高中物理-热力学第一定律
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
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。
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。
高中物理知识全解3.4热力学定律
⾼中物理知识全解3.4热⼒学定律⾼中物理知识全解 3.4 热⼒学定律⼀：热⼒学第⼀定律①功与内能绝热过程：系统只由于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，这样的过程叫绝热过程注意：在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功⽅式⽆关，仅与做功数量有关。
内能：任何⼀个热⼒学系统都必定存在⼀个只依赖于系统⾃⾝状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。
我们把这个物理量称为系统的内能—U⼀个热⼒学系统的绝热过程中：21VU U U W W PS P VS-====【】注意：在⼀个热⼒学系统的绝热过程中：外界对系统做功，系统内能增⼤，系统对外界做功，系统内能减⼩；外界对系统做多少功，系统内能增⼤多少，系统对外界做多少功，系统内能减⼩多少。
②热与内能热量：热量是⼀个热⼒学系统在单纯的热传递过程中系统内能变化的量度。
所以热量只有在涉及能量的传递才有意义。
不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出多少热量。
⼀个热⼒学系统在单纯的热传递过程中：Q U=注意：⼀个热⼒学系统在单纯的热传递过程中：吸收了热量，系统内能增⼤，放出了热量，系统内能减⼩；吸收了多少热量，系统内能增⼤多少，放出了多少热量，系统内能减⼩多少。
拓展：⽐热容物质的⽐热容不仅与物质的种类有关还与所进⾏的过程有关。
在⼯程应⽤上常⽤的有定压⽐热容、定容⽐热容和饱和状态⽐热容三种。
在中学范围内，简单（不严格）的定义为：单位质量的某种物质温度升⾼1℃所吸收的热量（或降低1℃所释放的热量）叫做这种物质的⽐热容，⽤符号C表⽰。
【Q Cm t=】例：⽓体温度每升⾼1K所吸收的热量与所经历的过程有关。
③热⼒学第⼀定律热⼒学第⼀定律：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。
Q+U W=注意：计算系统内能的增量时，⼀定要注意热传递Q与做功W的正、负性及正、负所代表的物理意义。
【例题】⼀绝热容器内封闭着⼀些⽓体，容器在⾼速运输途中突然停下来，则（）A.因⽓体温度与机械运动的速度⽆关，故容器中温度不变B.因容器是绝热的，故容器中⽓体温度不变C.因容器突然停⽌运动，⽓体分⼦运动的速度亦随之减⼩，故容器中温度降低D.容器停⽌运动时，由于分⼦和容器壁的碰撞，机械运动的动能转化为分⼦热运动的动能，故容器中⽓体温度将升⾼解析：容器停⽌过程中，分⼦与容器壁碰撞，容器对分⼦做功，使容器的部分动能转化成分⼦热运动动能，故⽓体温度升⾼。
高中物理 10.3热力学第一定律 能量守恒定律详解
高中物理| 10.3热力学第一定律能量守恒定律详解热力学第一定律能量守恒定律热力学是研究物质世界中有关热现象的宏观理论，它不涉及物质的微观结构，而是将一物质系统中大量粒子看作一个整体，研究系统所表现的各种宏观性质和规律。
热力学第一定律是热力学的基本定律，是一个包括热现象在内的能量守恒与转化的定律。
热力学第一定律首先涉及到内能功热量的基本概念内能功热量内能广义上的内能，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，由状态参量T决定，内能E=E（T），是状态参量T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T 和V （或ρ）的函数，即E=E（T，V）或E=E（T，P）。
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。
功气体系统体积变化过程所做的功（体积功）元功气体膨胀dV＞0 系统对外做正功dA＞0气体被压缩 dV＜0 系统对外做负功dA＜0体积从 Va变到Vb系统所做的功沿a c d过程的功不等于沿a d b过程的功系统通过体积变化实现作功。
热力学中的功是与系统始末状态和过程都有关的一种过程量。
热量热量是系统与外界仅由于温度不同而传递的能量。
若改用摩尔热容C，即1mol的物质温度升高1K时所吸收的热量则系统由温度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Q＞0。
若计算结果Q＜0则表示系统放热。
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。
故热量也是过程量内能功热量的国际标准单位都是焦耳（J ）热力学第一定律在任何一个热力学过程中，系统所吸收的热量等于系统内能的增量E2-E1与系统对外作功 A 之和。
Q=E2-E1+A热力学第一定律是包括热现象在内的能量守恒与转化定律的一种表达形式。
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。
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。
高中物理 第四章热力学第一定律
V1
V V1
V1
若膨胀时， V2 V1,则W 0,说明外界对气体作负功 。
p1V1 p2V2
W RT ln p2
p1
7
等压过程： 等体过程：
W
V2 V1
pdV
p(V2
V1 ),
利用状态方程可得：W R(T2 T1)
dV 0,W 0
三、其它形式的功
内能是系统内部所有微观粒子（如分子、原子等） 的微观的无序运动能以及相互作用势能两者之和。内能 是状态函数，处于平衡态系统的内能是确定的。内能与 系统状态间有一一对应关系。
2、内能定理
从能量守恒定理知道：系统吸热，内能应增加；外界 对系统作功，内能也增加。若系统既吸热，外界又对系统 作功，则内能增量应等于这两者之和。
13
W绝热=U2-U1
1、内能是一种宏观热力学的观点，不考虑微观的本质。
注意
2、内能是一个相对量。
3、热学中的内能不包括物体整体运动的统。 5、有些书上提到的热能实质上是指物体的内能。
14
三、热力学第一定律的数学表达式：
U2 U1 Q W
Q是系统所吸收的能量， W是外界对系统所作的功
•对外界也不产生任 何影响
★ 只有无耗散的准静态过程才是可逆过程。 4
§4.2 功和热量
一、功是力学相互作用下的能量转移
力学相互作用：将力学平衡条件被破坏时所产生的对系统 状态的影响。
在力学相互作用过程中系统和外界之间转移的能量就是功。
热力学认为力是一种广义力，所以功也是广义功。
注意：
1）、只有在系统状态变化过程中才有能量转移。
D、了解循环过程，能计算卡诺循环等简单 循环的效率；
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？
= +.
×
= +.
高中物理热学公式规律汇编
高中物理热学公式规律汇编
1、热力学第一定律：W + Q = ∆E
符号法则：体积增大,气体对外做功,W为“－”；体积减小,外界对气体做功,W为“+”。
气体从外界吸热,Q为“+”；气体对外界放热,Q为“-”。
温度升高,内能增量∆E是取“+”；温度降低,内能减少，∆E取“一”。
三种特殊情况：(1) 等温变化∆E=0，即W+Q=0
(2) 绝热膨胀或压缩：Q=0即W=∆E
（3）等容变化：W=0 ，Q=∆E
2、理想气体状态方程：
（1）适用条件：一定质量的理想气体，三个状态参量同时发生变化。
（2）公式：
（3）
*3、克拉伯龙方程：(R为普适气体恒量，n为摩尔数）
4、理想气体三个实验定律：
（1）玻马—定律：m一定，T不变
P1V1 = P2V2或PV = 恒量
（2）查里定律：m一定，V不变
或或P t = P0
(3) 盖·吕萨克定律：m一定，T不变
注意：计算时公式两边T必须统一为热力学单位，其它两边单位相同即可。
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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。
如果以A+B+C总系统为研究对象，这个系统的总能量，依然是守恒的。
热力学第一定律深入理解之理想气体的内能
老师：如果研究对象是一定量的理想气体，就不用考虑分子势能。
那么这部分气体内能变化△U，就只与分子平均动能Ek相关，宏观表现就是只和温度T相关。
热力学第一定律的发展与意义简介
热力学第一定律本质上与能量守恒定律是的等同的，是一个普适的定律，适用于宏观世界和微观世界的所有体系，适用于一切形式的能量。
自1850年起，科学界公认能量守恒定律是自然界普遍规律之一。
能量守恒与转化定律可表述为：自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，能够从一种形式转化为另一种形式，但在转化过程中，能量的总值不变。
热力学第一定律是能量守恒与转化定律在热现象领域内所具有的特殊形式，是人类经验的总结，也是热力学最基本的定律之一。