第十章---第3节---热力学第一定律--能量守恒定律.ppt

返回 1．热力学第一定律：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．热力学第一定律的表达式ΔU＝Q＋W。 3．能量守恒定律：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，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 [自学教材] 1．改变内能的两种方式 和 。 2．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 与外界对它所 的和。 (2)数学表达式：ΔU＝ 。 做功 热传递 热量 做的功 Q＋W [重点诠释] 1．对热力学第一定律的理解 热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系。此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。 2．公式ΔU＝Q＋W中符号的规定 符号 W Q ΔU ＋ 外界对物体做功 物体吸收热量 内能增加 － 物体对外界做功 物体放出热量 内能减少 3．几种特殊情况 (1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加。 (2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。 (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。 1．某气体初态时有100 J内能，膨胀过程中对外做功30 J，同 时吸收了20 J的热量，在这个过程中内能________(填“增加”或“减少”)________ J。 解析：由热力学第一定律ΔU＝U2－U1＝W＋Q，结合符号法则及其物理意义有W＝－30 J，Q＝20 J，故ΔU＝ U2－U1＝－10 J，因而内能减少了10 J。 答案：减少　10 [自学教材] 1．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 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 保持不变。 能量的总量 转化 转移 (2)意义： ①各种形式的能可以 。 ②各种物理现象可以用 联系在一起。 2．永动机不可能制成 (1)第一类永动机： 不需要任何动力或燃料，却能不断地 的机器。 (2)不可制成的原因： 违背了 定律。 相互转化 能量守恒定律 对外做功 能量守恒 [重点诠释] (1)自然界中能量的存在形式：物体运动具有动能、分子运动具有分子动能、电荷具有电能、原子内部的运动具有原子能等。可见，在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应。 (2)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。 (3)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。 (4)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。 2．下列对能量的转化和守恒定律的认识不正确的是 (　　) A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式能量的增加 B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加 C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永 动机是不可能制成的 D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消 失了 解析：A选项是指不同形式的能量间的转化，转化过程中能量是守恒的。B选项是指能量在不同的物体间发生转移，转移过程中是守恒的。这正好是能量守恒定律的两个方面——转化与转移。任何第一类永动机都是不可能制成的，它违背了能量守恒定律。所以A、B、C正确。D选项中石子的机械能在