热力学第一定律能量守恒定律

1、淮中物理组淮中物理组 杨萍杨萍 2009-02-102009-02-10学习目标：学习目标：1、知道热力学第一定律及其表述式。、知道热力学第一定律及其表述式。2、理解能量守恒定律。、理解能量守恒定律。3、知道第一类永动机不可能制成。、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、会运用能量转化与守恒的观点解释有关现象释有关现象学习重点学习重点：学习难点学习难点：1 1、能量守恒定律。能量守恒定律。2 2、从能量转化的观点理解热力学第一定律，、从能量转化的观点理解热力学第一定律，会用会用U = Q + WU = Q + W分析和计算有关问题。分析和计算有关问题。 1 1、如、如何

2、用能量转化和守恒的观点分析何用能量转化和守恒的观点分析物理现象物理现象；2 2、热力学第一定律、热力学第一定律U = Q + WU = Q + W中各中各物理量的意义及正负号的确定。物理量的意义及正负号的确定。 1下列说法正确吗?A、物体所有分子的动能的总和=物体的动能B、速度快的分子比速度慢的分子温度高C、温度高物体中的分子运动速度大于温度低的物体中的分子运动速度.思考分析思考分析温故知新温故知新2关于内能，下列说法正确的是A、温度相同的物体内能一样多B、一罐气放在卡车上随卡车做加速运动，罐中气体动能越来越大，所以内能也越来越大C、一定质量的物体的内能，由温度和体积决定D、某物体的内能为E，

3、含分子数为n个，那么每个分子的内能为E/n 机械能增大机械能增大C改变系统内能的两种方式做功热传递对内对内对外对外吸热吸热放热放热内能增加内能增加内能减少内能减少（外界对物体做功）（物体对外界做功）（物体从外界吸热）（物体对外界放热）知识复习（3）做功和热传递在改变内能效果上是等效的1做功和热传递的区别（1）做功改变内能：实质上是其它形式的能和内能 之间转化（2）热传递：实质上是各物体间内能的转移 1.内能内能是一个状态量状态量，一个物体在不同的状态下有不同的内能2内能与热量的区别 2.热量热量是一个过程量过程量，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.如果没有热传

4、递，就没有热量可言，但此时仍有内能新知识学习：新知识学习： 既然做功和热传递都可以改变物体的内既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么，功、热量跟内能的改变之间一定有能，那么，功、热量跟内能的改变之间一定有某种联系，今天我们就来研究这个问题某种联系，今天我们就来研究这个问题. . 问题回答问题回答 ：改变物体内能的方式有哪些？：改变物体内能的方式有哪些？ 做功做功和热传递和热传递1. 1.一个物体，它既没有吸收热量也没有一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：放出热量，那么：如果外界做的功为，则它的内能如果外界做的功为，则它的内能如何变化？变化了多少？如何变化？变化了多少？如果物体对

5、外界做的功为，则它如果物体对外界做的功为，则它的内能如何变化？变化了多少？的内能如何变化？变化了多少？问题研究问题研究1. 1.一个物体，如果它既没有一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，吸收热量也没有放出热量，那么，外界对它做多少功，那么，外界对它做多少功，它的内能就增加多少；物它的内能就增加多少；物体对外界做多少功，它的体对外界做多少功，它的内能就减少多少内能就减少多少. . 2.一个物体，如果外界既没有对物体一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：做功，物体也没有对外界做功，那么：如果物体吸收热量，它的内能如如果物体吸收热量，它的内能如何变化？变化了多少？

6、何变化？变化了多少？ 如果放出热量，它的内能如何变如果放出热量，它的内能如何变化？变化了多少？化？变化了多少？2.2.如果外界既没有对物体做如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，物体也没有对外界做功，那么物体吸收了多少功，那么物体吸收了多少热量，它的内能就增加多热量，它的内能就增加多少，物体放出了多少热量，少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多少它的内能就减少多少. .3.如果物体在跟外界同时发如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，生做功和热传递的过程中，内能的变化内能的变化U与热量及与热量及做的功之间又有什么关系做的功之间又有什么关系呢？呢？ U = Q + WU = Q

7、 + WU U 物体内能的增加量物体内能的增加量 W W 外界对物体做的功外界对物体做的功 Q Q 物体吸收的热量物体吸收的热量 一一.热力学第一定律：热力学第一定律：1、内容：、内容：一个热力学系统的内能增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量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和它所做的功的和2、表达式：、表达式：U Q + W3.符号规定：符号规定：U Q + WUQW+-增加量增加量减小量减小量对内做功对内做功对外做功对外做功吸热吸热放热放热(10-3)1.在一个标准大气压下，水在沸腾时，在一个标准大气压下，水在沸腾时，1g水由液水由液态变成同温度的气态，其体积

8、由态变成同温度的气态，其体积由1.043cm3变为变为1676cm3。已知水的汽化热为已知水的汽化热为2263.8J/g。求：。求：(1)体积膨胀时气体对外界作的功体积膨胀时气体对外界作的功W；(2)气体吸收的热量气体吸收的热量Q；(3)气体增加的内能气体增加的内能U。(1)169.7J，(2)2263.8J，(3)2094.1J如何求对外做的功？如何求对外做的功？什么是汽化热？什么是汽化热？汽化热和哪些因素有关？汽化热和哪些因素有关？巩固练习巩固练习1：思考思考(10-3)2. 如图所示的容器，如图所示的容器，A、B中各有一个可自由移中各有一个可自由移动的活塞，活塞下面是水上面是大气、大气压

9、恒定，动的活塞，活塞下面是水上面是大气、大气压恒定，A、B间带有阀门间带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热，的管道相连，整个装置与外界绝热，开始时开始时A的水面比的水面比B高，开启高，开启K，A中的水逐渐向中的水逐渐向B中中流，最后达到平衡，在这个过程中流，最后达到平衡，在这个过程中 （ ）A.大气压力对水作功，水的内能增加大气压力对水作功，水的内能增加B.水克服大气压力作功，水的内能减少水克服大气压力作功，水的内能减少C.大气压力对水不作功，水的内能不变大气压力对水不作功，水的内能不变D.大气压力对水不作功，水的内能增加大气压力对水不作功，水的内能增加1.自然界中存在不同形式的能自然界中

10、存在不同形式的能动能动能重力势能重力势能弹性势能弹性势能电能电能内能内能.动能动能重力势能重力势能弹性势能弹性势能电能电能内能内能.2.不同形式的能之间可以发相互转化不同形式的能之间可以发相互转化由特定的力做多少功来量度有多少能发生了转化由特定的力做多少功来量度有多少能发生了转化二二.能量守恒定律能量守恒定律3.能量守恒定律：能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式失，它只能从一种形式转化转化为另一种为另一种形式，或者从一个物体形式，或者从一个物体转移转移到别的物到别的物体，在转化或转移的过程中其总量保体，在转化或转移的过程中其总量保持

11、不变持不变.物理史问题：物理史问题：能量守恒定律的发现？能量守恒定律的发现？ 请阅读课本请阅读课本P56（1）是一个普遍适用的定律）是一个普遍适用的定律4.能量守恒定律的重要性能量守恒定律的重要性比机械能守恒定律应用更广比机械能守恒定律应用更广（2）将各种现象联系在一起）将各种现象联系在一起力学、热学、电学、光学、化学、生物学力学、热学、电学、光学、化学、生物学.（3）指导着人们的生产、科研）指导着人们的生产、科研泡利和费米利用能量守恒预言了中微子的存在泡利和费米利用能量守恒预言了中微子的存在（4）19世纪自然科学三大发现之一世纪自然科学三大发现之一细胞学说；生物进化论细胞学说；生物进化论宣告

12、了第一类永动机造不成宣告了第一类永动机造不成热力学第一定律是只研究内能与其它形式的能发热力学第一定律是只研究内能与其它形式的能发生转化时的能量守恒关系生转化时的能量守恒关系.（5）.与热力学第一定律的关系与热力学第一定律的关系制造永动机的千万次努制造永动机的千万次努力都以失败而告终力都以失败而告终不需要动力或燃料，却能源源不断对外做功的机器不需要动力或燃料，却能源源不断对外做功的机器1.第一类永动机第一类永动机2.第一类永动机不可能制成第一类永动机不可能制成违背了能量守恒定律违背了能量守恒定律三三.永动机不可能制成永动机不可能制成学习了这一节后你有问题提出吗？学习了这一节后你有问题提出吗？对研

13、究制作永动机的看法？对研究制作永动机的看法？(10-3)3. 一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，未从木块中穿出对于这一过程，水平面上的木块，未从木块中穿出对于这一过程，下列说法中正确的是下列说法中正确的是 （）（）A子弹减少的机械能等于木块增加的机械能子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B子弹减少的动量等于木块增加的动量子弹减少的动量等于木块增加的动量C子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增 加的内能之和加的内能之和D子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木 块的内能增量之和块的内能增量之和巩固练习巩固练习2：(10-3)4. 一定质量的理想气体由状态一定质量的理想气体由状态(p1，V1，T1)被被压缩至状态压缩至状态(p2，V2，T2)，已知，已知T2 T1，则该过程，则该过程中中 ( )A气体的内能一定是增加的气体的内能一定是增加的 B气体可能向外界放热气体可能向外界放热C气体一定从外界吸收热量气体一定从外界吸收热量 D气体对外界做正功气体对外界做正功(10-3)5. 在