2013年物理人教版选修3-3课件：第十章-3-热力学第一定律-能量守恒定律.ppt

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1、3热力学第一定律能量守恒定律一、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功________与外界对它所做的________的和．2．表达式：ΔU＝__________.3．对公式的理解(1)公式也适用于系统对外界做功、向外界放热和内能减少的情况．Q＋W(2)W：外界对物体做功，W取正值；系统对外界做功，W取负值．(3)Q：系统吸热，Q为正值；系统放热，Q为负值．(4)ΔU：为正值时表示系统内能增加，为负值时表示系统内能减少．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

2、，在转化或转移的过程中其总量保持不变．2．理解及应用(1)各种形式的能量可以相互转化．(2)宣告第______类永动机不能实现．一(3)适用于任何物理现象和物理过程．三、永动机不可能制成1．第一类永动机人们设想中的无需任何动力或燃料，无需消耗能源，却能源源不断地对外做功的机器．2．第一类永动机的失败通过能量守恒定律，机器做功必定伴随着某种能量的减少，而这些能量来源于能源、燃料，因此第一类永动机违反了能量守恒定律，不可能制成．)C1．第一类永动机违反了什么而不能制成(A．违反了热力学第一定律B．违反了机械能守恒定律C．违反了能量守恒定律D．以上说法都不对2．(双选)下列设想中

3、，符合能量转化和守恒定律的是()A．利用永磁铁和软铁的相互作用，做成一架机器，永远地转动下去BDB．制造一架飞机，不携带燃料，只需利用太阳能就能飞行C．做成一只船，利用流水的能量，逆水行驶，不用其他动力D．利用核动力使地球离开太阳系3．(双选)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BCB．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，内能可能不变解析：由热力学第一定律易知B、C正确．做功W热量Q内能的改变ΔU取正值“＋”外界对系统做功系统从外界吸收热量系统的内能增加取负值“－”系统对外界做功

4、系统向外界放出热量系统的内能减少要点1热力学第一定律1．热力学第一定律(1)表达式：ΔU＝W＋Q.(2)符号法则(3)定律说明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．2．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(或物体对外界做功)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(或放出)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(或物体对外界做的功等于物体吸收的热量)．3．解题的一般步骤(1)根

5、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．[例1]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，解答：(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？思路点拨：本题考查热力学第一定律关系式，并要理解分子动理论中内能的定义．应注意热力学第一定律关系式中各物理量的符号法则．答题规范：(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

6、得：ΔU＝W＋Q＝－6×105J＋4.2×105J＝－1.8×105JΔU为负，说明气体的内能减少了，减少了1.8×105J.(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．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＝4×104JBB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，Δ

7、U＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－4×104J解析：因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104J；内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105J；根据ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝(－1.2×105－8×104)J＝－2×105J.要点2能量守恒定律1．理解(1)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．(2)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