4.1热力学第一定律.ppt

1、热力学第一定律 能量守恒定律,【问题】：改变物体内能的方式有哪些？ 【引入】：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，下面我们就这个问题来进行探究.,情景切入,互动合作探究,【问题1】：如果单纯的对系统做功，那么内能的增量与功之间有怎样的关系？,【问题2】：如果单纯的对系统传热，那么内能的增量与热之间有怎样的关系？,【讨论1】：如果即对系统做功同时又对系统传热，那么内能的增量与热量和功之间又应该有怎样的关系？,热力学第一定律 表述为：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这个关系叫做热力学第一定律 表达式为：UQW,【问

2、题3】外界对系统做功、传热，这时系统的内能增加了。反过来系统也可以对外界做功或传热，那么这时系统的内能将如何变化呢？,【讨论2】三者遵从符号法则：,取正值“”,取负值“”,系统的内能增加,系统的内能减少,2、气体状态变化与物理量对应方法 （1）绝热过程：过程是绝热的,则Q=0,W=U,外界对系统做的功等于系统内能的增加。 （2）等容过程：无做功过程,即W=0,则Q=U,系统吸收的热量等于系统内能的增加。 （3）等温过程：在过程的始末状态,系统的内能不变,即U=0,则W+Q=0或W=-Q,表示吸收的热量全部用来做功或外界对气体所做的功全部转换为热量放出。,一定量的气体膨胀对外做功100J，同时从

3、外界吸收了120J的热量，它的内能的变化可能是() A减小20JB增大20J C减小220J D增大220J 解析：气体对外做功W100J，吸收热量Q120J.由热力学第一定律有 UWQ100J120J20J. U0，说明气体的内能增加.,返回,B,【讨论3】自然界中存在多种运动形式，每种运动形式都对应一种能量，请同学们讨论下列运动各对应的是什么能量？ 机械运动 分子的热运动 电磁运动,【问题4】这些不同的能量可以相互转化吗？举出日常生活中能量相互转化的例子吗？,【问题5】物体从高处落下子弹飞入木板中静止它们原有的能量消失了吗？如果没有消失，那这些能量那里去了呢？,【问题6】汽车启动加速炉子上

4、水壶里的水变最后热沸腾是它们凭空产生了能量吗？如果不是，那这些能量从那里来的呢？,大量的事实表明：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总量不变，这就是能量守恒定律,能量守恒定律是一切自然现象都遵从的一条自然规律。关于它的确立过程及意义，请大家阅读课本54页到55页相关内容并找出答案。,【问题7】能量守恒定律守恒定律是某一位科学家研究的成果吗？,【问题8】他的发现被认为是能量守恒定律的先驱的人和被公认为的第一个提出能量守恒思想的人分别是谁？,【问题9】那两位科学家利用能量守恒定律预言了中微子的存在并在后来得到了

5、证实？,能量守恒定律与细胞学说、生物进化论一起列为19世纪的三大发现。,【问题10】能量守恒定律的意义？ 把原来人们认为互不相关的各种现象联系在一起，把表面上完全不同的各类运动统一在一个自然规律中,返回,自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是 （ ） A.秋千的机械能守恒 B.秋千的能量正在消失 C.只有动能和重力势能的相互转化 D.减少的机械能转化为内能，但总能量守恒 解析：整个过程中只有机械能和内能之间的相互转化，根据能量守恒定律D答案正确。,D,【问题11】既然一切过程都遵从能量守恒，是否可以制造如图的这样一类装置（它不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功）并且加以利用？,第一类永动机：人们把设想中的不消耗能量的机械叫做第一类永动机 关于永动机的相关内容请大家阅读课本5556页相关内容,【问题12】永动机是在什么样的历史背景下产生的,【讨论4】第一类永动机失败的原因 它的思想违背了能量守恒定律。,1改变系统的内能有两种方式： ，这两种方式是 的,3能量守恒定律可以表述为： 能量既不会 也不会，它只能 或者 ，在转化或转移的过 程中其总量 ,2一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 的和，这个关系叫表达式为： .,做功和热传递,等价,做的功,热力学第一定律,UWQ,凭空产生,凭空消失,从一种形式转化为另一种