的热量 则
热量必须与过程相联系，只有发生 过程才有吸收或放出热量可言。 系统从某一状态变到另一状态，若其 过程不同，则吸或放的热量也会不同。 故
内能
功
热量
的基本概念
内能
广义上的内能，是指某物体系统由其内部状态所决定的能量。
某给定理想气体系统的内能，是组成该气体系统的全部 分子的动能之和，其值为 决定，内能 ，是状态参量 ，由状态参量 的单值函数。
真实气体的内能除了其全体分子的动能外还包括分子之间 的引力势能。实验证明人，真实气体的内能，是状态参量 和 （或 ）的函数，即 或 。 总之，某给定气体系统的内能。只由该系统的状态所决定， 在热力学中内能是一个重要的状态量。
值求得
理想气体的物态方程 对于绝热过程 无一恒定
绝热过程方程 过程曲线形态
绝热过程方程
及 理想气体准静态绝热过程
即 两边积分得 常量 则
由物态方程
得常用的绝热过程方程
常量
消去
其它形式 常量 常量
常量
绝热过程方程 常量 绝热线的斜率
绝热线 等温过程方程
常量 等温线的斜率
T Q
绝热线
等温线
其中
绝热线较陡的物理解释： 的因素只是 等温膨胀 不变，导致 共同因素外，还因消耗内能， 绝热膨胀 除
（常数） 常量 称为多方指数
多方过程方程 常量 可写成 可以是非整数，给定一 个 对应着一个多方过程 等温、绝热、等压、等体 过程，是多方过程的特例
高中物理-热力学第一定律
热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律内容是：研究对象内能的改变量，等于外界对它传递的热量与外界对它所做的功之和。
注：热量的传导与做功均需要注意正负性。
热力学第一定律公式热力学第一定律公式：△U=W+Q其中，△U——内能的变化量，单位焦耳（J），如果为负数，则说明研究对象内能减小。
Q——研究对象吸收的热量，单位焦耳（J），如果为负数，则说明研究对象向外释放热量。
在自然态下，Q传导具有方向性，即只能从高温物体向低温物体传递热量。
W——外界对研究对象做的功，单位焦耳（J），如果为负数，则说明研究对象对外界做功。
热力学第一定律理解误区之吸热内能一定增加？老师：并非如此。
如果对外做功，内能可能不变，甚至减小。
物体的内能是变大还是变小，取决于两个外在因素，其一是吸收（或放出）热量，另外一个是做功。
如果吸收了10J的热量，向外界做了20J的功，物体的内能不会增加，反而会减小（减小10J）。
热力学第一定律深入理解之温度与分子平均动能关系老师：分子平均动能Ek与热力学温度T是正比例关系，即分子平均动能Ek越大，热力学温度T就越大。
分子平均动能Ek是微观表现方式，而热力学温度T是宏观表现方式。
热力学第一定律深入理解之做功与气体体积关系老师：W与气体的体积相关，V减小，则是外界对气体做正功（压缩气体）。
反之，V增大，则是外界对气体做负功（气体膨胀向外界做功）。
热力学第一定律深入理解之能量守恒定律在热学的变形式老师：从热力学第一定律公式来看：△U=W+Q这与能量守恒定律是一致的。
能量守恒定律的内容是：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体传递给另一个物体，而且能量的形式也可以互相转换。
在热学领域，物体内能改变同样遵守能量守恒定律。
物体内能的增加，要么是伴随着外界做功，要么是由外界热量传导引起的。
在物体A内能增加的同时，物体B因为向A做功能量减小，或者物体C把自身内能以热量形式向物体A传导，自身能量减小。
高中物理热力学第一定律
高中物理热力学第一定律
热力学是研究热、功、能量等方面的学科，其中第一定律是热力学的核心之一。
热力学第一定律概述了能量在系统内的守恒性，并将其表达为内能和做功的总和。
每个系统都包含内能和能量交换，也可以通过做功来增加或减少总能量。
第一定律表明，系统能量的变化等于它所接收的热量与所做的功之和。
简单来说，能量不能被创造或
破坏，只能从一种形式转化为另一种形式。
做功可以增加系统的内能，这意味着系统的温度会上升。
同样地，系统吸收热量也可
以增加其内能，这也会导致温度上升。
因此，根据热力学第一定律，系统内能的增加或减
少等于吸收或放出的热量与所做的功之和。
除了热力学第一定律外，还有一个概念是热力学第零定律。
第零定律表明，当两个系
统处于热平衡状态时，它们的温度相等。
这个概念在确定温度和温度计的精度等方面非常
有用。
在实际应用中，热力学第一定律的应用十分广泛。
例如，在热力学中，温度和压力是
热力学状态变量。
因此，计算内能的变化可以通过热过程和力学过程中的变化来计算。
此外，热力学第一定律也是环境保护和可持续发展的重要基础，因为它强调了能量的守恒性，并提供了减少能量损失、提高能源效率的方法。
总之，热力学第一定律是热力学研究的核心概念之一，它表明能量在系统内是守恒的，并且能被转化为其他形式。
了解和运用热力学第一定律在物理学和应用科学领域具有广泛
的实际意义。
物理高中热学公式
物理高中热学公式1. 热力学第一定律：ΔU = Q + W，其中ΔU为内能变化，Q为系统与外界交换的热量，W为系统所做的功。
2. 热力学第二定律：ΔS = Q/T，其中ΔS为系统熵的变化，Q为热量，T为温度。
3. 热容：C = Q/ΔT，其中C为热容，Q为系统吸收或释放的热量，ΔT为温度变化量。
4. 比热容：c = C/m，其中m为物体的质量。
5. 热传导定律：Q = kAΔT/x，其中Q为热量，k为热导率，A为面积，ΔT为温度差，x为导热距离。
6. 热辐射定律：P = σA(T^4 – T0^4)，其中P为单位时间内辐射的能量，σ为斯蒂芬—玻尔兹曼常数，A为发射体参考面积，T为发射体温度，T0为参考温度。
7. 热力学循环效率：η = (W净 / Q热) × 100%，其中W净为系统净工作量，Q热为系统吸收的热量。
8. 热力学效率公式：η = (T1 – T2) / T1，其中T1为热源温度，T2为冷源温度。
9. 热平衡方程：m1c1ΔT1 = m2c2ΔT2，其中m为物体的质量，c为比热容，ΔT为温差。
10. 热力学势公式：G = H – TS，其中G为吉布斯自由能，H为焓，T为温度，S为熵。
11. 熵变公式：ΔS = Qrev / T，其中ΔS为系统的熵变，Qrev为可逆过程吸放热量，T为温度。
12. 等温过程：Q = W，即等温过程中外界对系统所做的功等于系统吸收的热量。
13. 等体过程：W = 0，即等体过程中系统不做功，热量全部转化为内能。
14. 等压过程：W = PΔV，即等压过程中外界对系统所做的功等于压力乘以体积的变化量。
15. 等焓过程：Q = ΔH，即等焓过程中外界与系统的热交换量等于系统焓的变化量。
热学三大公式
热学三大公式
热学是物理学中的一个重要分支，涉及到热量、热力学能量、热传递等方面的知识。
在热学中，有三个非常重要的公式，分别是:
1. 热力学第一定律公式:Q = U + W
这个公式表示热量 Q 等于内能 U 加上摩擦功 W。
它表明了热量和内能之间的关系，说明了热传递的根本原因是物体之间的内能差异。
这个公式在解释热传递现象和计算热传递的热量时非常有用。
2. 热力学第二定律公式:N = Q - W
这个公式表示净热量 N 等于热量传递 W 减去摩擦功 N。
它表明了热量传递的方向和热量传递的多少取决于内能差异的大小，而与摩擦功无关。
这个公式在解释热传递的规律和计算热量传递的效率时非常有用。
3. 热力学第三定律公式：热量不可能自发地从低温物体传到高
温物体
这个公式表示热量传递是一种自发的过程，也就是说，热量传递是从高温物体向低温物体传递的。
这个公式表明了热传递是一种不可避免的自然现象，同时也说明了热量传递的根本原因是物体之间的内能差异。
这个公式在解释热传递现象和计算热传递的热量时非常有用。
这三个公式是热学中最基本的公式，对于理解热学概念和应用具有非常重要的意义。
此外，热学还有很多其他的公式和规律，例如热力学第二定律的另一种表述方式——熵增定律，以及热力学第三定律的应用，等等，这些都需要深入学习才能掌握。
高中物理复习 热力学第一定律
1．改变内能的两种方式：做功与热传递．两者在改变系统内能方面是等效的．2．热力学第一定律：(1)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．(2)表达式：ΔU＝Q＋W.二、能量守恒定律1．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)意义：①各种形式的能可以相互转化．②各种互不相关的物理现象可以用能量守恒定律联系在一起．2．第一类永动机不可能制成(1)第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器．(2)第一类永动机不可能制成的原因：违背了能量守恒定律．(3)意义：正是历史上设计永动机的失败，才使后人的思考走上了正确的道路．三、热力学第一定律的理解1．符号法则：热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功、向外界散热和内能减少的情况，因此在使用ΔU ＝Q＋W时，为了区别以上两种情况，在应用ΔU＝Q＋W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；系统对外界做功，也就是外界对系统做负功，W<0，即W为负值；(2)外界对系统传递热量，也就是系统从外界吸收热量，Q>0，即Q为正值；外界从系统吸收热量，也就是系统向外界放出热量，Q<0，即Q为负值；(3)系统内能增加，ΔU>0，即ΔU为正值；系统内能减少，ΔU<0，即ΔU为负值．2．热力学第一定律的几种典型应用(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量．(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量．(3)若过程中物体始、末内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做功等于物体放出的热量．3. 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．四、能量守恒定律理解1．能量的存在形式及相互转化(1)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．(2)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，必须是只有重力或系统内的弹力做功；而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然现象都遵守的基本规律．3．第一类永动机失败的原因分析如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即U2<U1，则W<0，系统对外做功是要以内能减少为代价的．若想源源不断地做功，就必须使系统不断回到初始状态，在无外界能量供给的情况下是不可能的．4.利用能量守恒定律解题的方法在应用能量守恒定律处理问题时，首先要弄清系统有多少种能量相互转化，分析哪种形式的能量增加了，哪种形式的能量减少了；或者弄清哪个物体的能量增加，哪个物体的能量减少，增加量等于减少量．1．改变内能的两种方式：做功与. 两者在改变系统内能方面是2．热力学第一定律：(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的与外界对它的和．(2)表达式：.二、能量守恒定律1．能量守恒定律：(1)内容：能量既不会凭空，也不会凭空，它只能从一种形式为另一种形式，或者从一个物体到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的保持不变．(2)意义：①各种形式的能可以相互. ②各种互不相关的物理现象可以用定律联系在一起．2．第一类永动机不可能制成(1)第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地的机器．(2)第一类永动机不可能制成的原因：违背了定律．(3)意义：正是历史上设计永动机的，才使后人的思考走上了正确的道路．三、热力学第一定律的理解1．符号法则：热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功、向外界散热和内能减少的情况，因此在使用ΔU ＝Q＋W时，为了区别以上两种情况，在应用ΔU＝Q＋W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为值；系统对外界做功，也就是外界对系统做功，W<0，即W为负值；(2)外界对系统传递热量，也就是系统从外界热量，Q>0，即Q为正值；外界从系统吸收热量，也就是系统向外界热量，Q<0，即Q为负值；(3)系统内能，ΔU>0，即ΔU为正值；系统内能减少，ΔU<0，即ΔU为负值．2．热力学第一定律的几种典型应用(1)若过程是的，即Q＝0，则W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量．(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量物体内能的增加量．(3)若过程中物体始、末内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做功物体放出的热量．3. 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．四、能量守恒定律理解1．能量的存在形式及相互转化(1)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．(2)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，必须是只有重力或系统内的弹力做功；而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然现象都遵守的基本规律．3．第一类永动机失败的原因分析如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即U2<U1，则W<0，系统对外做功是要以内能减少为代价的．若想源源不断地做功，就必须使系统不断回到初始状态，在无外界能量供给的情况下是不可能的．5.利用能量守恒定律解题的方法在应用能量守恒定律处理问题时，首先要弄清系统有多少种能量相互转化，分析哪种形式的能量增加了，哪种形式的能量减少了；或者弄清哪个物体的能量增加，哪个物体的能量减少，增加量等于减少量．1．做功和热传递在改变物体内能上是不等效的．( )2．热力学系统对外界做功时，W取负值，吸收热量时Q取正值．( )3．物体与外界不发生热交换，物体的内能也可能增加．( )4．各种能量之间可以转移或转化，但总量保持不变．( )5．运动的物体在阻力作用下会停下来，说明机械能凭空消失了．( )6．第一类永动机不能制成，是因为它违背了能的转化和守恒定律．( )1．(1)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×105J．试问：此压缩过程中，气体__________(填“吸收”或“放出”)的热量等于________J.(2)若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是__________(填“A”、“B”或“C”)．该过程中气体的内能__________(填“增加”、“减少”或“不变”)．2．一定质量的气体从外界吸收了4.2×105 J的热量，同时气体对外做了6×105 J的功，问：(1)物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)分子势能是增加还是减少？(3)分子的平均动能是增加还是减少？3.有一种所谓“全自动”机械手表如图1032所示，既不需要上发条，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，维持表针走动的能量是从哪儿来的？4．（多）下列关于能量转化现象的说法中，正确的是( )A．用太阳灶烧水是光能转化为内能B．电灯发光是电能转化为光能C．核电站发电是电能转化为内能D．生石灰放入盛有凉水的烧杯里，水温升高是动能转化为内能E．风车发电是风的动能转化为电能5．（多）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E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同6．断定第一类永动机不可能制成的依据是__________定律．1．做功和热传递在改变物体内能上是不等效的．(×)2．热力学系统对外界做功时，W 取负值，吸收热量时Q 取正值．(√) 3．物体与外界不发生热交换，物体的内能也可能增加．(√) 1．各种能量之间可以转移或转化，但总量保持不变．(√)2．运动的物体在阻力作用下会停下来，说明机械能凭空消失了．(×) 3．第一类永动机不能制成，是因为它违背了能的转化和守恒定律．(√)1．(1)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功为2.0×105J ，同时气体的内能增加了1.5×105J ．试问：此压缩过程中，气体__________(填“吸收”或“放出”)的热量等于________J.(2)若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是__________(填“A ”、“B ”或“C ”)．该过程中气体的内能__________(填“增加”、“减少”或“不变”)．【导学号：11200089】【解析】 (1)由热力学第一定律W ＋Q ＝ΔU 得Q ＝ΔU －W ＝－5×104J ，说明气体放出热量5×104J.(2)由气态方程pV T＝C (常量)易判断出C 过程是等压变化，该过程温度升高，理想气体的内能增加．【答案】 (1)放出 5×104(2)C 增加2．一定质量的气体从外界吸收了4.2×105 J 的热量，同时气体对外做了6×105J 的功，问： (1)物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？ (2)分子势能是增加还是减少？(3)分子的平均动能是增加还是减少？【导学号：11200090】【解析】 (1)气体从外界吸收的热量为Q ＝4.2×105J气体对外做功W ＝－6×105J由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ＝(－6×105 J)＋(4.2×105 J)＝－1.8×105J ΔU 为负，说明气体的内能减少了所以，气体内能减少了1.8×105J.(2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加了． (3)因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，所以气体分子的平均动能一定减少了．【答案】 (1)减少 1.8×105J (2)增加 (3)减少有一种所谓“全自动”机械手表如图1032所示，既不需要上发条，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，维持表针走动的能量是从哪儿来的？图1032【提示】 这不是永动机．手表戴在手腕上，通过手臂的运动，机械手表获得能量，供手表指针走动．若将此手表长时间放置不动，它就会停下来．3．下列关于能量转化现象的说法中，正确的是( ) A ．用太阳灶烧水是光能转化为内能 B ．电灯发光是电能转化为光能 C ．核电站发电是电能转化为内能D ．生石灰放入盛有凉水的烧杯里，水温升高是动能转化为内能选项正确．【答案】ABE4．一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1033所示．下列判断正确的是( )图1033A．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E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同【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；b、c两状态温度相等，分子平均动能相等，由于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，选项E正确．【答案】ADE5．断定第一类永动机不可能制成的依据是__________定律．【解析】能量守恒定律的确立，给予了第一类永动机不能制成的科学解释．【答案】能量守恒定律。
热力学第一定律是什么？
热力学第一定律是什么？在学习高中物理的时候往往会遇到很多关于物理问题，上课觉着什幺都懂了，可等到做题目时又无从下手。
以至于对于一些意志薄弱、学习方法不对的同学就很难再坚持下来。
过早的对物理没了兴趣，伤害了到高中的学习信心。
收集整理下面的这几个问题，是一些同学们的学习疑问，小编做一个统一的回复，有同样问题的同学，可以仔细看一下。
【问：热力学第一定律是什幺？】答：热力学第一定律，可以说是能量守恒定律拓展，研究的是物体的内能改变。
对应的物理公式：△u=w+q；理解：物体内能的改变量△u 的大小，等于外界对物体所做的功w以及外界向物体传递的热量q之和。
如果是研究物体向外界做功，则w取负，热量q的正负类似。
【问：v-t图像中可以读到什幺数据？】答：1，某时刻速度的大小；2，任意时刻速度的方向（x轴上方表示运动方向与规定方向一致，x轴下方则与规定方向相反）；3，某一时刻（切线）斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负性表示加速度的正负；4，所围阴影部分面积（代数和）表示的是位移的大小。
v-t图像是不能描述曲线运动的，同学们可以思考一下为什幺。
【问：系统机械能的变化量等于什幺？】答：系统的机械能变化量等于除了重力和系统内部弹力外，其它力所做的功的代数和。
这些“其它力”做正功，则机械能会增加；反之则减小。
【问：洛伦兹力做功吗？】答：磁场中的洛伦兹力永远都不会做功。
从洛伦兹力的定义式f=bvq来看，f的方向是与v的方向垂直的，在一个微小的时间段内，力f对位移都没有积累，夹角为90°，因此，洛伦兹力在任何情况下都不做功。
【问：课下需要总结吗？】答：课下的及时总结，对物理学习非常有帮助。
以上热力学第一定律是什幺？由小编整理，希望能够帮助同学解决一些关于物理上的问题，下面是小编关于物理学习方法及技巧的一些经验。
高中物理公式及知识点汇总-热学
高中物理公式及知识点汇总-热学高中物理中，热学是一个重要的领域，涉及到热传导、热膨胀、热力学等内容。
下面我将为大家整理出一些常见的物理公式和知识点。
热力学1. 热力学第一定律（能量守恒定律）:ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做功。
2. 内能的计算公式：ΔU = nCΔT其中，ΔU表示内能的变化，n表示物质的摩尔数，C表示摩尔定容热容，ΔT表示温度的变化。
3. 理想气体状态方程：PV = nRT其中，P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的摩尔数，R表示气体常数，T表示气体的温度。
4. 热力学第二定律（克劳修斯表述）：热量不会自发地从低温物体传递到高温物体。
5. 熵的变化与热量传递的关系：ΔS = Qrev/T其中，ΔS表示熵的变化，Qrev表示可逆过程中的吸收的热量，T表示温度。
热传导1. 热传导的热流量公式：Q/t = kAΔT/L其中，Q/t表示单位时间内传导的热量，k表示热传导系数，A 表示传热面积，ΔT表示温度差，L表示传热长度。
2. 热传导的热阻公式：R = L/ (kA)其中，R表示热阻，L表示传热长度，k表示热传导系数，A 表示传热面积。
3. 热传导的导热方程：∂Q/∂t = -k∇²T其中，∂Q/∂t表示单位时间内通过单位面积的热流量，k为热传导系数，∇²T表示温度在空间中的二阶偏导数。
热膨胀1. 线膨胀的计算公式：ΔL = αL₀ΔT其中，ΔL表示长度的变化，α表示线膨胀系数，L₀表示初始长度，ΔT表示温度的变化。
2. 面膨胀的计算公式：ΔA = 2αA₀ΔT其中，ΔA表示面积的变化，α表示面膨胀系数，A₀表示初始面积，ΔT表示温度的变化。
3. 体膨胀的计算公式：ΔV = βV₀ΔT其中，ΔV表示体积的变化，β表示体膨胀系数，V₀表示初始体积，ΔT表示温度的变化。
热辐射1. 斯特藩—玻尔兹曼定律：P = εσA(T² - T₀²)其中，P表示单位时间内通过单位面积的辐射功率，ε表示发射率，σ为斯特藩—玻尔兹曼常数，A表示面积，T为温度，T₀为参考温度。
高中物理知识点总结：热学和热力学第一定律
高中物理知识点总结：热学和热力学第一定律高中物理知识点总结：热学和热力学第一定律知识要点物质是由大量分子组成的；分子都在永不停息的做无规则热运动；分子间存在着相互作用力。
（1）分子动能：做热运动的分子具有动能，在热现象的研究中，单个分子的动能是无研究意义的，重要的是分子热运动的平均动能。
（2）分子势能：分子间具有由它们的相对位置决定的势能，叫做分子势能。
分子势能随着物体的体积的变化而变化。
*理想气体无分子势能，所以一定质量的理想气体，内能只跟温度有关，物体的内能和机械能有着本质的区别，物体的内能指物体内分子热运动的能量，而机械能是物体做机械运动所具有的能量。
（1）做功和热传递都能改变物体的内能。
对外界做了多少功，物体的内能就减少多少，外界对物体做了多少功，物体的内能就增加多少。
（2）热力学第一定律即即内能增加，内能减少外界对物体做功，物体对外界做功物体吸热，*功不是能量的一种形式，而是能量转化多少的量度，功和能不能相互转化，热量也不是能量的一种形式，而是内能转化多少的量度。
（1）描述气体状态的物理量（状态参量）②体积：气体分子所占据的空间，也就是气体所充满的容器的容积。
*数值上等于单位时间内器壁单位面积上受到气体分子的总冲量b.决定因素：一定气体的压强的大小，微观上决定于分子运动速度和分子密度。
宏观上决定于气体的温度T，体积V。
因密闭容器中的气体密度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，所以气体压强由气体分子碰撞器壁产生，气体对上下左右器壁的压强都是大小相等的。
5.气体分子动理论（2）决定气体压强的两个因素：分子的平均速率（温度）和单位体积内分子个数。
温度越高，单位体积内的分子个数越多，气体的压强就越大。
实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法来估测分子的大小四.规律和技巧2.对能量守恒定律的理解：能量守恒定律是自然界中的最基本规律，任何自然现象都遵守能量守恒定律是没有条件的。
高中物理热力学三大定律
高中物理热力学三大定律
高中物理热力学三大定律是:
第一定律:能量守恒定律。
热量从不丢失,也不会流入外部世界中,因此热量在系统内的总和保持不变。
这意味着在一个封闭系统内,无论温度如何变化,能量守恒始终成立。
第二定律:热力学第二定律。
热量一定会从高温物体流向低温物体,直到两个物体的温度相等。
热力学第二定律揭示了热量的不可逆性,即热量不可能从低温物体流向高温物体,也不可能从高温物体流
向低温物体。
第三定律:热力学熵定律。
一个封闭系统的熵(即系统的混乱程度)随着温度的增加而增加。
熵是一个描述系统无序程度的物理量,它的值越大,系统越无序。
热力学熵定律是热力学第二定律的补充,它揭示了热量的不可逆性和系统的无序性。
这些定律是热力学的基础,对于理解化学反应和能源转换以及物理系统的行为非常重要。
高中物理：热力学第一定律可修改文字
例题2：一定量的气体膨胀对外做功100J，同时从外界吸收
了120J的热量，它的内能的变化可能（ B ）
A．减小20J
C．减小220J
B．增大20J
D．增大220J
2．如图，在汽缸内活塞左边封闭着一定量的空气，压强与大
气压相同。把汽缸和活塞固定，使汽缸内空气升高一定的温
度，空气吸收的热量为Q1。如果让活塞可以自由滑动（活塞
高中物理：热力学第一定律
改变内能的两种方式
做功
热传递
对内
对外
吸热
放热
（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）
内能增加
内能减少
∆ =
一、热力学第一定律
1.表述：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。
ΔU= Q +W
2.意义：热力学第一定律反映了功、热量跟系统内能改
变之间的定量关系。
3.定律中各量的正、负号及含义
ΔU= Q +W
物理量 符号
意义
符号
意义
W
+
外界对物体做功
-
Q
+
物体吸收热量
-
物体放出热量
ΔU
+
-
内能减少
内能增加
物体对外界做功
例题1：一定量的气体，从外界吸收热量2.7×105J，内能增
加4.3×105J。在这一过程中，是气体对外做功，还是外界对
气体做功？做了多少功？
= +.
×
= +.
热力学第一定律热量和功的关系
热力学第一定律热量和功的关系热力学是研究热现象和与之相关的物理性质和过程的学科。
它的基本定律之一就是热力学第一定律，它描述了热量和功之间的关系。
本文将深入探讨热力学第一定律中热量和功之间的关系，以及相关的物理原理和数学公式。
1. 热力学第一定律简介热力学第一定律是热力学中的基本定律之一，也被称为能量守恒定律。
它表明在一个封闭系统内，系统的内能变化等于系统所吸收的热量与所做的功的代数和。
换句话说，这个定律说明了能量不能被创造或毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
2. 热量的定义和计量热量是由于温度差引起的能量传递，是热力学研究的重要概念之一。
热量的单位是焦耳（J）或卡路里（cal），其中1焦耳等于4.18卡路里。
热量的计量通常使用热量计来进行，热量计利用物质在吸热或放热过程中温度的变化来测量热量的大小。
3. 功的定义和计量功是由于力对物体作用而引起的能量转化，也是热力学中的重要概念。
功的单位同样是焦耳（J）或卡路里（cal）。
计量功的方法有多种，常见的方法是通过力的大小和物体在力作用下移动的距离来计算。
功也可以是负值，负功表示物体对外界做功。
4. 热力学第一定律的数学表达式热力学第一定律可以用数学表达式来表示。
对于一个封闭系统，其内能变化ΔU等于系统所吸收的热量Q与所做的功W的和，即ΔU = Q - W。
其中ΔU表示内能变化，Q表示系统所吸收的热量，W表示系统所做的功。
5. 热量和功的正负关系根据热力学第一定律的表达式ΔU = Q - W，热量和功的正负关系决定着内能变化的正负。
当系统吸收热量时，Q为正，表示热量进入系统，此时内能增加。
而当系统释放热量时，Q为负，表示热量流出系统，此时内能减少。
同样地，当系统做功时，W为正，表示系统对外界做正功，内能减少；而当外界对系统做功时，W为负，表示系统对外界做负功，内能增加。
6. 热量和功的相互转化根据热力学第一定律的表达式ΔU = Q - W，热量和功可以互相转化。
热力学第一定律
三、永动机不可能制成
永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种 机器叫永动机。人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动 机。
为什么永动机不能制成？
违背能量守恒定律
能量守恒定律重要性：宣告了第一类永动机幻想的彻底破灭
一、热力学第一定律
一个热力学系统的内能增加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.
ΔU＝W + Q
一定量的气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做 功？如果膨胀时做的功是135J，同时向外放热85J，气体的内能 变化量是多少？内能是增加了还是减少了？
变式训练1：一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？ 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？
解：①根据ΔU = W + Q 得
分析：
ΔU＝W + Q
W=-135J
得： ΔU=-220J <0 Q=-85J
请你通过这个例子总结ΔU、 Q、 W几个量取正、负值的意义。
定律中各量的正、负号及含义
物理量 符号 W Q ΔU + + + 意义 符号 － － － 意义 系统对外界做功 系统放出热量 内能减少
外界对系统做功
系统吸收热量 内能增加
4.2 ×105J = W + 2.6×105J W =1.6×105J W为正值，外界对气体做功， 做了1.6×105J 的功。 ②根据ΔU = W + Q 得 1.6 ×105J = W+ 2.6×105J W= － 1.0×105J W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。
热力学第一定律
热力学第一定律热力学第一定律，也被称为能量守恒定律，是热力学基本定律之一。
它阐述了能量在物理系统中的守恒原理，即能量不会被创造或消灭，只会在不同形式之间转换或传递。
该定律在许多领域都有广泛的应用，包括工程、物理、化学等。
1. 定律的表述热力学第一定律可从不同的角度进行表述，以下是几种常见的表述方式：1.1 内能变化根据热力学第一定律，一个封闭系统内能的变化等于系统所吸收的热量与系统所做的功的代数和。
数学表达式如下：ΔU = Q + W其中，ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统所做的功。
1.2 能量守恒根据能量守恒定律，能量既不能被创造也不能被摧毁，只会在不同形式之间传递或转换。
能量的总量在一个封闭系统中保持不变。
2. 系统内能的变化系统内能的变化是热力学第一定律的核心内容之一。
系统内能的变化是由系统吸收或释放的热量以及系统所做的功决定的。
2.1 系统吸收的热量系统吸收的热量指的是系统从外界获得的热能。
当一个热源与系统接触时，能量会以热量的形式从热源传递到系统中。
系统吸收的热量可以引起系统内能的增加。
2.2 系统所做的功系统所做的功指的是系统对外界做的能量转移。
当系统对外界施加力并移动时，能量会以功的形式从系统传递到外界。
系统所做的功可以引起系统内能的减少。
3. 热力学第一定律的应用3.1 工程应用热力学第一定律在工程领域有着广泛的应用。
例如，在能源系统的设计与优化中，需要根据系统的能量转换过程，计算系统的内能变化和热功效率等参数，以提高能源利用效率。
3.2 物理学应用在物理学研究中，热力学第一定律通常用于分析热力学过程中的能量转化。
例如，在热力学循环中，通过计算各个环节的能量转换情况，可以确定工作物质的热效率，从而评估系统的性能。
3.3 化学反应在化学反应中，热力学第一定律对于研究反应的能量变化和平衡状态具有重要意义。
通过计算反应过程中释放或吸收的热量，可以确定反应的放热性或吸热性，并预测反应的发生与否。
高中物理第十章热力学定律热力学第一定律能量守恒定律教材梳理素材
3 热力学第一定律能量守恒定律庖丁巧解牛知识·巧学一、热力学第一定律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=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。
深化升华热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功、向外界散热和内能减少的情况.3.对公式ΔU=Q+W符号的规定外界对系统做功,W＞0,即W为正值;系统对外界做功，也就是外界对系统做负功，W＜0，即W为负值；外界对系统传递热量，也就是系统从外界吸收热量，Q＞0，即Q为正值;外界对系统吸收热量，也就是系统向外界放出热量，Q＜0，即Q为负值；系统内能增加，ΔU＞0，即ΔU为正值；系统内能减少,ΔU＜0，即ΔU为负值。
联想发散(1)物体与外界没有热交换时（绝热过程）：外界对物体做多少功，它的内能就增加多少，反之物体对外界做功多少,它的内能就减少多少.ΔU=W，其中ΔU表示内能的增量，内能增加，ΔU取正，内能减少，ΔU取负；W表示功，外界对物体做功,W取正,物体对外界做功，W 取负，做功的过程，物体的体积必发生变化.（2)物体与外界间没有做功时，物体从外界吸收多少热量，它的内能就增加多少；物体向外界放出多少热量，它的内能就减少多少,ΔU=Q,其中Q表示热量，物体从外界吸热,Q取正，物体向外界放热,Q取负。
二、能量守恒定律1。
不同形式的能量之间可以相互转化（1）自然界中能量的存在形式：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷在电场中具有电势能、原子核内部的运动具有原子能等等，可见，在自然界中，不同的能量形式与不同的运动形式相对应.（2）不同形式能量之间的转化：“摩擦生热”是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时,水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等.这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化,且这一转化过程是通过做功来完成的。
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高中物理-热力学第一定律
如图,一个质量为m 的T 形活塞在气缸内封闭一定量的理想气体,活塞体积可忽略不计,距气缸底部h 0处连接一U 形细管（管内气体的体积可忽略）。
初始时,封闭气体温度为T 0,活塞距离气缸底部1.5h 0,两边水银柱存在高度差。
已知水银密度为ρ,大气压强为p 0,气缸横截面积为S ,活塞竖直部分高为1.2h 0,重力加速度为g 。
（1）通过制冷装置缓慢降低气体温度,当温度为多少时两边水银面恰好相平？
（2）从开始至两水银面恰好相平的过程,若气体放出的热量为Q ,求气体内能的变化。
【参考答案】（1） （2）0.3h 0(p 0S +mg )–Q 【试题解析】（1）初态时,气体压强,体积V 1=1.5h 0S ,温度为T 0 要使两边水银面相平,气缸内气体的压强p 2=p 0,此时活塞下端一定与气缸底接触,V 2=1.2h 0 设此时温度为T ,由理想气体状态方程有 解得 （2）从开始至活塞竖直部分恰与气缸底接触,体积变小,气体压强不变,外界对气体做功,其后体积不变,外界对气体不做功,故外界对气体做的功W =p 1ΔV =()×0.3h 0S 由热力学第一定律有ΔU =W –Q =0.3h 0(p 0S +mg )–Q
【知识补给】 状态变化与内能变化
中学常见的状态变化主要有等温变化、等容变化、等压变化和绝热变化。
000455p ST p S mg +10mg p p S
=+11220p V p V T T =000455p ST T p S mg
=+0mg p S
+
（1）等温变化：理想气体的内能等于分子动能,不变；一般气体的分子间距较大,分子间作用力为引力,体积增大,则分子势能增大,内能增大。
（2）等容变化：理想气体的内能随温度升高而增大；一般气体分子势能不变,温度升高时分子动能增大,内能增大；体积不变则外界对气体不做功,内能变化只与热传递有关。
（3）等压变化：理想气体的内能随温度升高而增大；一般气体温度升高时,分子平均速率增大,压强不变,则分子数密度应减小,即体积增大,分子势能和分子动能都增大,内能增大。
（4）绝热变化：与外界无热交换,内能变化只与体积变化,即外界对气体做的功有关；理想气体的体积增大时,内能减小,温度降低,压强减小；一般气体的体积增大时,内能减小,分子势能增大,分子动能减小,温度降低,压强减小。
下列说法正确的是
A．物体的温度升高,物体内所有分子热运动的速率都增大
B．物体的温度升高,物体内分子的平均动能增大
C．物体吸收热量,其内能一定增加
D．物体放出热量,其内能一定减少
如图所示为密闭的气缸,外力推动活塞P压缩气体,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 J B．温度升高,内能减少200 J
C．温度降低,内能增加600 J D．温度降低,内能减少200 J 如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A,其中A→B和C→D为等温过程,B→C为等压过程,D→A为等容过程。
（1）该循环过程中,下列说法正确的是______。
A．A→B过程,气体吸收热量
B．B→C过程,气体分子平均动能增大
C．C→D过程,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．D→A过程,气体分子的速率分布曲线不发生变化
（2）该循环过程中,________过程内能增加（填“A→B”、“B→C”、“C→D”或“D→A”）。
（3）若气体在B→C过程中,内能变化量的数值为2 kJ,与外界交换的热量值为7 kJ,则在此过程中气体对外做的功为_______kJ。
【参考答案】
B 随着物体温度的升高,物体内分子的平均速率、平均动能增大,但是不是每一个分子的热运动速率都增大,A错误,B正确；物体的内能变化与物体吸热或放热有关,还与做功有关,因此只有吸热或放热,没有说明做功情况,无法判断内能变化,CD错误。
A 由热力学第一定律可知ΔU=W+Q,外界对气体做的功为W=800 J,气体向外放热,则Q=–200 J,故ΔU=800 J–200 J=600 J,气体内能增大,温度升高,选A。
（1）B （2）B→C（3）5
（1）A→B过程为等温变化,则内能不变,体积减小,外界对气体做功,根据热力学第一定律知气体放出热量,A错误；B→C过程压强不变,体积增大,则温度升高,分子平均动能增大,B正确；C→D过程为等温变化,体积增大,则分子数密度减小,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少,C错误；D→A过程温度降低,则气体分子的速率分布曲线发生变化,D错误。
（2）该循环过程中,A→B、C→D过程温度不变,内能不变；B→C过程温度升高,内能增加；D→A过程温度降低,内能减少。
故该循环过程中,内能增加的过程是B→C。
（3）气体在B→C过程中,内能增加,其数值为2 kJ,气体体积增大,外界对气体做负功,则应从外界吸热,其数值为7 kJ,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,代入数据有2 kJ=W+7 kJ,可得W=–5 J,则气体对外做的功为5 kJ。