热力学定律_第一讲.ppt

同学们， 再见 选修3-3 第十章 热力学定律 淮中物理组 杨萍 2009-02-10 第一讲：热力学第一定律 学习目标： 1、知道改变物体内能的两种方式 2、知道热力学第一定律及其表达式。 3、理解能量守恒定律，并知道第一类永动机不可能制成。 4、会运用能量转化与守恒的观点解释有关现象，解决实际问题。 在有机玻璃筒底放置少量的易燃物,例如蓬松的棉花,迅速压下筒中的活塞,观察筒底物品的变化。 演示实验 功和内能 这个实验说明了什么？ 做功使得玻璃筒内气体温度升高了， 也就是说气体的内能发生了变化。 功和内能 焦耳通过实验，对这个现象做了定量的研究和分析。 功和内能 实验一：对系统做机械功 重物下落带动轮叶旋转，通过搅拌对绝热容器内的液体做功，使液体升温，即状态发生变化。 实验表明：只要重力所做的功相同，容器内水温上升的数值就相同，即系统状态的变化是相同的。 功和内能 实验二：对系统做电功 电流通过电热丝使绝热容器内的液体温度升高。 实验表明：对同一系统，在绝热过程中只要所做的电功相同，系统温度上升的数值就相同，即系统的状态变化相同。 功和内能 在各种不同的绝热过程中，如果使系统从状态1变为状态2，所需外界做功的数量是相同的。 解释：在各种不同的绝热过程中，要使系统状态发生变化，做功的数量只由始末两个状态决定，与做功方式无关。 功和内能 焦耳实验结论： 回顾哪些力做功仅由物体的起点和终点两个位置决定与物体的运动路径无关？ 功和内能 内能：任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。我们把这个物理量称为系统的内能。 思考：在第七章中我们曾经学习过内能的概念是什么呢？当时讲的内能的变化与什么有关？而这一致吗？有何关系？ 功和内能 2、当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量△U=U2-U1就等于外界对系统所做的功W，即△U=W。 拓展思考：在绝热过程中，外界对系统做功，系统的内能怎么变？数量上有什么关系？若系统对外界做功呢？ 功和内能 3、热传递有三种方式：热传导、热对流、热辐射。 2、发生条件：物体之间或物体的不同部分之间存在温度差。 1、两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，我们说热量从高温物体传到了低温物体。这样的过程叫做热传递。 热和内能 回顾：热传递 1、热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2，内能的增量△U=U2-U1就等于外界向系统传递的热量Q，即△U=Q。 2、像做功一样，热量的概念也只有在涉及能量的传递时才有意义。所以不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量。 外界没有对系统（水）做功，只对系统传热，同样能改变系统的状态。 拓展思考：在单纯传热过程中，系统从外界吸热，系统的内能怎么变？数量上有什么关系？若系统对外界放热呢？ 热和内能 物体从外界吸热，物体内能增加。 物体对外界放热，物体内能减少。 热和内能 1.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 思考1：内能与热量有什么联系和区别？ 2.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。 3.如果没有能量传递，就没有热量可言，但此时仍有内能 （3）做功和热传递在改变内能效果上是等效的 思考2：做功和传热有什么联系和区别？ （1）做功改变内能：实质上是其它形式的能和内能之间的转化 （2）热传递：实质上是各物体间内能的转移 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？ 问题连珠炮！！！ 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.  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？ 问题连珠炮！！！ 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. 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？ 问题连珠炮！！！ ΔU = Q + W 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 热力学第