热力学第一定律-能量守恒定律

第3节热力学第一定律能量守恒定律知识回顾：

[问]：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某种联系，我们就来研究这个问题.

[问]：改变物体内能的方式有哪些？①做功②热传递改变内能的两种方式做功热传递对内对外吸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）一、热力学第一定律一个物体，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？1.内容：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？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？

ΔU=W+Q

该式表示的是内能的变化量跟功、热量的定量关系，在物理学中叫做热力学第一定律.ΔU物体内能的增加量W外界对物体做的功Q物体吸收的热量返回1.内容：2、定律中各量的正、负号及含义物理量符号意义符号意义W+－Q+－ΔU+－返回外界对物体做功物体对外界做功物体吸收热量物体放出热量内能增加内能减少热力学第一定律与气体实验定律一定质量某种理想气体的内能只由温度决定热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的表现，应用U=W+Q时注意符号法则四个理想热学过程的比较

物理量热学过程压强P体积V温度T内能U热量Q功W等温过程等容过程等压过程绝热过程四个网理想帜热学壮过程增大减小不变不变放热+增大不变升高增加0吸热减小不变降低减少放热+0减小增大升高增加+例题1.某物常体在笨对外素做功杯为75硬J的同访时，工从外床界吸卡收的热仍量为50衬J，则勤在此血过程妹中物简体的辆内能(填增翼加或定减少)J。分析趁：根辨据热韵力学沃第一蔽定律U＝W＋Q，知U＝－75局J＋50处J＝－25丝式J式中仿负号筝说明旧内能格减少融了。答案纲：减蓄少;把25。例题2：一编定量糊的气孙体从千外界旬吸收加了2.傅6×痕105J的热变量，烤内能鉴增加衡了4.博2差×1卡05J。问：插①是腥气体悔对外骨界做敲了功璃，还狡是外锅界对吐气体亮做了梯功？球做了慎多少衫焦耳帜的功郑？解：柜①根孤据ΔU到=挽W甩+抖Q得W踏=淹ΔU－Q诱=矩4.锻2行×1滩05J－2.凉6×扩105J=芒1犁.6慰×1谦05J链W为正滥值，积外界优对气汽体做桑功，巨做了1.岔6×播105J的功呈。＇解：②同理可得：W=ΔU－Q=1.6×105J－2.6×105J=－1.0×105JW为负值，说明气体对外界做功（气体体积变大），做了1.0×105J的功。＇＇②如果稠气体渣吸收战的热今量仍阵为2.缓6×章105J不变耀，但夺是内棵能只仅增加烛了1.裤6×北105J，这棉一过桐程做扒功情梦况怎乖样？一定港量的消气体股吸收醒热量役，体沟积膨倾胀并卵对外维做功瓶，则单此过无程的靠末态邀与初退态相娇比，低（葬）A．气锣体内搬能一馒定增顾加B．气篮体内融能一短定减提小C．气碧体内炊能一孙定不建变D．气忧体内测能是驾增是符减不占能确炸定练习1D下列降说法觉正确意的是征（杰）A．外启界对墙气体族做功鲁，气晨体的新内能核一定程增大B．气惰体从薄外界拆只收氏热量叼，气限体的秒内能过一定醒增大C．气稿体的阴温度诊越低冬，气量体分评子无匙规则捆运动衔的平销均动能筐越大D．气蒸体的没温度概越高舌，气柴体分哪子无忘规则狮运动轰的平娘均动能台越大练习2D练习3下列爷说法泪正确融的是涂（绘）A．外鸟界对责一物长体做毫功，凑此物类体的宇内能缸一定铺增加B．机川械能文完全架转化邮成内枣能是狠不可泡能的C．将桨热量辞传给脑一个穷物体亮，此飘物体嫁的内雀能一陈定改男变D．一模定量膏气体必对外禁做功河，气锡体的激内能省不一讽定减恰少D例题4一定盏质量挣的理稿想气俯体，来从某学一状约态开敏始，湖经过树一系文列变炊化后埋又回惹一开逗始的丢状态盗，用W1表示企外界逼对气轮体做湾的功丝式，W2表示厌气体说对外呈界做团的功驰，Q1表示蹦气体销吸收慕的热挠量，Q2表示川气体达放出苦的热尿量，催则在亚整个掏过程螺中一般定有淡（否）A．Q1—Q2=W2—W1B．Q1=Q2C．W1=W2D．Q1>Q2点拨利：整个蕉过程较的内渡能不江变，ΔE荐=京0由热帮力学塘第一秘定律ΔE剩=W总+Q总=0Q总=渡-启W总∴爬Q1—Q2=W2—W1A二、著关于倚能量戒守恒良定律态的探潜索阅读爷能量召守恒默定律悼这一逆框题丘并回散答一撇下问扣题：1、历贴史上芒有哪冰些科摇学家侄曾经腔在这萝一方驴面做另过探妙索2、这忠些科作学家予都在添哪些木方面育做出释了贡贯献3、能效量守已恒定素律的飞具体酿内容有及其仁意义4、恩渴格斯兼把、和列为19世纪迎三大藏发现盖斯劫（Go洞rm雪ai争n辛He勇nr糠i之He圣ss张l两80躲2-岁18旅50）盖斯俄国卫化学雨家盖斯稳定律化学洋反应白中的第能量松守恒能量府守恒越定律驴的先攀驱◆热力碗学第凝一定湿律的姑奠基格人迈尔德国墨人18煌41、18析42年论盛“自爱然力扔”守连恒热功耗当量吹值：3.政57排J/恒Ca衬l第一妇个提壮出能赛量守厌恒思器想的森人迈尔（Ro贵be筛rt角M收ay临er，18致14－18盯78）焦耳英国叉人热功移当量4.吼18翅J/匙Ca伟l19渴56年国踏际计疫量大丢会规坚定热功放当量简：4.店18场68笑J/带Ca因l为能拾量守赔恒定稀律奠迫定了妖牢固达的实亩验基径础焦耳（Jo职ul真e，18论18－18耻89）亥姆霍兹德国紧科学躬家提出势能灾和动危能的转换（依叛据：笔永动押机不趟可能掩制成读）亥姆瓶霍兹（He璃lh秧ol秃tz，18墓21－18刑94）能量臭守恒永与转侄换定铜律的喊表述自然喝界一威切物此质都竞具有含能量损。能量权既不哨会凭请空产思生，绩也不位会凭些空消御失，蛙只能畅从一福种形透式转枪化为岭另一螺种形哈式，轻或者它从一毕个物魔体转画移到激别的菊物体唇，在属转化兼和转狸移的什过程债中，档能量即的总皆量保拾持不旦变。对能疯量守具恒定碗律的跑理解2.当发景生能铺量从翅一种块形式肤转化底为另呈一种蜓形式净时，倾是通过__娇__刊__坏__实现痒的。绒这种排转化越意味申着物博质运尚动可鹿由一种形头式转学化成旅其他杂形式征。做功1.每一扑种物赞质运畅动形略式对珠应一鹊种能煎量。大量给事实隐证明惑，任快何形昼式的凤能转炎化为歉别种吗形式天的能时季，总迫的能才量都肃是守剩恒的构。在物污质运活动形升式不峡变时栏，能痛量只厅从物外体间隶发转移，历能的蛛形式挪不会拉改变阵。3.以焦肆耳的道实验伞为基雕础的嫁热力录学第籍一定诊律，餐实际药上就巷是内票能与洒其它法能量油发生塔转化异时的猜能量查守恒规定律能量亲守恒库定律郑发现及的意攻义1.在20世纪30年代晌初，W.泡利剑和E.费米裂根据陆能量鸦守恒才定律娘预言这了中钟微子光的存崖在并岛在后缎来得电到证丑实2.他把婶原来喘人们抱认为极互不包相关驳的各虎种现稀象——力学唇的、违热学括的、吉电磁想学的湾、光桨学的箱、化旱学的出、生衰物的嘱、地混学的——联系委在一背起，闻把表酱面上摸完全坛不同锐的各跳类运收动统先一在照一个浮自然冈规律转中。蒸这样杂，他乎就是士不同忧领域回的科轰学工煮作者废有了寺一系贵列的拔共同趋语言岸。现揪在，絮能量考守恒西定律迟仍是才我们军研究除自然喜科学昼的强恨有力鞠的武狼器。3.能量置转化共和守恒恒定圾律的齿发现帐是科黄学史啄上的趁重大年事件的。恩专格斯方把它珍与细层胞学县说、朱生物粉进化律论一疤起列让为19世纪俭的三艺大发归现。三、袋关于霉永动耳机的樱研究阅读筝：永蜡动机稻是不鹿可能估制成汇这一县框题追回答增以下检问题畅：1、什暴么是前第一研类永魂动机锤？2、为狐什么侵第一怠类永鲜动机榴不可霜能制吩成？永动瓜机不佩可能暂制成历史乘上有金不少腐人希呜望设肿计一钞种机焦器，涝这种看机器系不消筑耗任面何能剑量，鼻却可裁以源革源不随断地旷对外萌做功残，这盈种机芝器被摆称为科永动趴机，愁又叫沉第一伴类永殃动机接。第一清类永粪动机台的一炭种设钓计方设案见港课本P5兔6.能量少守恒千的另低一种建表述每：第一伞类永钩动机菊是不士可能此制成众的。历史梅上的眉永动遥机模判型奥恩老库尔岗的永习动机破模型据说待，13世纪旗有一甜个法狐国人辫叫奥费恩库万尔的仆，他帽在一养个轮产子的阅边缘例上等榴间隔伙地安沙装了12根可粮活动籍的锤尽杆。他设烦想一匆旦轮若子被劳启动,由于服轮子续右边举的各用个重补锤距将轮轴暖更远援些,就会步驱动蛛轮子盒按箭禽头方浮向永固不停灭息地段转动惨下去溪。骗人毒的永绸动机历史挖上的您永动某机模粒型滚珠霞永动盖机滚珠累永动涨机是丑利用餐格板娇的特圆殊形轰状，罗使一心边重吃球滚庸到比泉另一偷边的视距离鞭轮心视远些座的地压方。桂设计骗者本溪以为油在两屈边重奏球的偷作用帮下会得使轮卫子失风去平系衡而皆转动致不息集，但船试验况的结央果却围是否拘定的绩。历史慢上的挖永动蹄机模嫂型软臂梨永动颜机软臂除永动足机的象臂可闹以弯捧曲。伶臂上阶有槽拐，小贴球沿享凹槽雕滚向馋伸长倦的臂某端，太使力煮矩增披大。请转到逐另一株侧，益软臂催开始洒弯曲杠，向眨轴心枯靠拢义。设稳计者毅认为雪这样获可以产使机崇器获州得转伙矩。停然而贯，他唱没有桌想到殊力臂尽虽然锦缩短串了，吐力却驼增大虎了，裙转轮常只能绪停止颠在原征地历史旗上的讨永动明机模研型阿基巴米德似螺旋辞永动级机把水叉从蓄户水池吼里汲兽到上逢面的伐水槽杜里，算让它抹冲击忍水轮领使之衬转动谣，轮肚子在津带动裳水磨沸的同从时，底又通瓣过一满组齿傍轮带表动螺欠旋汲宪水器驳把水倾重新肌提到蓝水槽精里去助。这兼样，引整台冲机械仁就可永以永桨不停研息地伯运转孩下去厌。这浆样的庄设计踢当然坛也必啦然以狸失败泼告终梳。因方为即软使没制有摩屈擦力决，从汇水槽妇中流粘下的观水的戏冲力,也不港足以敞既带桶动水屡磨工残作,又带究动汲验水器罚把全努部流山下的眼水重言新汲槐回到图原来裂的高运度。历史伟上的纲永动饰机模愧型15术70年，油意大筐利的功泰斯察尼尔才斯，掀提出列用磁芝石的暮吸力色可以夏实现址永动情机。A是一物个磁掉石，叔铁球G受磁际石吸售引可籍