第十一章 第三讲 热力学定律与能量守恒.pptVIP

一、热力学第一定律 1．改变内能的两种方式的比较 名称 比较 项目　 　 做功 热传递 内能变化 在绝热过程中，外界对物体做功，物体的内能 ；物体对外界做功，物体的内能 在单纯的热传递过程中，物体 热量，内能增加；物体 热量，内能减少 物理实质 其他形式的能与内能之间的 不同物体间或同一物体的不同部分之间内能的 相互联系 做一定量的功或传递一定量的热在改变内能的效果上是相同的 增加 减少 吸收 放出 转化 转移 2．热力学第一定律 (1)内容：一个热力学系统的 等于外界向它传 递的热量与外界对它所做的功的和． (2)表达式：ΔU＝ . (3)符号法则 符号 W Q ΔU ＋ 外界对物体做功 物体 热量 内能 － 物体对外界做功 物体 热量 内能 内能增量 Q＋W 吸收 增加 放出 减少 3．温度、内能、热量、功的比较 概念 温度 内能(热能) 热量 功 含义 表示物体的冷热程度，是物体分子平均动能大小的标志，它是大量分子热运动的集体表现，对个别分子来说，温度没有意义 物体内所有分子动能和势能的总和，它是由大量分子的热运动和分子的相对位置所决定的能 等于热传递过程中内能的改变量，热量用来量度热传递过程中内能转移的多少 做功过程是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程 关系 温度和内能是状态量，热量和功则是过程量．热传递的前提条件是存在温差，传递的是热量而不是温度，实质上是内能的转移 二、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其总量 ． 产生 消失 转化 转移 保持不变 2．理解 (1)不同形式的能量之间可以相互转化，且这一转化过程 是通过做功来完成的． (2)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减 少量和增加量一定相等． (3)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加， 且减少量和增加量一定相等． [典例启迪] [例1]　 (2010·广东高考)如图11－3－1是密闭 的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气 体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸 内气体的 (　　) A．温度升高，内能增加600 J B．温度升高，内能减少200 J C．温度降低，内能增加600 J D．温度降低，内能减少200 J [思路点拨]　先根据热力学第一定律确定内能的变化，再根据内能与温度的关系确定温度的改变． [解析]　由热力学第一定律得：ΔU＝Q＋W＝－200 J＋800 J＝600 J，故内能增加了600 J，又因一定质量的理想气体的内能只与温度有关，可知，气体内能增加，温度升高，故A正确． [答案]　A [归纳领悟] 应用热力学第一定律分析气体状态变化的过程，应注意以下特点． (1)绝热过程：气体与外界没有热传递． (2)导热良好，气体与外界有热交换，且保持与外界温度相 同． (3)做功情况与体积变化有关：体积减小，则外界对气体做 功；体积增大(不是对真空膨胀)，则气体对外界做功． (4)理想气体(不计分子势能的变化)，一定质量的理想气体 的内能只与温度有关． [题组突破] 1.如图11－3－2所示，某同学将空的薄金 属筒开口向下压入水中，设水温均匀 且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体 分子间相互作用，则被淹没的金属筒 在缓慢下降的过程中，筒内空气体积减小，同时有(　　) A．从外界吸热　　　　　　　　B．内能增大 C．向外界放热 D．内能减小 解析：金属筒在缓慢下降的过程中，气体的压强逐渐增大，水温均匀且恒定，不计气体分子间相互作用，则气体温度不变、内能不变，根据理想气体状态方程可以判断，气体体积必然减小，所以外界对气体做功，由热力学第一定律W＋Q＝ΔU得，Q为负，气体必然向外界放热．只有C项正确． 答案：C 2．木箱静止于水平地面上，现在用一个80 N的水平推力推 动木箱前进10 m，木箱受到的摩擦力为60 N，则转化为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能Ek分别是 (　　) A．U＝200 J，Ek＝600 J B．U＝600 J，Ek＝200 J C．U＝600 J，Ek＝800 J D．U＝800 J，Ek＝200 J 解析：由于木箱在推动中受到滑动摩擦力，其与相对位移的乘积为物体的内能的大小，即