热力学第一定律 能量守恒定律ppt课件

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根据已学知识，带着下面问题仔细阅读课文包括插 图、扉页脚批、思考与讨论及课后问题与练习、科学漫 步等，回顾思考后回答问题：
1、热力学第一定律主要用来解决什么物理问题？ 2、热力学第一定律的内容及表达式分别是什么？ 3、热力学第一定律表达式中各物理量符号及意义分别 是什么？有什么作用或者好处？ 4、利用热力学第一定律解题的步骤及注意事项有哪些？ 5、判断内能改变的方法有那些？ 6、能量守恒定律的内容是什么？能量守恒定律的建立 有什么意义？ 7、第一类永动机指的什么样的机械？ 8、第一类永动机不可能制成的原因是什么？ 9、热力学第一定律与能量守恒定律之间有什么关系？
弄清定律中各量的正、负号对应含义的作用：
有两个作用和好处：
一是在读题翻译题意的过程中，可将文字语言准确
的用物理符号、规律及数值等效表达出来，便于更好的
弄清题目考查意图，选择更好的解题方法。
二是对解得的结果，根据结果中的符号，弄清结果
的确切物理含义。
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说明：热力学第一定律可以有不同的数学表达式，
绝 热 过 程 ： UW 没 有 做 功 的 仅 热 传 递 过 程 ： U Q
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热力学第一定律 能量守恒定律
高县台第一中学 运军国
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学习目标
1.理解热力学第一定律。 2.学会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，知道能量守恒是 自然界普遍遵从的基本规律。 4.知道永动机是不可能制成的。
•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。
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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
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
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.

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
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
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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？
ΔU 物体内能的增加量
W 外界对物体做的功
2、表达式为：ΔU＝Q＋W Q 物体吸收的热量
热 量 Q 的 计 算 （ （ 1 2 ） ） 物 燃 体 料 温 燃 度 烧 变 产 化 生 时 的 热 热 量 量 Q Q = = c m m q t （ t 根 据 升 温 还 是 降 温 来 分 别 计 算 ）
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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2.一个物体，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？
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 +
内能增加
－
内能减少
记忆口诀：对内能的变化ΔU是“增正减负” 对传递的热量.Q是“吸正放负”
此外还有三种特殊情况，应注意其隐含条件：
（1）若过程是绝热的，则Q=0,W=ΔU，外界对物体做的 功等于物体内能的改变。 （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改变。 （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。
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3、定律中各量的正、负号及含义
内 能 增 加 ， 即 U2U1 UU2U10， 即 U为 正 值 内 能 减 小 ， 即 U2U1 UU2U10， 即 U为 负 值 系 统 吸 收 热 量 Q为 正 值 ， 即 Q0； 系 统 放 出 热 量 Q为 负 值 ， 即 Q0 外 界 对 系 统 做 功 W取 正 值 ， 即 W0； 系 统 对 外 界 做 功 W取 负 值 ， 即 W0
（ 1 ） 恒 力 的 功 用 W = F L c o s（ 是 力 的 方 向 与 位 移 方 向 的 夹 角 ）
计 算 功 W 的 方 法 （ 2 ） 变 力 做 的 功 W 常 用 动 能 定 理 来 计 算 ， 即 W 变 = E K （ 3 ） 用 以 上 两 种 方 法 都 . 无 法 计 算 的 根 据 能 量 守 恒 来 计 算
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
•分子动能的平均值仅和温度有关
•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
•物体内所有分子的ＥK 和ＥP 总和
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【引入】：既然做功和热传递都可以改变物体 的内能，那么，如果物体跟外界同时或连续逐次 发生做功和热传递过程中，内能的变化ΔU与热 量Ｑ及做的功Ｗ之间又有什么关系呢？
下面我们就这个问题来进行探究.
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探究点 1 热力学第一定律
热力学第一定律 1、文字表述：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 ．这个关系叫做热力学第一定律．
思考与讨论：
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？
﹀ 分析： W=-135J Q=-85J 得： ΔU=-220J ﹤0 ΔU＝W + Q
请你通过这个例子总结ΔU、 Q、 W几个量取正、负 值的意义。