第三章第二节能量守恒教材

中职物理第三单元热现象及应用能量守恒定律热力学第一定律能量守恒定律天坤皖北经济技术学校耿继红改变系统内能的两种方式做功热传递（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）内能增加内能减少内能增加内能减少对内对外吸热放热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（3）做功和热传递在改变内能效果上是等效的一.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、表达式：ΔU=Q+W2、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+－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课堂练习

一定质量的气体从外界吸收热量2.6×105J,热力学能增加4.2×105J,是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做了多少功?解：由热力学第一定律公式：ΔE=Q+W,得：W=ΔE-Q=4.2×105-2.6×105J=1.6×105J

答：W>0，表示外界对气体做功。二.能量守恒定律1.自然界中存在不同形式的能2.不同形式的能之间可以相互转化机械能、热力学能、电能、磁能、光能、核能、化学能、太阳能等等

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其能量量保持不变.3.能量守恒定律：4.能量守恒定律的重要性（1）是一个普遍适用的定律比机械能守恒定律应用更广力学、热学、电学、光学、化学、生物学...泡利和费米利用能量守恒预言了中微子的存在（2）将各种现象联系在一起

（3）指导着人们的生产、科研（4）19世纪自然科学三大发现之一细胞学说；生物进化论（5）.与热力学第一定律的关系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.三.永动机不可能制成1.第一类永动机不需要动力或燃料，却能源源不断对外做功的机器制造永动机的千万次努力都以失败而告终2.第一类永动机不可能制成违背了能量守恒定律中职物理第三单元热现象及应用能量守恒定律电冰箱的工作原理⒉电冰箱的制冷系统主要包括蒸发器、冷凝器、毛细管、干燥过滤器和压缩机

㈠、电冰箱制冷系统的结构原理：蒸发器

毛细管

干燥过滤器

压缩机

冷凝器

⒈电冰箱由箱体、制冷系统、控制系统三部分组成。

㈡、常见电冰箱外观示意图：单门电冰箱、双门电冰箱、多门电冰箱

单门电冰箱的实物结构图：

单门电冰箱从外形上看比较小巧，只有一个蒸发器，能存放少量食物。它的蒸发器有内藏式和外露式两种。蒸发器接水盘温控器电冰箱箱门

钢板果菜盒冷凝器压缩机单门电冰箱采用空气自然对流的降温方式，箱内温度不均匀，蒸发器易结霜。双门电冰箱的实物结构图：早期的电冰箱目前流行的电冰箱冷冻室蒸发器冷藏室蒸发器冷冻室(-6oC～-18oC)和冷藏室(0oC～10oC)的蒸发器直接吸收食物和箱内周围空气的热量，实现制冷。这类电冰箱冷冻和冷藏室各有一个蒸发器。冷藏室采用空气自然对流降温方式，冷冻室采用强制对流降温方式㈢、电冰箱上的标示：B表示家用电冰箱表示四星级电冰箱191表示电冰箱容积为191LC表示冷藏箱，D表示冷冻箱，CD表示冷藏冷冻箱此电冰箱上的标示表示本电冰箱为家用冷藏冷冻式191L四星级电冰箱电冰箱星级规定星级符号冷冻室温度(oC)冷冻室储藏期一星不高于-6（≤-6）7天二星不高于-12（≤-12）1个月高二星不高于-15（≤-15）1.8个月三星低于-18（＜-18）3个月四星低于-24（＜-24）6～8个月************电冰箱型号表示方法和含义BCD225WU产品代号:（家用电冰箱为B）用途分类代号：冷藏箱为C，冷冻箱为D，冷藏冷冻箱为CD.规格代号，有效容积，用阿拉伯数字表示，单位为升。有霜电冰箱不表示，无霜电冰箱用W表示。改进设计序号，用大写英文字母表示电冰箱工作原理

⒈电冰箱的组成：电冰箱的制冷系统主要包括蒸发器、冷凝器、毛细管、干燥过滤器和压缩机。⒉电冰箱的工作原理：⑴.制冷剂气体经压缩机压缩为高温高压的过热蒸气，并经压缩机的排气管进入冷凝器，过热蒸气在冷凝器中冷凝为高温中压的液体。⑵.高温中压的制冷剂液体经干燥过滤器过滤后进入毛细管，经毛细管节流降压后由高温中压变为低温低压。⑶.低温低压的制冷剂液体在蒸发器中大量吸收外界热量而汽化为饱和蒸气，实现制冷，然后在吸气管中变为低压蒸气，再被压缩机吸入维持循环。克劳修斯(Clausius)表述:

热量不能自动地从低温物体传向高温物体。

在制冷装置内完成热力循环的工质。是制冷机中的工作流体，它在制冷系统中循环流动，通过自身热力状态的循环变化不断与外界发生能量交换，达到制冷的目的。在制冷装置内完成热力循环的工质。是制冷机中的工作流体，它在制冷系统中循环流动，通过自身热力状态的循环变化不断与外界发生能量交换，达到制冷的目的。

压缩制冷原理一、制冷从低于环境温度的物体中吸取热量，并将其转移给环境介质的过程，称为制冷。实质：热量的转移的过程。（一）制冷剂在制冷装置内完成热力循环的工质。是制冷机中的工作流体，它在制冷系统中循环流动，通过自身热力状态的循环变化不断与外界发生能量交换，达到制冷的目的。氟利昂

优点：无味、不易燃易爆、毒性小、等熵指数小、排气温度低，不腐蚀金属，分子量大。

缺点：密度大、粘性大、流动阻力大，渗透性强，易于泄漏而不被发现，含氟原子的氟利昂与明火接触能分解出剧毒的光气COCl2，价格高。

适用：适用范围广。

但氟里昂是一种“温室效应气体”，更危险的是它会破坏大气层中的臭氧。80年代，美国两位学者率先指出，CFCs（氟氯烃）在紫外线的作用下放出氯原子，氯原子与臭氧发生自由基链反应，一个氯原子就可以消耗上万个臭氧分子。特别需要指出的是，CFCs的化学性质非常稳定，排放的CFCs可以稳定地到达平流层并在其中停留40-150年，对臭氧层造成长久的破坏。科学家甚至在地球两极的上空发现臭氧空洞。什么是臭氧层？臭氧是氧的一种存在形式。平流层中含有地球上90%的臭氧。尽管在整个平流层中均可发现臭氧，但在距地面大约25公里的一个区域内臭氧浓度最高，这一区域被称为“臭氧层”。臭氧层的作用尽管臭氧层在地球表面并不太厚，臭氧在大气层中只占百万分之几，但能够阻止太阳光中大量的紫外线，有效地保护了地球生物的生存。臭氧层中臭氧含量的减少等于在屋顶上开了天窗，导致太阳对地球紫外线辐射增强。大量紫外光照射进来，严重损害动植物的基本结构，降低生物产量，使气候和生态环境发生变异，特别对人类健康造成重大损害。

根据1990年蒙特利尔协议的规定，各国都在寻找氟里昂的替代产品，这些产品因符合环保要求而被称作“绿色制冷剂”。目前可能的产品有R407c、R134a、R152a、R410a等。1.做功装置——压缩机压缩机是一个电动压缩机组，包含电动机和压缩机两部分。压缩机属制冷系统；电动机属电气系统。压缩机与电动机一起组装在一个密闭的罩壳内，形成一个整体，从外表上看只有压缩机进、排气管和电动机引线。2.冷凝装置——冷凝器冷凝器用在压缩机的高压侧，是将制冷剂热量通过冷却介质带出，把制冷剂冷凝成液体的散热式换热器。钢丝盘管式冷凝器冷凝器的作用把压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽，通过散热冷凝为液体制冷剂。制冷剂从蒸发器中吸收的热量和压缩机产生的热量，被冷凝器周围的冷却介质所吸收而排出系统。冷凝器在单位时间内排出的热量称为冷凝负荷。制冷剂冷凝为液体，经过三个放热过程。3.蒸发装置——蒸发器蒸发器用在压缩机的低压侧，是制冷循环中获得冷气的直接器件。其作用是将低温、低压液态制冷剂在其管道中蒸发，使蒸发器和周围空气的温度降低。蒸发器的作用

蒸发器是制冷系统的主要换热装置。低温低压制冷剂液体在其内蒸发(沸腾)变为蒸汽，吸收被冷却物质的热量，使物质温度下降，达到冷冻、冷藏食品的目的，在空调器中，冷却周围的空气，达到对空气降温、除湿的作用.蒸发器内制冷剂的蒸发温度越低，被冷却物的温度也越低.在电冰箱中一般制冷剂的蒸发温度调整在-20～