人教版物理选修3-3热力学第一定律《能量守恒》课件.ppt

预习导学 梳理·识记·点拨 1.内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的 与外界对它所做的 的和。 2.公式：ΔU＝ 。 一、热力学第一定律 热量 功 Q＋W 二、能量守恒定律 1.大量事实表明，各种形式的能量可以相互转化，并且在转化过程中总量保持 。 2.能量既不能凭空 ，也不能凭空 ，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，在转化和转移的过程中，能量的总量 。 3.能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的规律之一。 不变 产生 消失 保持不变 三、永动机不可能制成 1.第一类永动机：人们把设想的不消耗 的机器称为第一类永动机。 2.第一类永动机由于违背了 所以不可能制成。 能量 能量守恒定律 课堂讲义 理解·深化·探究 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 与外界对它所做的功的和。 2.公式： ΔU＝W＋Q (1)对ΔU、Q、W符号的规定: ①功W： 外界对系统做功，W0，即W为正值； 系统对外界做功，W0，即W为负值。 ②热量Q： 系统吸热为正，Q0； 系统放热为负，Q0。 ③内能变化：系统内能增加，ΔU0，即ΔU为正值； 系统内能减少，ΔU0，即ΔU为负值。 (2)判断是否做功的方法: 一般情况下外界对系统做功与否，需看系统的体积是否 变化： ① 若系统体积增大，表明系统对外界做功，W0； ② 若系统体积变小，表明外界对系统做功，W0。 3.应用热力学第一定律解题的一般步骤: (1)明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。 (2)分别列出物体或系统吸收或放出的热量； 外界对物体所做的功或物体或系统对外所做的功。 (3)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W列出方程进行求解。 (4)特别注意的是物理量的正负号及其物理意义。 例1　一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式中正确的是( ) A.W＝ 8×104 J， ΔU＝ 1.2×105 J，Q＝ 4×104 J B.W＝ 8×104 J， ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J C.W＝－8×104 J，ΔU＝ 1.2×105 J，Q＝ 2×104 J D.W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J B 针对训练1 :固定的水平汽缸内由活塞B封闭着一定量的理想气体，气体分子之间的相互作用可以忽略。假设汽缸的导热性能很好，环境的温度保持不变。若用外力F将活塞B缓慢地向右拉动，则在拉动活塞的过程中，关于汽缸内气体的下列结论正确的是(　　) A．气体对外做功， 气体内能减小。 B．气体对外做功， 气体内能不变。 C．外界对气体做功，气体内能不变。 D．气体向外界放热，气体内能不变。 解析：选B.用力F缓慢拉活塞时，气体膨胀，对外做功，但由于汽缸的导热性能很好，环境温度又不变，汽缸会从外界吸收热量而保持与环境温度相同，因而气体的内能不变，故B选项正确。 二、能量守恒定律 1.内容 及意义: 能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，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，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 (1)不同形式的能量之间可以相互转化。 各种运动形式都有对应的能，如机械运动对应机械能，分子热运动对应内能等。不同形式的能量之间可以相互转化，如“摩擦生热”机械能转化为内能，“电炉取热”电能转化为内能等。 (2)相互转化或转移时能量的总量保持不变。 (3)意义： 一切物理过程都适用，比机械能守恒定律更普遍，和细胞学说、达尔文的生物进化论一起称为19世纪自然科学的三大发现。 2.第一类永动机是不可能制成的 (1)不消耗能量而能源源不断地对外做功的机器，叫第一类永动机。因为第一类永动机违背了能量守恒定律，所以无一例外地归于失败。 (2)永动机给我们的启示： 人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律。 3.用能量守恒定律解题的方法： ①首先分析有哪几种形式的能在参与转化，分别列出增加的能量与减少能量的表达式。 ②