热力学第一定律 能量守恒定律

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？
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.
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）
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
子的内能为E/n
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
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
3.10Kg1000C水的内能_小__于__10Kg1000C的水蒸气
的内能
分子势能？
10Kg 00C 水的内能__大_于__10Kg 00C 的冰的内能
对于物态发生变化的过程，由吸热或放热来分 析物体内能的增减是一种很简便的判断方法.
[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.
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．气体内百度文库一定不变 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
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
例题4
一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一
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
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
2、关于物体内能，下列说法中正确的是: （AC） A、手感到冷时，搓搓手就会感到暖些，这是利用做 功来改变物体内能 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
解：①根据ΔU = W + Q 得 W = ΔU － Q = 4.2 ×105J － 2.6×105J= 1.6×105J W为正值，外界对气体做功，做了1.6×105J 的功。
解：②同理可得：W＇=ΔU ＇－ Q ＇= 1.6 ×105J － 2.6×105J= － 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。
（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
为弹簧的弹性势能
理想 气体
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
10Kg 500C 水的内能_大__于__ 1Kg 500C 的水的内能
3、关于内能，下列说法正确的是( C )
A、温度相同的物体内能一样多
机械能增大
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
•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。
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. 2.10Kg 500C 水分子的平均动能_等__于_1Kg 500C 水分子平均动能
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
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？
第十章 热力学定律
第三节 热力学第一定律 能量守恒定律
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
物体 内能
•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↑→Ｅ P↑;ｒ＝ｒ0时，ＥP 最低 •ＥP 随物态的变化而变化
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
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.
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：ΔU = W + Q
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；在转化和转移过程中其总量不变， 这就是能量守恒定律.
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
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: （AC） 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 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
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