高二物理热力学第一定律
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。
高二物理热力学第一定律
D、大气压力对水不做功，水的内能增加
习题精选
1、一定质量的理想气体，如果体积膨胀，同时吸收热量， 下列关于该气体内能变化的说法中正确的是（ A、C ）
A、如果气体对外做的功大于吸收的热量，气体内能将减少 B、如果气体对外做的功小于吸收的热量，气体内能将减少 C、如果气体对外做的功等于吸收的热量，气体内能将不变 D、如果气体对外做的功等于吸收的热量，气体内能可能改变
典型例题
如图所示容器，A、B 中各有一个可以自由移动的活塞， 活塞下面是水，上面为大气，大气压恒定。 A、B 间用带有 阀门的管道相连，整个装置与外界隔热．A 容器的横截面积 大于 B 容器的横截面积，开始时 A 的液面高于 B 的液面， 开启阀门后，A 中的水逐渐流向 B，直至两边液面相平．在 D ） 这个过程中（ A、大气压力对水做功，水的内能增加 B、水克服大气压力做功，水的内能减小 C、大气压力对水不做功，水的内能不变
解:重锤打击一次的动能:EK=Mv2/2= 200 ( J )
重锤连续打击20次的动能 K总=4000 ( J ) 转化成内能ΔU=ηE总=2400(J) 由Q = C m Δt 吸收的热量Q= η ΔU=1200(J) 得Δt = 4 ℃
布置作业：
1、认真阅读课本选修3－3第65－68页，理解所学内容。 2、做题，课本选修3－3第69页问题与练习。
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：违背了能量守恒定律。
2、永动机给我们的启示
人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律。
下面让我们来看看几种永动机模型 。见识一下人 们对永动机的研究情况：
著名科学家达·芬奇早在15世纪就提出过永动机不可能 的思想，他曾设计过一种转轮，如图1所示，
高二物理热力学第一定律2
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
例3 如图11.6-2所示，直立容器内部有被隔 开的A、B两部分气体，A的密度小，B的密度 较大，抽去隔板，加热气体，使两部分气体 均匀混合，设在此过程中气体吸热Q，气体内 能增量为Δ U，则：
A.Δ U＝Q
五、热力学第一定律 能量守恒定律 1、热力学第一定律
用W、Q、ΔU表示功、热量、内能的改变量， 则： ΔU=w+Q
2、能的转化和守恒定律
外界对物体做功时w取“+”号，
物体对外界做功时w取“-”号；
从外界吸热Q取“+”号，
向外界放热Q取“-”号，
内能增加取“+”号， 内能减少取“-”号。
能量既不能凭空产生，也不能 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。
例1 如图所示，质量为m的小木块A以水平初 速度v0冲上质量为M,长为l，置于光滑水平面 上的木板B，恰好没从B木板上掉下，AB间动 摩擦因素为μ ，思考：摩擦力做功是否全转化为内能）
例2 关于物休内能的变化，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，内能一定减小
C.Δ U＞q
B.Δ U＜Q
D.无法比较
A
B
例4 光滑的水平桌面上一块质量M＝400g的 木块，被一颗质量m＝20g，以水平速度v＝ 500m/s飞行的子弹击中，子弹穿出木块时的 速度v1＝300m/s.若子弹击中木块的过程中， 系统损失的机械能全部转变为热能，其中η ＝41.8%部分被子弹吸收使其温度升高，已知 子弹的比热c＝125J/kg· ℃.试求子弹穿越木 块过程中升高的温度.
高二热力学第一定律
∵ PV/T=恒量 △ P=0 V ∴△ U<0 ∵ △ V>0∴W<0 根据热力学第一定律△U=Q+W Q=△U-W ∴Q>0
能量守恒定律
表述：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失， 它只会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，在转化或转移过程 中其总量不变。
◆能量守恒定律普遍适用，那个包含了所有形式 的能量。
• 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做功之和。
• 热力学第一定律反映功、热量与内能改变之间 的定量关系 • 公式：
△U=Q+W
• 运用热力学第一定律前要明确系统
(一)功W
1 广义的功:力学相互作用下的能量传递。
2 符号
W>0
W<0
外界对系统做功
系统对外界做功
(二)热量Q
1 系统与外界存在温度差时，系统与外界交 换的能量。 2 符号
Q>0 Q<0
系统从外界吸热
系统向外界放热
(三)内能增量△U
1 内能U的含义 (1)微观含义：
(2)不包括系统整体宏观运动的机械能 2 符号
△U>0
△U<0
内能增加
内能减少
归纳：
符号 W
QБайду номын сангаас△U
练习： （1）
>0
外界对系统做功
系统从外界吸热 系统 内能增加
10.3热力学第一定律 能量守恒定律
复习：
• 绝热过程，系统内能增量=外界对系统做的功
△U=W
• 单纯传热过程，系统内能增量=系统从外界吸热
△U=Q
思考：
高中物理 第二章热力学第一定律 - 热能工程
第二章 热力学第一定律一、目的及要求：掌握热力学第一定律在闭口系统及开口系统的表达式，掌握状态参数热力学能U 及焓H 的含义，掌握各种功（流动功、推动功、容积变化功、技术功等）的含义。
二、内容：2.1热力学第一定律的实质 2.2热力学能和总能 2.3能量的传递与转化 2.4焓及热力学第一定律的基本能量方程式 2.5 开口系统的能量方程式及能量方程式的应用三、重点及难点：2.1 深入理解热力学第一定律的实质，熟练掌握热力学第一定律及其表达式。
能够正确、灵活地应用热力学第一定律表达式来分析计算工程实际中的有关问题。
2.2 掌握能量、储存能、热力学能、总能的概念。
2.3 掌握体积变化功、推动功、轴功和技术功的要领及计算式。
2.4 注意焓的引出及其定义式。
四、主要外语词汇：enthalpy, first law of thermodynamics,五、本章节采用多媒体课件六、复习思考题及作业：思考题：1、热力学第一定律的实质是什么？2、闭口系热力学第一定律的两个数学表达式q du w δδ=+和t q dh w δδ=+的适用范围有何不同？3、工质进行膨胀时是否必须对工质加热？工质吸热后热力学能是否一定增加？对工质加热其温度反而降低是否有可能？4、膨胀功、推动功、轴功和技术功四者之间有何联系和区别？5、为什么推动功出现在开口系能量方程式中，而不出现在闭口系能量方程式中？6、什么是焓？它的物理意义是什么？为什么说它是工质的状态参数？7、如图中过程1-2与过程1-a-2，有相同的初态和终态，试比较两过程的功谁大谁小？热量谁大谁小？热力学能的变化量谁大谁小？8、如图所示一内壁绝热的容器，中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持高度真空。
如果将隔板抽出，容器中空气的热力学能如何变化？为什么？作业：2－3，2－5,2－6,2－8,2－9,2－11，2－12第二章热力学第一定律热力学第一定律是热力学的基本定律之一，它给出了系统与外界相互作用过程中，系统能量变化与其它形式能量之间的数量关系。
高二物理选修课件热力学第一定律能量守恒定律
01
孤立系统
与外界既没有物质交换也没有 能量交换的系统。
02
封闭系统
与外界有能量交换但没有物质 交换的系统。
03
开放系统
与外界既有能量交换又有物质 交换的系统。
能量转化与传递方式
03
做功
热传递
内能变化
在热力学中，做功是指系统对外界或外界 对系统所做的功，它是能量转化的一种方 式。
热量从高温物体传向低温物体的过程，或 者从同一物体的高温部分传向低温部分的 过程。
01
热力学第一定律概述
热力学第一定律定义
01
热力学第一定律
02
能量守恒
热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量 互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变。
热力学第一定律表明，能量在封闭系统内不能被创造或消灭，只能从 一种形式转化为另一种形式，总量保持不变。
热力学系统与外界关系
热力学第一定律在日常生 活中的应用
汽车引擎工作原理及效率分析
汽车引擎工作原理
汽车引擎通过燃烧汽油或柴油等燃料，将化学能转化为热能 ，再通过热机过程将热能转化为机械能，从而驱动汽车行驶 。
效率分析
在汽车引擎中，燃料的化学能只有一部分转化为机械能，其 余部分以废热的形式散失到环境中。引擎的效率取决于多个 因素，如燃烧效率、热传导损失、机械摩擦损失等。
太阳能热水器工作原理及性能评价
太阳能热水器工作原理
太阳能热水器利用太阳能集热器吸收太阳辐射能，将其转化为热能并传递给水， 使水温升高。太阳能集热器通常由吸热板、保温层和外壳组成。
性能评价
太阳能热水器的性能主要取决于集热器的集热效率、保温性能以及热水器的容量 和结构设计。高效的太阳能热水器能够在充足的阳光下提供大量的热水，同时保 持较低的散热损失。
热力学第一定律的内容及公式
热力学第一定律的内容及公式
热力学第一定律是热力学很重要的定律，简称为第一定律。
热力学第一定律是物理和化学中最基本也是最重要的定律，概括地说，它指出了总热量是不可消失的，即能量守恒定律。
它是由德国物理学家莱布尼兹在1850年发现的。
热力学第一定律指出，内能系统内所有物质之间的总热量交换是不可消失的，即总热量守恒定律，在反应过程中能量不会消失，它只能以动能形式存在，也就是说，能量可以有很多形式存在，但是总量是不变的。
它可以用如下的公式来表示：
E=q+w
其中，E表示热力学第一定律定义的能量总量；q表示热量；w
表示功能。
热力学第一定律可以用来解释诸如内能的变化、热动力学中的功能过程、经典热力学定律的发展，以及熵的概念。
它的应用还可以普遍用于热力学和热工程的其他领域。
所有的能量转换都可以用热力学第一定律进行表述，即能量在某种形式变换到另一种形式的守恒定律。
比如，当将动能转化为功能，则q+w=E，即动能变为功能的过程中，能量总量E是不变的。
当功能转化为动能，则q-w=E，即功能变为动能的过程中，能量总量E也是不变的。
总之，热力学第一定律是一个重要的定律，它表明能量总量在任何过程中都是守恒的，它是对物理和化学中反应过程能量变化的最基
本的定律。
热力学第一定律解释了热力学和热工程中诸如内能的变化、热动力学中的功能过程、熵的性质及其变化的原理，在热力学和热工程的理论和应用方面有着重要的意义。
高二物理热力学第一定律
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？
1.一个物体，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.
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2.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.
热力学第一定律
分子 动能
•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
•分子动能的平均值仅和温度有关
分子 势能
•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
外界对物 － 体做功 物体吸收 － 热量 内能增加 －
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？
热力学第 一定律 各量的正 负号含义
应用
能量守 恒定律
用动机不 可能制成
总结
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？
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： 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？
人教版高二下物理选修：热力学第一定律能量守恒定律PPT课件
√
4
一、热力学第一定律
[导学探究] (1)如图1示，快速推动活塞对汽缸内气体做功10 J，气体内能改变了多少？若保持气体体积不变，外界 对汽缸传递10 J的热量，气体内能改变了多少？
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一、热力学第一定律
(2)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通过做功的方法， 还是使用了传热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价的，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？
人教版高二下物理选修3-3：10.3热力 学第一 定律 能量守恒定律 (共51张PPT)
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人教版高二下物理选修3-3：10.3热力 学第一 定律 能量守恒定律 (共51张PPT)
二、能量守恒定律的理解和应用
[导学探究] (1)使热力学系统内能改变的方式有做功和热传递.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？ (2)下图为一种所谓“全自动”的机械手表，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，维持表针走动的能量是从哪儿来的？
10.3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.两者在改变系统内能方面是等价的. 2.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. 3.热力学第一定律的表达式：ΔU＝Q＋W.
2
二、能量守恒定律
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，能量的总量保持不变. 2.能量守恒定律的意义 (1)各种形式的能可以相互转化. (2)各种物理现象可以用能量守恒定律联系在一起. 3.永动机不可能制成 (1)第一类永动机：人们把设想的不消耗能量的机器称为第一类永动机. (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.
高二物理选修热力学第一定律能量守恒定律教案
3. 几点说明
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பைடு நூலகம்
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
3.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
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 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4.一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
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 P54
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
例1.一定质量的气体在被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300J 问此过程过程中气体是吸热还是放热吸收或放 出多少热量
•解：由题意知：W=300JΔU= -300J 由ΔU=W+Q可得： Q=ΔU-W =-300J-300J= -600J Q为负表示气体放热600J
• 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
3.2热力学第一定律讲义-高二下学期物理人教版选择性
选择性必修第三册第三章热力学定律知识点热力学第一定律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.在热力学第一定律的表达式中，U∆是系统的内能的变化量，U∆为正,表示系统内能增加, U∆为负,表示系统内能减少。
Q为正, 表示系统从外界吸收热量；Q为负, 表示系统向外界放出热量；当系统的变化是绝热过程时，Q=0。
物体的体积变大，W为正, 表示外界对系统做正功,；物体体积变小，W为负, 表示系统对外界做正功或者表示外界对系统做负功；物体的体积不变，W=0。
3．应用热力学第一定律解题的一般步骤(1)选择研究对象；(2)确定初末状态；(3)根据符号法则写出W、Q、ΔU中的已知量；(4)根据ΔU＝W＋Q写出方程；(5)求解、答。
一般情况功的计算用力学知识；对于做等压变化的气体可用公式V=pW∆来计算，其中p为气体的压强，Vp-图像中，∆是气体的体积变化；在气体的Vp-中的“面积”。
W在数值上等于V对于一定质量的理想气体，内能只是温度的函数，气体的温度升高；内能增大，气体的温度降低，内能减小；气体的温度不变，内能不变。
基础必做练习【1】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【2】(多选)下列过程可能发生的是(ABD)A．物体吸收热量，对外做功，同时内能增加B．物体吸收热量，对外做功，同时内能减少C．外界对物体做功，同时物体吸热，内能减少D．外界对物体做功，同时物体放热，内能增加【3】一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104×105 J，则下列各式正确的是(B)A．W＝8×104 J，ΔU×105 J，Q＝4×104 JB．W＝8×104 J，ΔU×105 J，Q＝－2×105 JC．W＝－8×104 J，ΔU×105 J，Q＝2×104 JD．W＝－8×104 J，ΔU×105 J，Q＝－4×104 J【4】如图所示是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩一定质量的理想气体，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)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【5】(多选)二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一个可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度的变化，二氧化碳可视为理想气体，则此过程中(BC) A．封闭气体对外界做正功B．封闭气体向外界传递热量C．封闭气体分子的平均动能不变D．封闭气体从外界吸收热量【6】一定质量的气体从外界吸收了50 J的热量，同时对外做功100 J，则物体的内能________(填“增加”或“减少”)________ J.答案减少50【7】如图所示，快速推动活塞对汽缸内气体做功10 J，气体内能改变了多少？若保持气体体积不变，汽缸向外界传递10 J的热量，气体内能改变了多少？若推动活塞对汽缸内气体做功10 J的同时，汽缸向外界传递10 J的热量，气体的内能改变了多少？答案内能增加了10 J；减少了10 J；没改变．【8】(2020·济南市期中)如图所示，内壁光滑的绝热汽缸固定在水平面上，其右端由于有挡板，厚度不计的绝热活塞不能离开汽缸，汽缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞距汽缸右端的距离为0.2 m．现对封闭气体加热，活塞缓慢移动，一段时间后停止加热，此时封闭气体的压强变为2×105 Pa.已知活塞的横截面积为0.04 m2，外部大气压强为1×105 Pa，加热过程中封闭气体吸收的热量为2 000 J，则封闭气体的内能变化量为(B)A．400 J B．1200 J C．2 000 J D．2 800 J【9】(多选)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体(AC)A．体积减小，内能增大B．体积减小，压强减小C．对外界做负功，内能增大D．对外界做正功，压强减小【10】(2020·天津市期中)如图所示，一定质量的理想气体，由状态a等压变化到状态b，再从b等容变化到状态c，a、c两状态温度相等．下列说法正确的是(D) A．从状态b到状态c的过程中气体吸热B．气体在状态a的内能大于在状态c的内能C．气体在状态b的温度小于在状态a的温度D．从状态a到状态b的过程中气体对外做正功【11】(2020·济南市期末)一定质量的理想气体，从状态a开始，经历ab、bc、ca 三个过程回到原状态，其V－T图像如图所示，其中图线ab的反向延长线过坐标原点O，图线bc平行于T轴，图线ca平行于V轴，则(A)A．ab过程中气体压强不变，气体从外界吸热B．bc过程中气体体积不变，气体不吸热也不放热C．ca过程中气体温度不变，气体从外界吸热D．整个变化过程中气体的内能先减少后增加综合提升练习【1】(多选)×104×104 J，则下列关于理想气体的说法正确的是(AD)A．气体温度一定升高B．气体的内能一定减少C．气体的压强一定不变D．分子间平均距离一定增大【2】(多选)夏天，从湖底形成一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂，如图.若越接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内气体看作理想气体．则上升过程中，以下说法正确的是(AB)A．气泡内气体对外界做功B．气泡内气体分子平均动能增大C．气泡内气体温度升高导致放热D．气泡内气体的压强可能不变【3】(多选)(2020·山东高二期中)如图为一消毒水简易喷洒装置，内部装有一定量的水，水上部是密封的空气，喷洒口管径细小．现保持阀门紧闭，通过打气筒再充入一些空气．设所有过程温度保持不变，下列说法正确的有(ACD) A．充气后，密封气体分子单位时间撞击器壁次数增多B．充气后，密封气体的分子平均动能增大C．打开阀门后，密封气体对外界做正功D．打开阀门后，密封气体从外界吸热【4】(多选)(2020·南和县第一中学高二期中)一定质量的理想气体，经历如图所示的循环，该过程每个状态视为平衡态，各状态参数如图所示，已知a×10－3 m3，则下列说法正确的是(BD)A．各状态气体体积V a＝V b＞V c＝V dB．b→c过程中，气体吸热C．c→d过程中，气体内能增加D．d→a过程中，外界对气体做功200 J【5】(2020·安徽省二模)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图像如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27 ˚C，气体由状态B到C过程从外界吸收热量Q＝300 J，求：(1)该气体在状态C时的温度；(2)该气体从状态B到状态C的过程中内能变化量．答案(1)300 K(2)100 J【6】(2020·长郡中学高二月考)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p－V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为T A＝300 K，试求：(1)气体在状态C时的温度T C；(2)若气体在A→B过程中吸热1 000 J，则在A→B过程中气体内能如何变化？变化了多少？答案(1)375 K(2)气体内能增加了400 J【7】(2020·福建期末)研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过56 ˚C时，30分钟就可以灭活．如图，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在绝热汽缸下部a内，汽缸顶端有一绝热阀门K，汽缸底部接有电热丝E.a缸内被封闭气体初始温度t1＝27 ˚C，活塞位于汽缸中央，与底部的距离h1＝60 cm，活塞和汽缸间的摩擦不计．(1)若阀门K始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与底部的距离h2＝66 cm，持续30分钟后，试分析说明a内新冠病毒能否被灭活？(2)若阀门K始终闭合，电热丝通电一段时间，给a缸内气体传递了Q×104 J的热量，稳定后气体a内能增加了ΔU×103 J，求此过程气体b的内能增加量．答案×103 J。
热力学第一定律(高中物理教学课件)
二.热力学第一定律的应用
3. 气体状态变化的几种特殊情况：
①绝热过程：Q＝0，则ΔU＝W，不发生热传递，系统内 能的变化只与做功有关（分绝热膨胀和绝热压缩） ②等温过程： ΔU＝0，则W＝－Q，气体内能不变，外 界对气体做的功与气体吸收的热量等值异号（分等温膨 胀和等温压缩） ③等容过程：W＝0，则ΔU＝，气体不做功，系统内能 的变化只与热传递有关（分升温升压和降温降压） ④等压过程：等压膨胀，温度升高，内能增加，对外做 功，气体吸热；等压压缩，温度降低，内能减少，对内 做功，气体放热
解：根据热力学第一定律：U W Q 2.5105 J 1.2105 J Q
Q 1.3105 J， 气体向外界放热1.3105 J的功
二.热力学第一定律的应用
1.判断气体是否做功的方法： 一般情况下看气体的体积是否变化． ①若气体体积增大，表明气体对外界做功，W<0 ②若气体体积减小，表明外界对气体做功，W>0
例10. 如图所示，置于水平桌面上的汽缸导热良好， 用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸 壁间无摩擦。现用水平向右的外力F作用在活塞 上，使其缓慢向右移动，汽缸始终静止，外界温 度保持不变。在活塞被拉出汽缸前的过程中（ A） A．气体对外界做功，吸收热量 B．气体温度降低，放出热量 C．气体压强逐渐减小， 内能减小
D.大气压力对水不作功， 水的内能增加
例12. （多选）如图所示，绝热的容器内密闭一定 质量的理想气体（不考虑分子间的作用力），用 电阻丝缓慢对其加热时，绝热活塞无摩擦地上升， 下列说法正确的是（ AD ） A．单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数减少 B．电流对气体做功，气体对外做功，气体内能 可能减少 C．电流对气体做功，气体又对外 做功，其内能可能不变 D．电流对气体做的功一定大于气 体对外做的功
高二物理课件 10.3 热力学第一定律 能量守恒定律 (人教版选修3-3)
【标准解答】选B、D.抽开隔板K后，a内的稀薄气体进入真空 b内，a内的稀薄气体做功W=0，绝热容器不与外界发生热传 递，则Q=0，根据热力学第一定律：Δ U＝W+Q,可得Δ U=0,则 内能不变，故A错误，B正确；稀薄气体可看做理想气体，内 能仅由温度决定，由于Δ U＝0，则气体温度不变.根据玻意耳 定律，气体体积变大，则压强变小，故C错误，D正确.
内能Δ U的符号理解记忆，增加取正号减少取负 号，然后利用单纯绝热过程理解W的符号.Δ U=W.内能增加，当 然要外界对物体做功时取正号.再利用单纯的热传递过程理解Q 的符号.Δ U=Q，内能增加，当然要吸热，故吸收热量时取正号.
2.改变内能的两种方式比较
3.判断是否做功的方法 一般情况下外界对物体做功与否，需看物体的体积是否变化. (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.
【典例3】(2010· 全国高考)如图，一 绝热容器被隔板K隔开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( )
A.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 【解题指导】解答本题时可按以下思路分析：
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，必须是只有重力或弹力做功；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.
高二物理竞赛第章热力学第一定律课件
一、内能 功和热量
1 内能（internal energy） ：系统处于一定状态时系 统内所有分子能量的总和
2 理想气体内能 E M i RT
2
内能是状态量,是状态参量T的单值函数 3 实际气体内能： 所有分子热运动的动能和分子间势能的总和
R(T2 T1)
Q p E p(V2 V1)
O V1
V2 V
pV RT
i 2
R(T2
T1 )
R(T2
T1 )
i
2RT
2
C p,mT
定压过程中系统吸收的热量一部分用来增加
系统的内能，一部分对外做功。
. dQ dE pdV
三. 等温过程
p1 p I
pV RT
T=恒量，dT=0，dE=0
绝热线比等温线更陡。
膨胀相同的体积绝热比等温压强下降得快
绝热过程中功的计算
1）热一定律，Q＝0， A E CV T
2) A p1V1 p2V2
1
由功的定义 A V2 pdV V1
绝热过程方程 p1V1 p2V2 pV
p p1(VV1)
A VV12 p1V1
dV V
p1V1
1 V 1
内能是状态参量T、V的单值函数 E E(T ,V )
4 系统内能改变的两种方式 1) 做功改变系统内能
摩擦升温（机械功）、电加热（电功） 功是过程量 2) 热量传递改变系统内能 热量是过程量 内能是状态量
改变系统状态，传热和作功是等效的 作功是系统内能与外界其它形式能量转换的量度 热量是系统与外界内能转换的量度
p F S pe
热力学第一定律-高二物理课件(人教版2019选择性必修第三册)
能变化的可能原因的说法，其中不可能的是（ D ）
A．从A到B的绝热过程中，外界对气体做功160J B．从A到B的单纯传热过程中，外界对气体传递了160J的热量 C．从A到B的过程中吸热280J，并对外界做功120J D．从A到B的过程中放热280J，外界对气体做功120J
高中物理选择性必修第三册 第三章：热力学定律 第2节: 热力学第一定律
5．如图所示，导热良好的圆筒形气缸竖直放置在水平地面上，用活塞将一定质量的气 体封闭在气缸内，活塞上堆放着铁砂，系统处于静止状态。现缓慢取走铁砂，忽略活
塞与气缸之间的摩擦，外界环境温度不变，则在此过程中缸内气体（ D ）
A．对外做功，其内能减少 B．温度不变，与外界无热量交换 C．分子平均动能变大 D．气体压强变小，单位时一定律物理意义：不仅反映了做功与传热在改变系统内能方面是等效 的，而且给出了功、热量跟系统内能改变之间的定量关系。
二、热力学第一定律的应用
定律 ΔU＝Q+ W 中各量的正、负号及含义
物理量
符号
W
+
Q
+
ΔU
+
意义 外界对物体做功
物体吸收热量 内能增加
符号
意义
-
物体对外界做功
-
物体放出热量
高中物理选择性必修第三册 第三章：热力学定律 第2节: 热力学第一定律
6．带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a；然后经过过程ab
到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，如图所示。设气体在状态b和
状态b的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则 B
高二物理选修3-3 热力学第一定律
高二物理选修3-3 热力学第一定律【知识要点】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（3）热力学第一定律说明了做功和热传递是系统内能改变的量度，没有做功和热传递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。
⑵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。
⑶能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程。
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=4×104JB.W=8×104J，ΔU =－1.2×105J ，Q=－2×105JC.W=－8×104J，ΔU =1.2×105J ，Q=2×104JD.W=－8×104J，ΔU =－1.2×105J ，Q=－4×104J例2．一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示．下列说法中正确的是( )a→过程中，气体体积增大，压强减小，气体吸热A.bb→过程中，气体压强不变，体积增大，气体对外做功B.cC.a c →过程中，气体压强增大，体积变小，气体吸热D.a c →过程中，气体内能增大，体积不变例３．水在1个标准大气压下沸腾时，汽化热为L=2264 J/g ，这时质量m=1g 的水变为水蒸气，其体积由V1=1.043 cm3变为V2=1676 cm3，在该过程中水增加的内能是多少？例4．“和平号”空间站己于2001年3月23日成功地坠落在南太平洋海域，坠落过程可简化从为一个近圆轨道（可近似看作圆轨道）开始．经过与大气摩擦，空间站的大部分经过升温、熔化、最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海．此过程中，空间站原来的机械能中除一部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量Ｅ’通过其他方式散失（不考虑坠落过程中化学反应的能量）．（1）试导出下列各物理量的符号表示散失能量Ｅ’的公式． （2）算出Ｅ’的数值（结果保留两位有效数字）． 坠落开始时空间站的质量Ｍ＝1. 57×105㎏； 轨道离地面的高度为h =146km ； 地球半径为Ｒ＝6.4×106m ；坠落空间范围内重力加速度可看作g =10m/s 2； 入海残片的质量m =1.2×104㎏； 入海残片的温度升高△Ｔ＝3000K ； 入海残片的入海速度为声速v =340m/s ；空间站材料每1千克升温1k 平均所需能量Ｃ=1.0×103J ； 每销毁1千克材料平均所需能量7100.1⨯=μJ【当堂反馈】１．如题图，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。
高二物理 热力学第一定律 能量守恒定律
高二物理热力学第一定律能量守恒定律【三维目标】[知识与技能]1、了解热力学第一定律，会用其数学表达式进展简单计算；2、理解热力学第一定律公式中各量的正负号的含义3、理解能量守恒定律，能应用其解释一些现象；4、知道第一类永动机是不可能制成的,它违反了能量守恒定律。
[过程与方法]1.结合实例，引导学生自己归纳出热力学第一定律ΔU =W+Q以与ΔU、W、Q正负号的意义，注重过程的探讨，培养学生应用所学知识分析问题的能力。
2. 能量守恒定律是自然科学的根本定律之一，应用能量守恒的观点来分析物理现象、解决物理问题是很重要的物理思维方法。
[情感、态度与价值观]1．通过了解能量守恒定律确立的过程，体会科学家们探索物理规律的艰辛，培养学生勇于探索、不畏困难的意志品志。
2．通过了解第一类永动机不可能制成，使学生明白“不想付出，却想获得〞是不可能的，要想有所成就，就必须付出加倍的努力。
【重点难点】[重点]热力学第一定律和能量守恒定律，强调能量守恒定律是自然科学中最根本的定律。
学会运用热力学第一定律和能量守恒定律分析、计算一些物理习题。
[难点]1.热力学第一定律中各个物理量正负的取值.2.运用能的转化和守恒定律对具体的自然现象进展分析，并能够说明能量是怎样转化的. 【新课导入】通过前面两节的学习，我们明确了做功和热传递都可以改变物体的内能，它们的最终目的都是使物体的内能发生变化。
反过来讲，如果一个物体的内能发生了变化，我们能否判断出其变化的原因是做功还热传递呢？这又说明了什么？生：不能。
说明二者在改变物体内能方面是等效的。
师：如果做功和热传递同时进展，△Ｕ、W、Q之间有什么样的数量关系呢？导语二：打个比方，甲如果给我三块钱，乙不给我钱，那么我身上就增加了三块钱，如果甲不给我钱，乙给我五块钱，那么我身上就增加了五块钱，如果甲乙同时分别给我三块钱和五块钱，那么我身上就增加了八块钱。
对于一个热力学系统来讲，如果外界向它做功的同时也向它传递热量，那么它的内能变化是多少呢？【互动探究】1．热力学第一定律（1）定义：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功的和。
沪科教版高二物理选修1《热力学第一定律》说课稿
沪科教版高二物理选修1《热力学第一定律》说课稿一、教材分析1. 教材基本情况《热力学第一定律》是沪科教版高二物理选修1的一章内容。
通过学习这一章节，学生将了解热力学的基本概念和热力学第一定律的原理。
2. 目标要求•理解热力学的基本概念，如温度、热量、功等。
•掌握热力学第一定律的表达式和应用。
•学会计算热力学系统的能量变化及其应用。
3. 教材内容概述本章主要介绍了热力学的基本概念和热力学第一定律的原理。
首先，讲解了温度的概念及其度量单位。
接着，介绍了热量和功的定义，并讨论了热力学系统的能量守恒原理。
最后，通过一些实例和问题，引导学生理解和应用热力学第一定律。
二、教学设计1. 教学目标•知识目标：掌握热力学的基本概念和热力学第一定律的原理。
•能力目标：能够运用热力学第一定律解决相关问题。
•情感目标：培养学生对物理学科的兴趣和学习的态度。
2. 教学重点•热力学的基本概念。
•热力学第一定律的原理和应用。
•热力学第一定律的应用。
•计算热力学系统的能量变化。
4. 教学方法•教师讲解与学生互动相结合的方法。
•小组讨论和合作学习的方法。
5. 教学过程5.1 导入新知识教师通过一个生活中的例子，引导学生思考物体温度的概念，并与热力学的内容进行联系，激发学生的学习兴趣。
5.2 温度的概念与度量单位教师介绍温度的概念，与学生共同探讨温度的度量单位，并通过实际案例让学生理解温度的变化与物体热量的关系。
5.3 热量和功的定义教师向学生讲解热量和功的定义，并通过课堂展示和实例分析，让学生加深对这两个概念的理解。
5.4 热力学第一定律的表达式教师向学生介绍热力学第一定律的表达式，讲解其意义和物理背景，并引导学生分析能量转化和守恒的过程。
5.5 热力学系统的能量变化教师通过具体的案例和问题，引导学生计算热力学系统的能量变化，并进行分析和讨论，培养学生的解决问题的能力。
教师对本节课的内容进行总结，强调学习要点和核心思想，并与学生进行互动，检查学习效果。
热力学第一定律知识点
热力学第一定律知识点热力学第一定律是热力学的基础定律之一，也被称为能量守恒定律。
它描述了能量在系统中的转化和守恒关系。
在本文中，我们将介绍热力学第一定律的基本概念、应用以及相关的几个重要知识点。
一、热力学第一定律的基本概念热力学第一定律是指，在一个封闭系统中，能量的变化等于系统对外做功加热量的和。
这个定律可以用以下的数学公式表示：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表示系统对外做的功。
二、热力学第一定律的应用热力学第一定律的应用非常广泛，以下是其中的几个主要方面。
1. 热力学循环热力学循环是指系统在经历一系列过程后，回到初始状态的过程。
这些过程中，系统吸收或释放热量，还可能对外做功。
根据热力学第一定律，热力学循环的总吸热量等于总放热量，总做功等于总吸热量减去总放热量。
2. 热力学过程中的能量转化热力学过程中，能量可以以不同的形式进行转化，包括内能的变化、吸收或释放的热量以及对外做的功。
热力学第一定律描述了能量在不同形式之间的转化以及转化前后的守恒关系。
3. 热力学第一定律的实验验证热力学第一定律是通过实验进行验证的。
实验中可以测量系统的内能变化、吸热量以及对外所做的功，以验证热力学第一定律的成立。
三、热力学第一定律的注意事项1. 引入准则热力学第一定律是基于能量守恒原理的，需要引入准则才能确保能量守恒成立。
例如，在计算吸热量时，需要考虑到化学反应的发生，以充分考虑系统的能量转化。
2. 内能的定义热力学第一定律中的内能指的是系统的总能量，包括系统的热能、机械能以及其他形式的能量。
在实际应用中，需要注意内能的定义和计算方法。
3. 对外所做的功热力学第一定律中的对外所做的功指的是系统对外界做的机械功。
需要注意区分系统对外界做功和外界对系统做功的情况，并进行正确的计算。
结语：热力学第一定律是热力学研究的基础，它描述了能量在系统中的转化和守恒关系。
通过理解和应用热力学第一定律，我们可以更好地理解和解释各种热力学现象，推动科学研究的发展。
高二物理竞赛热力学第一定律课件
与温度 无关
i 3,
CV ,m
3 2
R,
C p,m
5 2
R,
5 1.67
3
对于刚性双原子分子气体
i 5,
CV ,m
5 2
R,
C p,m
7 2
R,
7 1.40
5
对于刚性多原子分子气体
i 6,
CV ,m 3R,
Cp,m 4R,
4 1.33
3
用 γ 的理论值和实验值比较，常温下符合很好，多原子分 子气体则较差，见教材p112 表3.1；
1、热力学第一定律
在质心参考系中， Aext Eint,B Eint, A
设在某一宏观过程中，某系统内能从初始状态 E1 变化到 终了状态 E2，系统从外界吸收热量Q，同时对外做功A。 实验表明，系统从外界吸收的热量等于系统内能的增量和 系统对外界做功之和。这就是热力学第一定律。
Q = E2 – E1 + A
表明：系统从外界吸收的热量一部分使系统内能增加，另 一部分则用来对外做功。它是能量守恒定律在涉及热现象 宏观过程中的具体表述。
热力学第一定律对于理想气体等值过程的应用
一、等体过程
1. 过程特征 气体体积 V = const.，即 dV = 0 气体对外不做功，即 dA = pdV = 0
2. 过程方程：p / T = const. 初态与末态的状态参量关系为 p1 p2 T1 T2 在 p-V 图上，等体过程线为平行于 p 轴的直线段。
(2)
由(1)、(2)式 Qp (CV ,m R)(T2 T1) C p,m (T2 T1)
C p,m CV ,m R 或 C p,m CV ,m R 迈耶公式
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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 （
D
）
理想 气体
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 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
C．气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均
动能越大
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
内能是一个状态量，一个物体在不同的状态下
有不同的内能
热量是一个过程量，它表示由于热传递而引起 的变化过程中转移的能量，即内能的改变量。 如果没有热传递，就没有热量可言，但此时仍有内能
1、下列说法中正确的是: （A，C） A、做功和热传递是改变物体内能的两种不同的物理
过程
B、做功和热传递在改变物体内能上是等效的，因此 对物体做功就是对物体传热 C、热量是在热传递中，从一个物体向另一个物体或 物体一部分向另一部分转移的内能的多少
ΔU
+
内能增加 －
内能减少
返回
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？
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Δ U = W + Q中各物理 量的意义及正负号的确定。
学习过程：
[问]：改变物体内能的方式有哪些？
①做功 ②和热传递
[问]：既然做功和热传递都可以改变物体的 内能，那么，功、热量跟内能的改变之间一定 有某种联系，我们就来研究这个问题.
•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。
物体 内能
复习题：
1、下列说法正确吗?
A、物体所有分子的动能的总和=物体的动能
B、速度快的分子比速度慢的分子温度高
C、温度高物体中的分子运动速度大于温度低的物体 中的分子运动速度.
等于 2.10Kg 500C 水分子的平均动能____1Kg 500C 水分 子平均动能 大于 1Kg 500C 的水的内能 10Kg 500C 水的内能_____
热力学第一定律
分子 动能
•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
•分子动能的平均值仅和温度有关
分子 势能
•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
解：①根据ΔU = W + Q 得 5J － ＇ 5J －＇ 5J=× 解：②同理可得： W =ΔU － Q = 1.6 10 W = ΔU － Q = 4.2 × 10 2.6 ×＇ 10 1.6 × 105J 5J= － 1.0×105J W为负值，说明气体对外 2.6 × 10 W为正值，外界对气体做功，做了1.6×105J 的功。 界做功（气体体积变大），做了1.0×105J 的功。
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．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大
D、高温的物体具有热量多，低温的物体具有热量少
E、冷和热的物体混合时，热的物体把温度传给冷的 物体，最后温度相同
2、关于物体内能，下列说法中正确的是: （A，C） 功来改变物体内能
A、手感到冷时，搓搓手就会感到暖些，这是利用做
B、将物体举高或使它们的速度增大，是利用作功来
使物体内能增大
C、阳光照晒衣服，衣服的温度升高，是利用热传递 来改变物体内能的 D、用打气筒打气，筒内气体变热，是利用热传递来 改变物体的内能
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
做功和热传递的区别
（1）做功改变内能：实质上是其它形式的能和内能 之间转化 （2）热传递：实质上是各物体间内能的转移 （3）做功和热传递在改变内能效果上是等效的
内能与热量的区别
例题4：
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
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乊间又有什么关系 呢？
1.一个物体，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.
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2.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.
0C的水蒸气的内能 小于 3.10Kg1000C水的内能_____10Kg100
分子势能？
大于 10Kg 00C 水的内能_____10Kg 00C 的冰的内能 对于物态发生变化的过程，由吸热或放热来
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
分析物体内能的增减是一种很简便的判断方法.
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Δ U = W + Q 分析和计算有关问题。
热力学第 一定律 各量的正 负号含义
应用
能量守 恒定律
用动机不 可能制成
总结
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？
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： 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？
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Δ U 物体内能的增加量
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.
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二、定律中各量的正、负号及含义
物理量 符号
W Q + +
意义
符 号
意义
物体对外 界做功 物体放出 热量
外界对物 － 体做功 物体吸收 － 热量
3、关于内能，下列说法正确的是 C 机械能增大 A、温度相同的物体内能一样多 B、一罐气放在卡车上随卡车做加速运动，罐中气体 动能越来越大，所以内能也越来越大 C、一定质量的物体的内能，由温度和体积决定 D、某物体的内能为E，含分子数为n个，那么每个分 子的内能为E/n
改变内能的两种方式
做功
热传递
P68图10.3-1
根据能量守恒定律，任何一部机器， 只能使能量从一种形式转化为另一种 形式，而不能无中生有地制造能量， 因此第一类永动机是不可能制成的.
六、总结 1、热力学第一定律： 2、能量守恒定律：
ΔU = W + Q
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， 这就是能量守恒定律.
由热力学第一定律 ΔE=W总+Q总=0 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
四、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别的物 体；在转化和转移过程中其总量不变， 这就是能量守恒定律.
五、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.（不吃草的马）