热力学第一定律-能量守恒定律课件-新人教版选修.ppt

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1、3热力学第一定律能量守恒定律1．理解热力学第一定律并会应用于实际。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．理解能量守恒定律及其应用，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。4．知道第一类永动机是不可能制成的。重点：1．热力学第一定律的表达式及其应用。2．能量守恒定律及其应用。难点：1．热力学第一定律的意义。2．热力学第一定律表达式中各符号的意义。一、热力学第一定律1．功和热：改变系统的状态，_____和_______这两种方法是等效的，即一定数量的功与确定数量的热相对应。2．热力学第一定律：（1）内容：一个热力学

2、系统的内能_____等于外界向它传递的_____与外界对它所做的___的和。(2）表达式：________。做功热传递增量热量功ΔU=Q+W二、能量守恒定律1．能量守恒定律：(1)内容：能量既不会凭空_____，也不会凭空_____，它只能从一种形式_____为另一种形式，或者从一个物体_____到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的_____保持不变。(2）意义:①各种形式的能可以相互_____。②各种互不相关的物理现象可以用_________定律联系在一起。产生消失转化转移总量转化能量守恒2．第一类永动机不可能制成：(1)第一类永

3、动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地_________的机器。(2)第一类永动机不可能制成的原因：违背了_________定律。(3)意义：正是历史上设计永动机的失败，才使后人的思考走上了正确的道路。对外做功能量守恒【判一判】（1）做功和热传递这两种方法在改变物体的内能上是等效的。()（2）各种形式的能可以相互转化。()（3）功与能可以相互转化。()（4）第一类永动机不违反能的转化和守恒定律。()提示：（1）做功和热传递能改变物体的内能，且等效，故（1）对。（2）各种不同形式的能可以相互转化，故（2）对。（3）各种形式的能可以相互转化

4、,功是能量转化的量度，功与能量不能相互转化，故（3）错。（4）第一类永动机违反能的转化和守恒定律，故（4）错。探究热力学第一定律1．一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：（1）如果外界对物体做的功为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？提示：（1）一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，那么，外界对它做功为W，它的内能就增加W；（2）物体对外界做功为W，它的内能就减少W。点拨：物体既没有吸收热量，也没有放出热量，表示物体与外界所组成系统的热力学过程是一个绝热过

5、程。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）如果物体从外界吸收热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？（2）如果物体向外界放出热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？提示：（1）如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么物体从外界吸收热量Q，它的内能就增加Q；（2）物体向外界放出热量Q，它的内能就减少Q。3.热力学第一定律的数学表达式适用于物体对外做功和向外界散热的情况吗？应用热力学第一定律解题时应注意什么？提示：热力学第一定律的数学表达式适用于物体对外做功和向外界散热的情况，解题时应注意符号法则

6、，即：符号WQΔU+-外界对物体做功物体吸热内能增加物体对外界做功物体放热内能减小【误区警示】区别公式ΔU=Q+W中各物理量的正负是一个难点，为此教师应讲明：凡是外界对物体做功或物体从外界吸热，物体内能增加，W、Q、ΔU均为正，否则均为负。【知识点拨】热力学第一定律应用时的几种特殊情况（1）绝热做功过程中，Q=0,ΔU=W。(2)若过程中不做功，只有热传递，则W=0，ΔU=Q。(3)若某一过程中内能不变，则：W=-Q。【探究归纳】热力学第一定律符号法则(1)外界对物体做功，W取正值，W＞0。(2)物体对外界做功，W取负值，W＜0。(3)

7、物体吸收热量，Q取正值，Q＞0。(4)物体放出热量，Q取负值，Q＜0。(5)物体内能增加，ΔU取正值，ΔU＞0。(6)物体内能减少，ΔU取负值，ΔU＜0。【典例1】如图所示，用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分，先把活塞锁住，将质量和温度都相同的理想气体氢气和氧气分别充入容器的两部分，然后提起销子，使活塞可以无摩擦地滑动，当活塞平衡时()A.氢气的温度不变B.氢气的压强减小C.氢气的体积增大D.氧气的温度升高【思路点拨】求解此题应注意以下四点(1)内能的变化用ΔU＝Q+W来求。(2)注意W和Q的符号法则。(3)绝热物体之间无热传递。

8、(4)一定质量的理想气体的内能与温度有关，温度越高，内能越大。【解析】选B、C、D。氢气和氧气的质量虽然相同，但由于氢气的摩尔质量小，故氢气的物质的量多，因为体积和温度相同，所以氢气产生的压强大，活塞将向氧