学案有答案10.3热力学第一定律 能量守恒
10.3热力学第一定律
• • • •
答案： B
• 例二.图是密闭的气缸，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 • 解析： 由热力学第一定律W＋Q＝ΔU，代入数据解得：ΔU ＝＋600 J，故气体内能增加600 J，同时可判定气体的温度 一定升高，选A. • 答案： A
w
公式条件：(绝热)
二、热传递可以改变物体的内能 1.热和内能 结论一：当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时， 内能的增量等于外界向系统传递的热量
ΔU=U2-U1=Q
单纯热传递
向系统传热，Q>0
二、热传递可以改变物体的内能 1.热和内能 结论二：当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时， 内能的减少量等于系统向外界传递的热量
物理量 符号 意义
外界对物体做 功 物体吸收热量
符号
意义
W
+
－
物体对外界做功
Q
+
－
物体放出热量
ΔU
+
内能增加
－
内能减少
• 5.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 ，外界对物体做的功等于物体放出的热 量．
• 【跟踪发散】 1 、一定质量的气体，从状态 A 变化到状态 B 的过程中，内能增加了160 J，下列是关于内能变化的可能原 因的说法，其中不可能的是( ) • A．从A到B的绝热过程中，外界对气体做功160 J • B．从A到B的单纯传热过程中，外界对气体传递了160 J的热 量 • C．从A到B的过程中吸热280 J，并对外界做功120 J • D．从A到B的过程中放热280 J，外界对气体做功120 J • 解析： 由热力学第一定律 ΔU ＝ W ＋ Q 可 知，A、B、C正确，D错误． • 答案： D
热力学第一定律说明能量守恒原理
热力学第一定律说明能量守恒原理能量作为我们生活中的重要概念之一，在自然界中起着至关重要的作用。
而热力学第一定律则是热力学基础理论之一，通过它可以清晰地解释能量守恒原理。
在本文中，我们将深入探讨热力学第一定律对能量守恒的解释及其应用。
热力学第一定律，亦被称为能量守恒原理，在热力学中具有重要的地位。
它的核心思想是能量在系统中的改变等于系统所吸收的热量与所做的功之和。
换言之，能量既不能被创造，也不会被消失，而只能在各种形式之间转化或传递。
为了更好地理解热力学第一定律，让我们来看一个简单的例子。
假设我们有一个封闭的容器，容器内含有一定量的气体。
如果我们对此容器施加压力，在给定的条件下，容器内的气体就会发生压缩，从而做功。
而在同一过程中，由于分子之间的碰撞，分子的平均动能也会增加，从而使气体的温度升高。
这个例子中，能量转化的过程充分展示了热力学第一定律。
通过热力学第一定律，我们能够更好地认识能量的特性。
首先，它使我们认识到能量的保存性质。
无论何时何地，通过各种力的作用，能量只会转化，而不会生成或消失。
这一能量守恒原理是热力学第一定律基本原理的核心。
其次，热力学第一定律还揭示了能量的本质本质。
不同形式的能量之间可以相互转化，例如机械能可以转化为热能，热能可以转化为电能等等。
在现实生活中，热力学第一定律的应用非常广泛。
例如，能源转化领域就是一个很好的例子。
在热力学第一定律的指导下，我们可以设计和优化各种能源转化设备，如发电机、汽车引擎等。
通过研究能量的转化和传递过程，我们可以提高能源的利用效率，减少能量的浪费，从而实现可持续的能源开发和利用。
此外，热力学第一定律在化学反应中也起着重要的作用。
在化学反应中，能量的转化和守恒是决定反应是否发生和反应速率的关键因素。
通过热力学第一定律，我们可以计算反应的焓变，评估反应的热效应，从而指导实验和工业过程的设计。
最后，热力学第一定律的理论基础也对环境保护和气候变化等全球性问题的应对具有重要的意义。
人教版高二物理 热力学定律 导学案(含答案,精排版) 10.3 热力学第一定律 能量守恒定律
§10.3 热力学第一定律能量守恒定律【目标及达标标准】1．能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其表达式，会用ΔU＝W＋Q分析和计算问题2．理解和掌握能量守恒定律，知道能量守恒是自然界普遍遵从的基本规律,会用能量转化和守恒的观点分析物理现象3．知道第一类永动机是不可能实现的【重点、难点】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【教学方法】合作探究【教学用具】多媒体【物理背景、物理模型】饱和汽、湿度【导读导思】达标标准：思考并完成下列问题和任务，并能独立向别人表述出来（书面或口述）自主学习、课前诊断先通读教材，画出本节课中的基本概念及物理规律，回答导学案预习中涉及的问题，独立完成，限时25分钟。
一、热力学第一定律：阅读课本第54页“热力学第一定律”部分，思考并回答下列问题：【思考与讨论1】一定质量的气体，被活塞密封在气缸内．问题1：如果它跟外界不发生热交换，那么外界对它做功与气体对外做功，会引起气体内能怎样的变化？问题2：如果外界与气体之间没有做功，那么气体吸热与放热会引起气体内能怎样的变化？问题3：如果气体跟外界同时发生做功和热传递的过程，W、Q、△U的正负号如何确定？问题4：W、Q、△U三者都有正负，它们的关系怎样？【思考与讨论2】一定质量的气体，如果膨胀时做的功是135J，同时向外放热85J．问题5：外界对气体做功，还是气体对外界做功？问题6：气体内能的变化量是多少？问题7：内能增加了还是减少了？【案例探究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，这一过程做功情况又怎样？二、能量守恒定律：阅读课本第54-55页“能量守恒定律”部分，思考并回答下列问题：【思考与讨论3】能量守恒定律不是由某一个人通过某一项研究而得到的，从18世纪末到19世纪40年代，不同领域的科学家从不同角度都提出了能量守恒的思想．问题8：历史上有哪些科学家曾经在这一方面做过探索？问题9：这些科学家都在哪些方面做出了贡献？问题10：能量可以由一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体.能量在转化或转移的过程中遵循什么规律？问题11：做功和热传递都可以改变物体的内能，那么这两种方式在改变物体内能的本质上有什么区别吗？问题12：能量守恒定律有什么重要意义？能量守恒定律使人们找到了研究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．三、永动机不可能制成：阅读课本第55-56页“永动机不可能制成”部分，思考并回答下列问题：【思考与讨论4】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上等间隔地安装了12根可活动的锤杆,如图所示．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,就会驱动轮子按箭头方向永不停息地转动下去．问题12：不用能量的概念，你能不能说明它不会“永动”？问题13：什么是第一类永动机？问题14：为什么第一类永动机不可能制成？【案例探究3】有一种所谓“全自动”机械手表，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，你知道维持表针走动的能量是从哪儿来的吗？【巩固练习】1.达标标准：（1）每道题都能独立做出来，并总结涉及的知识点；（2）尝试总结出常见题型及其做法。
10.3 热力学第一定律_能量守恒定律
(4).能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程。如： 物体在空中下落受到阻力时，物体的机械能不守恒，但 包括内能在内的总能量总是守恒的。
三. 永动机不可能制成
1.第一类永动机. 概念： 不消耗能量的机器 结果： 无一例外地归于失败 原因： 违背能量守恒定律 2.永动机给我们的启示.
人类在利用和改造自然时，必须遵循自然定律
点拨：整个过程的内能不变， ΔU= 0
由热力学第一定律 ΔU=W总+Q总=0 Q总= - W 总 ∴ Q1—Q2=W2—W1
练习 3. 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
• 通过前边的学习我们知道： 1.做功改变物体内能的过程是内能和其他形 式的能的转化过程， 2.热传递改变物体内能的过程是内能从一个 物体转移到另一个物体的过程。
［总结］ 能量可以由一种形式转化为另一种 形式，也可以从一个物体转移到另一个 物体.
二.能量守恒定律
1. 历史过程 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别的形式，或者从一 个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程 中其总量不变，这就是能量守恒定律 。
• 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.
ΔU=W（绝热过程）
总结
• 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.
• ◎ 教材资料分析 • 〔说一说〕——教材P56 • 如图所示是历史上有名的一种永动机的设 计．从图上看，设计者为什么认为这个机 器会永远运动下去？不用能量的概念，你 能不能说明它不会永远运动下去？
热力学第一定律与能量守恒
热力学第一定律与能量守恒热力学是研究能量转化和能量传递的一门学科，而热力学第一定律和能量守恒是热力学的基本原理。
本文将对热力学第一定律与能量守恒进行探讨，并介绍它们在物理学和工程领域的重要性。
一、热力学第一定律热力学第一定律，也被称为能量守恒定律，表明在一个封闭系统中，能量的增加等于系统所吸收的热量与系统所做的功之和。
简单来说，热力学第一定律可以表达为以下的公式：ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统所吸收的热量，W表示系统所做的功。
这个公式说明了能量并不会凭空消失，而是会转化为其他形式。
无论是吸收热量还是做功，都会对系统的内能产生影响。
二、能量守恒能量守恒是自然界中最基本的原理之一，它表明能量在任何情况下都是不会减少或增加的，只会从一种形式转变为另一种形式。
热力学第一定律即是能量守恒的具体应用。
在自然界中，能量存在于各种形式，包括热能、动能、化学能等等。
而能量的转化也是普遍存在的，比如从化学能转化为热能的火焰，从动能转化为电能的发电机等等。
能量守恒的基本原理保证了能量的总量永远不会改变。
三、物理学中的应用热力学第一定律与能量守恒在物理学中有着广泛的应用。
在热力学领域，我们可以通过研究热能的转化和传递来分析物体的热行为。
通过热力学第一定律，我们可以计算系统的内能变化，并了解热能与功的平衡关系。
此外，热力学第一定律也为热机的设计和分析提供了理论基础。
热机是利用热能转化为其他形式能量的设备，包括汽车发动机、蒸汽机等。
利用热力学第一定律，我们可以计算热机的效率，并进一步优化热机的设计。
四、工程领域的应用在工程领域，热力学第一定律与能量守恒同样具有重要作用。
例如，在能源领域，通过研究能量转化和传递的过程，我们可以找到能源利用的最佳方式，提高能源转化的效率。
此外，热力学第一定律也被应用于工厂和热电站的运行与管理。
通过分析系统所吸收的热量和做的功，我们可以了解系统的能量损失情况，并进行有效的能量管理和节约。
热力学第一定律与能量守恒
热力学第一定律与能量守恒热力学第一定律是热力学的基本定律之一，它与能量守恒原理紧密相关。
热力学第一定律用于描述能量在热力学系统中的转化和守恒。
本文将探讨热力学第一定律与能量守恒的关系，以及应用。
一、热力学第一定律的基本原理热力学第一定律指出：在一个封闭系统中，能量既不会凭空产生，也不会消失，只会从一种形式转化为另一种形式。
这种转化可以是热能转化为功或者功转化为热能的过程，但总能量守恒。
换句话说，能量的转化总和等于零。
热力学第一定律可以用以下公式表示：ΔU = Q - W其中，ΔU代表系统内能量的变化，Q代表系统获得的热量，W代表系统对外做的功。
二、热力学第一定律与能量转化根据热力学第一定律，能量在热力学系统中可以相互转化。
热力学系统可以是一个开放系统、封闭系统或者孤立系统。
在开放系统中，能量的输入和输出通过物质流动实现，例如蒸汽机的工作过程；在封闭系统中，能量的转化只有通过热传递和做功两种方式实现，例如汽车发动机的工作过程；在孤立系统中，能量不与外界交换，只能在系统内部转化，例如宇宙。
在实际应用中，将热力学第一定律与能量守恒原理结合起来，可以解释许多自然现象和实际工程问题。
例如，热力学第一定律可以解释燃烧过程中能量转化的原理，从而帮助优化燃烧系统的效率；它也可以用来分析热机的工作原理，评估热机的性能。
三、热力学第一定律的应用举例1. 汽车发动机汽车发动机是一个典型的封闭系统，它将燃油燃烧产生的热能转化为机械能，推动汽车行驶。
根据热力学第一定律，汽车发动机工作时，热量从燃烧室传递给工作物质（一般为气体），使其膨胀，从而产生做功的能力。
同样，发动机工作时也会有一部分热量通过散热、摩擦等途径损失，这是能量转化中不可避免的损耗。
2. 太阳能光伏发电太阳能光伏发电是利用太阳能光子的能量转化为电能的过程。
太阳能光伏发电系统中，光子的能量通过光伏材料的吸收和电子之间的跃迁，产生电流。
这个过程符合热力学第一定律，能量的输入为太阳光能，输出为电能，仍然满足能量守恒的原理。
10.3热力学第一定律__能量守恒定律
热力学第一定律 能量守恒定律题型一：热力学第一定律的简单应用例1：（教材习题变式）铁块和装有一定质量气体的气球吸收相同的热量，下列说法中正确的是：A ．铁块内能增加得多B ．气体内能增加得多C ．两者内能增加一样多D ．条件不够，无法判断．变式1：物体的内能增加了20Ｊ，则A ．一定是外界对物体做了20Ｊ的功B ．一定是物体吸收了20J 的热量C ．可能是外界对物体做了20J 的功，也可能是物体吸收了20J 的热量D ．可能是物体吸收热量的同时外界对物体做了功，且热量和功共20J题型二：气体状态变化过程中的内能变化例2：一定质量的理想气体，体积由V 1膨胀到V 2，如果是通过等压过程实现，做功为W 1、传递热量为Q 1、内能变化为△U 1；如果是通过等温过程实现，做功为W 2、传递热量为Q 2、内能变化为△U 2，则A 、W 1＞W 2，Q 1＞Q 2，△U 1＞△U 2B 、W 1＞W 2，Q 1＞Q 2，△U 1=△U 2C 、W 1＞W 2，Q 1=Q 2，△U 1=△U 2D 、W 1＜W 2，Q 1=Q 2，△U 1=△U 2变式2：若某种实际气体分子之间的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能大小与气体体积和温度的关系是A ．如果保持其温度不变，体积增加，则内能减小B ．如果保持其体积不变，温度升高，则内能增大C ．如果保持其体积不变，温度升高，则内能减小D ．如果保持其温度不变，体积增加，则内能增大题型三：涉及功能关系的问题例3：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E p （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A ．E p 全部转换为气体的内能功和内能：如果一个物体既不吸收热量也不放出热量，那么，当外界对它做功W 时，它的内能增量是ΔU ，则 。
热力学第一定律与能量守恒
热力学第一定律与能量守恒热力学第一定律和能量守恒是研究能量转换与守恒的基本原理和定律。
在能量的转化和传递过程中，热力学第一定律和能量守恒定律起到了至关重要的作用。
本文将介绍这两个定律的概念、基本原理以及在实际应用中的重要性。
一、热力学第一定律热力学第一定律，也称为能量守恒定律，是热力学的基本定律之一。
它可以用来描述热量和力学能量之间的转换关系。
简单来说，热力学第一定律可以表达为：在一个系统中，能量的增加等于热量和做功两部分之和。
即ΔE = Q - W，其中ΔE表示系统内部能量的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外界做的功。
热力学第一定律反映了能量在一个封闭系统中的守恒原理。
根据该定律，能量既不会消失，也不会从无中产生，只能在不同形式之间相互转换。
例如，当我们使用电器加热水时，电能被转化为热能，使水温升高。
这是能量形式的转换，但总能量保持不变。
二、能量守恒能量守恒，是自然界的一条基本定律，也是物理学中最基本的规律之一。
能量守恒原理指出：在一个孤立系统内，能量总量保持不变。
能量不会因为转移、转换或者消失，只能在不同的形式之间进行转化。
能量的形式有很多，例如机械能、热能、电能等等。
无论是当一个物体从一处高处下落，将其势能转化为动能，还是当物体进行摩擦运动时，将机械能转化为热能，或者是当我们点燃一根蜡烛，将化学能转化为热能和光能，能量的总量是不变的。
能量守恒原理在我们的日常生活中无处不在。
当我们吃东西时，食物的能量被转化为人体的生物能，使我们保持活力。
当我们使用电器时，电能被转化为光能、热能等其他形式的能量。
了解能量守恒原理对于我们合理利用能源、保护环境具有重要意义。
三、热力学第一定律与能量守恒的关系热力学第一定律实质上是能量守恒原理在热力学中的具体应用。
热力学第一定律表明了能量在热力学系统中的转化与守恒关系，为能量守恒原理提供了具体的表达形式。
根据热力学第一定律，系统内能量的变化等于热量和做功的总和。
热力学第一定律能量守恒
热力学第一定律能量守恒热力学是研究能量转化和能量守恒的物理学分支。
热力学第一定律即能量守恒定律，它表明在一个封闭系统中，能量既不会被创造也不会被毁灭，只会从一种形态转化为另一种形态。
本文将介绍热力学第一定律的基本概念和应用。
一、能量的定义能量是物体所具备的产生变化或做功的能力。
根据热力学第一定律，能量无法创造也无法消失，只会从一种形态转化为另一种形态。
根据能量的不同形态，我们可以将其分为热能、机械能、电能等。
二、热力学第一定律的表达式根据热力学第一定律，能量守恒可以用以下公式表示：ΔU = Q - W其中，ΔU代表系统内能量的变化，Q代表系统吸收的热量，W代表系统对外界做的功。
如果ΔU大于零，表示系统吸收了热量；如果ΔU小于零，表示系统释放了热量。
三、热力学第一定律的应用1. 热机热力学第一定律为热机的工作原理提供了理论依据。
热机将热能转化为机械能，如蒸汽机、内燃机等。
根据热力学第一定律，热机的效率由以下公式给出：η = 1 - Qc / Qh其中，η代表热机的效率，Qc代表热机排出的热量，Qh代表热机吸收的热量。
热机的效率永远小于1，这意味着在转化过程中会有一部分能量被转化为了无用的热量。
2. 热力学循环热力学第一定律也应用在热力学循环的研究中。
热力学循环是指在一定条件下，系统经历一系列状态变化后返回原始状态的过程。
根据热力学第一定律，循环过程中吸收的热量等于释放的热量加上对外界的做功。
根据这一原理，我们可以设计和优化热力学循环装置，如汽轮机、制冷循环等。
3. 热传导热力学第一定律也适用于热传导的研究。
热传导是指热能由高温物体传递到低温物体的过程。
根据热力学第一定律，传导过程中热量的流入等于流出。
热传导的速率和传导介质的性质有关，如导热系数、面积和温度差等。
四、能量守恒的重要性能量守恒是自然界中一个重要的基本原理。
它不仅适用于热力学系统，还适用于其他物理学领域。
能量守恒帮助我们理解和解释各种物理现象，如机械能守恒、动能与势能转化、电能守恒等。
热力学第一定律与能量守恒
热力学第一定律与能量守恒热力学第一定律是热力学基本定律之一，也是能量守恒定律在热力学体系中的具体表现。
本文将围绕热力学第一定律以及能量守恒展开论述，旨在深入探讨热力学和能量守恒的关系。
一、热力学第一定律的基本概念热力学第一定律，也称为能量守恒定律，是指能量在系统内的转化以及进出系统的动能的守恒。
简单来说，能量不会凭空产生或消失，只能在不同形式之间相互转化。
二、热力学第一定律的数学表达热力学第一定律可以用数学表达式来表示，常见的表达式为：ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内能量的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外界做功。
根据能量守恒定律，系统内能量的变化等于吸收的热量减去对外界所做的功。
三、能量守恒的重要性能量守恒是自然界中普适的物理定律，无论是在宏观尺度还是微观尺度，能量都得以守恒。
能量守恒性质的存在，使得我们可以更好地理解和解释自然界中的各种现象和过程。
在能源利用方面，也可以通过合理设计和利用能量转化过程来实现资源的节约与可持续发展。
四、热力学第一定律的应用热力学第一定律在工程领域和自然科学研究中具有广泛的应用。
下面列举几个常见的应用案例：1. 热力学循环分析热力学循环是指在一系列热力学过程中热能转化的循环过程，如蒸汽发电厂中的朗肯循环。
通过热力学第一定律，可以分析和计算热力学循环中能量的转化效率，为优化能源利用提供理论依据。
2. 汽车燃料消耗在汽车工作过程中，能量主要以热能的形式转化为机械能。
热力学第一定律可以用来分析汽车热能转化的效率，从而对汽车的燃料消耗进行评估和改进。
3. 自然界中的能量转化自然界中如生物体的能量转化、地球热能的流动等都可以用热力学第一定律来解释和分析。
这些应用不仅在科学研究中起到重要作用，还可以为环境保护和能源利用提供参考依据。
五、结语热力学第一定律与能量守恒是物理学中的基本概念和定律，它们对于研究能量的转化和利用具有重要意义。
通过深入理解和应用热力学第一定律，我们能够更好地掌握和解释能量守恒的原理，为人类社会的可持续发展提供科学依据。
《热力学第一定律_能量守恒定律》导学案
解答: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.判断下列说法是否正确。 (1)某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加。 (2)石子从空中落下,最后停止在地面上,说明机械能消失了。 (3)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,减少的机械能转化为内能,但总能量守恒。第源自节热力学第一定律 能量守恒定律
课时10.3 热力学第一定律 能量守恒定律
1.理解热力学第一定律。
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.通过对能量守恒定律的学习,认识自然规律的多样性和统一性。
5.知道第一类永动机是不可能制成的。
2.(考查能量守恒定律)汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑在这过程中( C )。 A.汽车的机械能守恒 B.汽车的动能和势能相互转化 C.机械能转化为内能,总能量守恒 D.机械能和内能之间没有转化
【解析】汽车沿斜坡匀速下滑,克服阻力做功,其动能不变、重力势能减小,即 减少的机械能转化为内能,所以C选项正确。 【点评】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,必须是只有重力或弹簧弹力做功;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。
4.(考查热力学第一定律的综合应用)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( D )。
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
10.3热力学第一定律-能量守恒
physic
第5页，共23页。
热力学第一定律 △U=W+Q
定律中各量的正、负号及含义
物理量 符号 意义 符号 意义
W
+
外界对系 统做功
－
系统对外界 做功
Q
+
系统吸收 热量
－
系统放出热 量
ΔU
+
系统内能 增加
－
系统内能减 少
上式在物理学中叫做热力学第一定律。
physic
第4页，共23页。
思考与讨论
1.一定量的气体从外界吸收了2.6105J的热 量，内能增加了4.2105J。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2.6105J不变，但是 内能只增加了1.6105J，做了多少功？计算结果 是负值。怎样解释这个结果？
教科书P55问题与练习参考答案
1.(1)水的内能增加。(2)铁棒的内能减少。
2.解：
( 1 mv 2 ) 80% cmt 2 t 123℃
physic
第23页，共23页。
1.每一种物质运动形式对应一种能量。
2.当发生能量从一种形式转化为另一种形式时，是通
过___做___功__实现的。这种转化意味着物质运动可由一
种形式转化成其他形式。
大量事实证明，任何形式的能转化为别种形式的
能时，总的能量都是守恒的。
在物质运动形式不变时，能量只从物体间发转
移，能的形式不会改变。
3.以焦耳的实验为基础的热力学第一定律，实际上就是内能 与其它能量发生转化时的能量守恒定律
热力学第一定律及能量守恒定律(学案)2016
热力学第一定律及能量守恒定律（学案）1、学习目标1.1知识和技能（1）理解热力学第一定律。
（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）通过能量守恒定律的学习，认识自然规律的多样性和统一性。
（5）知道第一类永动机是不能实现的。
1.2过程和方法通过本次课堂学习，提高自己的自主学习能力，以及培养自己乐于探究、勇于实验、勤于思考，培养学生的科学探究能力。
1.3情感、态度和价值观（1）学习众多科学家孜孜以求探索自然规律的精神。
（2）注重激发自己学习物理的情趣和社会责任感、使命感。
（3）体会能量守恒定律对于人类的指导意义。
2、学习重点和难点重点：热力学第一定律的理解和应用难点：能量守恒定律的理解3、学习过程【概念引入】利用探究实验引入概念探究：怎样使铁丝的温度升高（内能增加）？实验器材：一段铁丝，棉布，打火机方案一：____________________________________.方案二：____________________________________.做功和热传递都能改变物体的内能，这就是我们今天要学习的热力学第一定律的知识，请同学们自主阅读教材内容，完成学案中基础知识（一）基础知识(一)：热力学第一定律1.功和热：和这两种方法在改变内能方面是的，即一定数量的功与的热相对应。
2.定律内容：________________________________________________.3.表达式：________________________________________________.引起物体内能变化的物理过程有两种，做功和热传递，那么在这个变化过程中∆U、Q、W几个量的正、负值应该怎么取呢？思考与讨论(一)：表达式中∆U、Q、W几个量的正、负取值一定质量的气体，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，气体内能的变化量是多少？内能是增加了还是减少了？请同学们通过对上面题目的解答，归纳总结出热力学第一定律的符号法则：即时巩固：2009江苏高考物理卷若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J的功，则此过程中气泡________（填“吸收”或“放出”）的热量是_______J。
10.3热力学第一定律
(2)表达式:ΔU=Q+W。 (3)W、Q、ΔU正负号的确定 ①W:外界对系统做功,W取正值;系统对外界做功,W取负值。 ②Q:系统从外界吸热,Q取正值;系统向外界放热,Q取负值。 ③ΔU:系统内能增加,ΔU取正值;系统内能减少,ΔU取负值。
二、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。
3 热力学第一定律 能量守恒定律
一、热力学第一定律 1.改变内能的两种方式:做功与热传递。 (1)两者在改变系统内能方面是等价的。 (2)外界只对系统做功ΔU=W 或者外界只给系统传热 ΔU=Q (3)外界对系统同时发生做功和热传递时ΔU=Q+W 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。
一、对热力学第一定律的理解 1.热力学第一定律的意义 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方式是等价 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。 2.对表达式ΔU=Q+W 中各量符号的规定 做功W 取正值“+” 外界对系统做功 热量Q 内能的改变ΔU
水银槽液面下降一样，大气压力对水银槽的水银做功一样多，转化的能量一样 多，最终以什么形式能量存在？
二、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:机械运动对应机械能,分子的热运动对应内 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。
热力学第一定律能量守恒
热力学第一定律能量守恒热力学第一定律：能量守恒热力学第一定律是能量守恒原理在热力学中的体现。
它表明，在一个封闭系统中，能量不能被创造或销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。
本文将介绍热力学第一定律，并探讨其在能源转化和可持续发展中的重要性。
在热力学中，能量被分为几种形式，包括内能、机械能和热能等。
热力学第一定律指出，系统的能量变化等于系统所吸收的热量和做功之和。
这可以用以下方程式来表示：ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内能的变化，Q代表系统吸收的热量，W表示系统对外界所做的功。
根据这个方程式，我们可以看出，如果系统吸收的热量大于做的功，系统的内能将增加；而如果系统的做功大于吸收的热量，系统的内能将减少。
热力学第一定律的重要性体现在能源转化和可持续发展中。
能源转化是将一种形式的能量转化成另一种形式的过程。
热力学第一定律告诉我们，在能源转化中，能量是守恒的，不会凭空消失或增加。
这意味着我们需要合理利用现有能源资源，避免浪费和不必要的能量损失。
可持续发展是当今社会面临的一项重要任务。
热力学第一定律在可持续发展中发挥着重要作用。
对于能源的利用，我们需要追求高效能源转化，减少能量的浪费和环境的破坏。
通过优化能源系统的设计和运行，我们可以提高能源利用效率，减少对环境的负面影响。
另外，热力学第一定律也与能源管理密切相关。
对于工业生产和建筑设计等领域，合理利用能源是节约成本、提高效益的重要手段。
通过实施有效的能源管理措施，如能源审计、能源监测和能源优化等，可以更好地控制能源消耗，实现能源的可持续利用。
总结起来，热力学第一定律是能量守恒原理在热力学中的体现。
它告诉我们能量是不会凭空消失或增加的，只能从一种形式转化为另一种形式。
在能源转化和可持续发展中，热力学第一定律的重要性不可忽视。
我们需要合理利用能源资源，追求能源的高效转化，以实现能源的可持续利用。
通过有效的能源管理措施，我们可以减少能源消耗，降低环境污染，推动社会的可持续发展。
热力学第一定律与能量守恒
热力学第一定律与能量守恒热力学第一定律是热力学中最基本的定律之一，它与能量守恒密切相关。
本文将探讨热力学第一定律与能量守恒的关系，介绍其基本概念和应用。
一、热力学第一定律的基本概念热力学第一定律又称为能量守恒定律，它陈述了能量在物质系统中的转化规律。
根据该定律，能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量的量不会发生变化。
能量的转化可以通过热量（Q）和功（W）来描述。
热量是能量的一种形式，可以通过温度差转移给物体，使其温度升高或降低。
功是物体对外界做的有序力所做的功，可以通过力和位移的乘积来计算。
二、热力学第一定律的数学表达式热力学第一定律可以用以下数学表达式表示：ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内部能量的变化，Q表示系统所吸收或释放的热量，W表示系统对外界所做的功。
根据热力学第一定律，系统内部能量的增加等于所吸收的热量减去所做的功。
当系统吸收热量时，系统的内部能量会增加；当系统释放热量时，系统的内部能量会减少。
三、能量守恒的应用能量守恒是许多领域中重要的基本原理，如热力学、动力学、电磁学等。
以下是能量守恒在两个具体领域的应用。
1. 热力学系统在热力学系统中，能量守恒可以用于分析系统的热量和功的转化。
例如，当我们研究热机的工作原理时，可以使用热力学第一定律来说明热机从热源吸热产生功的过程。
2. 机械系统在机械系统中，能量守恒可以用于分析机械系统的动能和势能的转化。
例如，当我们研究物体在重力场中的运动时，可以使用能量守恒来说明物体从势能转化为动能或相反的过程。
四、热力学第一定律与能量守恒的关系热力学第一定律和能量守恒是密切相关的。
热力学第一定律描述了能量转化的规律，而能量守恒原理则说明了能量总量不会发生改变。
两者共同构成了能量的转化和守恒的完整描述。
通过热力学第一定律和能量守恒原理，我们可以更好地理解和分析各种物理过程，从宏观和微观的角度揭示能量变化的规律。
这有助于我们优化能源利用，提高能源利用效率，推动可持续能源的发展。
10.3热力学第一定律_能量守恒定律
2．与热力学第一定律相匹配的符号法则： 做功 W 取正值 “＋” 取负值 “－” 外界对 系统做 功 系统对 外界做 功 热量 Q 系统从外界 吸收热量 内能的改变 ΔU
系统的内能增加
系统向外界 放出热量
系统的内能减少
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是( A．减小 20J C．减小 220J
题型 1 热力学第一定律的应用
一定质量的气体从外界吸收了 4.2×105J 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？
解析：(1)气体从外界吸热为 Q＝4.2×105J 气体对外做功 W＝－6×105J 由热力学第一定律 ΔU＝W＋Q＝(－6×105J)＋(4.2×105J)＝ －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。
第三节 热力学第一定律 能量守恒定律
知识点 1
热力学第一定律
1.改变内能的两种方式：做功 和 热传递 。 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
知识点 2
能量守恒定律
1.能量守恒定律内容：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)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，说 明气体分子的平均动能一定减少了。
热力学第一定律能量守恒
热力学第一定律能量守恒热力学第一定律是热力学的基本定律之一，它表明能量在系统和周围环境之间可以相互转换，但总能量守恒。
在热力学中，能量是一个关键的概念，它可以以不同的形式存在，如热能、功和内能。
能量守恒原理是一个普遍适用于自然界的基本原则。
能量守恒的概念最早由19世纪热力学家提出，其基本形式可以表述为：在一个封闭的系统中，能量总量始终保持不变。
这意味着在任何一个热力学过程中，能量既不会创造出来，也不会消失。
这一定律表明能量的转换是相互关联的，系统所得到的能量必然来自其周围环境。
根据热力学第一定律，能量可以以不同的形式进行转换。
其中一个重要的形式是热能。
当物体之间存在温度差时，热能会从高温物体流向低温物体，直到两者达到热平衡。
这个过程称为热传导。
另外，能量还可以以功的形式转换。
功是由力对物体所做的作用，可以通过物体的位移和力的大小来计算。
除此之外，能量还可以以内能的形式存在于物体内部。
在能量转换过程中，热力学第一定律可以用数学表达式来描述。
假设系统的内能为U，系统对外做的功为W，系统从外界吸收的热量为Q，根据能量守恒，可得：△U = Q - W这个方程被称为能量守恒方程或第一定律方程。
左侧的△U表示系统内能的变化，右侧的Q表示系统吸收的热量，而W表示系统对外做的功。
根据正负号的定义，当系统吸收热量时，Q为正值，当系统对外界做功时，W为负值。
因此，能量守恒方程可理解为系统内能的变化等于吸收的热量减去对外界所做的功。
热力学第一定律的一个重要应用是热机。
热机是能够将热能转化为功的设备。
根据能量守恒原理，热机从高温热源吸收热量，以产生功。
热机可以是蒸汽机、汽轮机或内燃机等。
这些机器利用热力学的基本原理，将热能转化为可用的功。
总之，热力学第一定律能量守恒原理在热力学中扮演着极其重要的角色。
它确保了能量在系统和周围环境之间的平衡转化，保持整个体系的能量总量不变。
这个定律不仅在理论研究中具有重要意义，也广泛应用于工程技术和自然科学的实践中。
热力学第一定律与能量守恒
热力学第一定律与能量守恒热力学第一定律是热力学中的基本原理之一，它与能量守恒密切相关。
本文将介绍热力学第一定律和能量守恒的概念以及它们在实际应用中的重要性。
热力学第一定律是指热力学系统内部能量的守恒原则，即能量既不能被创造，也不能被破坏，只能从一种形式转化为另一种形式。
根据热力学第一定律，一个封闭系统内部的能量变化等于系统对外界所做的功加上从外界传入的热量。
能量守恒原理是自然界中最基本的定律之一，它表明在任何封闭系统中，能量的总量不会改变。
这意味着能量可以从一个物体或系统传递到另一个物体或系统，但总能量始终保持恒定。
热力学第一定律和能量守恒在日常生活和工程实践中有着广泛的应用。
例如，在能源领域，我们可以利用热力学第一定律和能量守恒的原理来分析和优化能源转化过程。
通过热力学循环，我们可以将一种能量形式转化为另一种能量形式，以满足人们的需求。
这在发电厂、汽车引擎等领域中得到了广泛应用。
此外，热力学第一定律和能量守恒也在环境保护和可持续发展方面起着重要作用。
我们知道，能源资源有限，对环境的影响是不可忽视的。
通过应用热力学第一定律和能量守恒原理，我们可以寻找能源利用的最佳途径，减少能源浪费，降低对环境的污染，实现可持续发展。
在实际应用中，确定系统的边界和能量的转换方式是关键步骤。
首先，我们需要明确研究的对象是一个封闭系统，即系统与外界没有物质交换。
其次，我们需要确定能量转换的形式，包括功和热量。
功是由于物体的移动、推动或变形所做的功，热量是由于热传递而引起的能量变化。
在分析系统能量转换过程时，我们可以使用热力学中的能量方程和质量方程。
能量方程描述了能量的转换和传递过程，而质量方程描述了物质的流动和变化过程。
这些方程可以帮助我们理解和预测系统中能量与物质的变化。
总之，热力学第一定律和能量守恒是热力学中的基本原理，也是能源转化和环境保护等领域中不可或缺的概念。
通过应用这些原理，我们可以更好地理解和优化能量转化过程，实现可持续发展的目标。
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班级 姓名 成绩 §10.3热力学第一定律 能量守恒定律
[自主学习]
1.热力学第一定律
（1）.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。
这个关系叫做热力学第一定律。
其数学表达式为：ΔU=W+Q
（2）.与热力学第一定律相匹配的符号法则
就不可能实现能量的转化或转移，同时也进一步揭示了能量守恒定律。
（4）应用热力学第一定律解题的一般步骤：
①根据符号法则写出各已知量（W 、Q 、ΔU ）的正、负；
②根据方程ΔU=W+Q 求出未知量；
③再根据未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做功情况。
2.能量守恒定律
⑴.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。
⑵.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；炽热电灯发光可以将电能转化为光能。
⑶.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其总量不变。
这就是能量守恒定律。
(4).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。
(5).能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程。
(6). 能量守恒定律的重要意义
汾湖高级中学高二物理同步训练 命题人 吴 芳 审核人 吴 芳 日期 _ 3.27 _
第一，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，学习这个定律，不能满足一般理解其内容，更重要的是，从能量形式的多样化及其相互联系，互相转化的事实出发去认识物质世界的多样性及其普遍联系，并切实树立能量既不会凭空产生，也不会凭空消失的观点，作为以后学习和生产实践中处理一切实际问题的基本指导思想之一。
第二，宣告了第一类永动机的失败。
3.第一类永动机不可能制成
任何机器运动时只能将能量从一种形式转化为另一种形式，而不可能无中生有地创造能量，即第一类永动机是不可能制造出来的。
[典型例题]
例1.一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是（）
A.W=8×104J，ΔU =1.2×105J ，Q=4×104J
B.W=8×104J，ΔU =－1.2×105J ，Q=－2×105J
C.W=－8×104J，ΔU =1.2×105J ，Q=2×104J
D.W=－8×104J，ΔU =－1.2×105J ，Q=－4×104J
例2.一定质量的气体，在压缩过程中外界对气体做功300J，但这一过程中气体的内能减少了300J，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收（或放出）多少热量？
例3.一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J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？
[巩固练习]
1．关于物体内能的变化，以下说法正确的是（）
A.物体吸热，内能一定增大
B.物体对外做功，内能可能增大
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
2．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是（）
A.秋千的机械能守恒
B.秋千的能量正在消失
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3．下列各物体在所经历的过程中，内能增加的有( )
A.在光滑斜面上由静止释放而下滑的物体
B.水平飞行并射穿木块的子弹
C.在绝热的条件下被压缩的气体
D.在光滑水平面上运动的两个小球，碰撞后以共同的速度运动
4．在热力学第一定律的表达式ΔU=W+Q中关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负，下列说法中正确的是（）
A.外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为正
B.物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为负
C.物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为正
D.外界对物体做功时W为负，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为负
5．对于在一个大气压下100℃的水变成100℃的水蒸气的过程中，下列说法正确的是（）
A.水的内能增加，对外界做功，一定是吸热
B.水的内能不变，对外界做功，从外界吸热
C.水的内能减少，对外界不做功，向外界放热
D水的内能增加，对外界做功，向外界放热
6．为使一个与外界保持良好热交换状态的物体的内能能够明显变化，以下方法可行的是（）
A.以较大的功率对物体做功
B. .以较小的功率对物体做功
C.该物体以较大的功率对外做功
D. 该物体以较小的功率对外做功
7．如图所示是一定质量的理想气体从状态A经B至C的P—1
V
图线，则在此过程（）
A.气体的内能改变
B.气体的体积增大
C.气体向外界放热
D.气体对外界做功
8．从10m高空由静止开始下落的水滴，在下落的过程中，水滴重力势能的40﹪转化为水的内能使水的温度升高，则水滴落下后温度升高多少？[水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）]
答案：例1.B，例2.放出600J，例3.减少1.8×105J，增加，减少。
练习：1.BC，2.D，3.BCD，4.C，5.A，6.AC，7.C，8. 0.01℃。