高中物理选修3-3热力学第一定律超详ppt
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W 外界对物体做的功
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
为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能
1.根据热力学第一定律，物体内能的改变与那些过程有关 系？内能的改变与这些过程有怎样的定量关系？△U=Q+W
•物体内所有分子的ＥK 和ＥP 总和
•物体的内能与温度和体积有关，还和物体所 含的分子数有关。
改变内能的两种方式
做功
热传递
对内
（外界对物 体做功）
对外
（物体对外 界做功）
吸热
（物体从外 界吸热）
放热
（物体对外 界放热）
内能增加 内能减少 内能增加 内能减少
一、热力学第一定律
1.一个物体，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？
一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量， 那么，外界对它做多少功，它的内能就增加多少；物 体对外界做多少功，它的内能就减少多少.
2.一个物体，如果外界既没有对物体做功，物 体也没有对外界做功，那么：
三、应用
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？
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 W解=：Δ②U 同－理Q可= 得4.2：×W1＇0=5ΔJ U－＇－2.6Q×＇=1015.J6=×1.160×5J1－05J W2.为6×正1值05，J=外－界1对.0×气1体05做J 功W，为做负了值1，.6×说1明05气J 的体功对。外 界做功（气体体积变大），做了1.0×105J 的功。
热力学第一定律
分子 动能
分子 势能
物体 内能
•分子因热运动而具有的能量
•同温度下各个分子的分子动能ＥK 不同
•分子的平均动能仅和温度有关
•分子间因有相互作用力而具有的、由它 们相对位置决定的能量
• r＜r0时,r↓→ＥP↑;ｒ＞ｒ0时,r↑→ＥP↑; ｒ＝ｒ0时，ＥP 最低 •ＥP 随物态的变化而变化
Q总= - W总
∴ Q1—Q2=W2—W1
例题5、
如图所示,密闭绝热的具有一定质量的活塞,活塞的上部封 闭着气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计,置于真空中的 轻弹簧的一端固定于理想气体容器的底部.另一端固定在活塞上,弹 簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为EP(弹簧处于自然长 度时的弹性势能为零),现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过 多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡态,经过此过程
例题1、
一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，
则此过程的末态与初态相比， （ D ）
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2、
下列说法正确的是
（D ）
A．外界对气体做功，气体的内能一定增大
B．气体从外界只收热量，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
zxxkw
2、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．外界对气体做了多少功？
解： 由ΔU＝W＋Q 得：
W＝ΔU－Q
＝4.2×105 J－2.6×105 J
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）
A．Q1—Q2=W2—W1 C．W1=W2
B．Q1=Q2 D．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=0
2.根据热力学第一定律，当Q>0表示 吸热 ， Q<0表 示 放热 ，W >0表示 外界对气体做功 , W <0表 示 气体对外界做功 , △U>0表示 内能减小 ， △U < 0表 示 内能增加 .
3.理想气体的内能包括哪些能？一定质量的理想气体的内 能只与什么因素有关？ U=EK总 。只与温度有关，与体积无关 4.一定质量的理想气体在压。 强P不变的情况下,体积V发生
动能越大Байду номын сангаас
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3、
下列说法正确的是
（ D）
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，气体的内能不一定减少
例题4：
一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一
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
为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能
1.根据热力学第一定律，物体内能的改变与那些过程有关 系？内能的改变与这些过程有怎样的定量关系？△U=Q+W
•物体内所有分子的ＥK 和ＥP 总和
•物体的内能与温度和体积有关，还和物体所 含的分子数有关。
改变内能的两种方式
做功
热传递
对内
（外界对物 体做功）
对外
（物体对外 界做功）
吸热
（物体从外 界吸热）
放热
（物体对外 界放热）
内能增加 内能减少 内能增加 内能减少
一、热力学第一定律
1.一个物体，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？
一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量， 那么，外界对它做多少功，它的内能就增加多少；物 体对外界做多少功，它的内能就减少多少.
2.一个物体，如果外界既没有对物体做功，物 体也没有对外界做功，那么：
三、应用
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？
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 W解=：Δ②U 同－理Q可= 得4.2：×W1＇0=5ΔJ U－＇－2.6Q×＇=1015.J6=×1.160×5J1－05J W2.为6×正1值05，J=外－界1对.0×气1体05做J 功W，为做负了值1，.6×说1明05气J 的体功对。外 界做功（气体体积变大），做了1.0×105J 的功。
热力学第一定律
分子 动能
分子 势能
物体 内能
•分子因热运动而具有的能量
•同温度下各个分子的分子动能ＥK 不同
•分子的平均动能仅和温度有关
•分子间因有相互作用力而具有的、由它 们相对位置决定的能量
• r＜r0时,r↓→ＥP↑;ｒ＞ｒ0时,r↑→ＥP↑; ｒ＝ｒ0时，ＥP 最低 •ＥP 随物态的变化而变化
Q总= - W总
∴ Q1—Q2=W2—W1
例题5、
如图所示,密闭绝热的具有一定质量的活塞,活塞的上部封 闭着气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计,置于真空中的 轻弹簧的一端固定于理想气体容器的底部.另一端固定在活塞上,弹 簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为EP(弹簧处于自然长 度时的弹性势能为零),现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过 多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡态,经过此过程
例题1、
一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，
则此过程的末态与初态相比， （ D ）
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2、
下列说法正确的是
（D ）
A．外界对气体做功，气体的内能一定增大
B．气体从外界只收热量，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
zxxkw
2、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．外界对气体做了多少功？
解： 由ΔU＝W＋Q 得：
W＝ΔU－Q
＝4.2×105 J－2.6×105 J
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）
A．Q1—Q2=W2—W1 C．W1=W2
B．Q1=Q2 D．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=0
2.根据热力学第一定律，当Q>0表示 吸热 ， Q<0表 示 放热 ，W >0表示 外界对气体做功 , W <0表 示 气体对外界做功 , △U>0表示 内能减小 ， △U < 0表 示 内能增加 .
3.理想气体的内能包括哪些能？一定质量的理想气体的内 能只与什么因素有关？ U=EK总 。只与温度有关，与体积无关 4.一定质量的理想气体在压。 强P不变的情况下,体积V发生
动能越大Байду номын сангаас
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3、
下列说法正确的是
（ D）
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，气体的内能不一定减少
例题4：
一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一