热力学第一定律 能量守恒定律++课件+-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册+.pptxVIP

第2节热力学第一定律新教材人教版物理（高中选择性必修第三册）第三章热力学定律

课堂引入另一方面也向我们表明，为了改变系统的状态，做功和传热这两种方法是等价的。也就是说，一定数量的功与确定数量的热相对应。一方面表明，以不同的方式对系统做功时，只要系统始末两个状态是确定的，做功的数量就是确定的；焦耳的实验ΔU=W单纯地对系统做功做功：单纯地对系统传热：△U＝Q当外界既对系统做功又对系统传热时，内能的变化量就应该是：△U＝Q+W

一、热力学第一定律1、内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和.2、物理意义：热力学第一定律不仅反映了做功与传热在改变系统内能方面是等效的，而且给出了功、热量跟系统内能改变之间的定量关系.3、表达式：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ΔU＝W+Q4、推广：上式也适用于物体对外做功、向外界散热和内能减少的情况。但要注意各量的符号.

5、几种特殊情况(1)若过程是绝热的，即Q＝0，则ΔU＝W，系统内能的增加量等于外界对物体做的功。(2)若过程中不做功（单纯传热），即W＝0，则ΔU＝Q，系统内能的增加量等于物体从外界吸收的热量。(3)若过程的始末状态系统的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对系统做的功等于系统放出的热量(或系统吸收的热量等于系统对外界做的功)。(4)对于理想气体，温度变化，内能一定变化，等温过程ΔU＝0。【特别提醒】（1）当做功和热传递同时发生时，物体的内能可能增加，也可能减小，还可能保持不变。（2）物体内能发生变化可能是由做功引起的，也可能是由热传递引起的，还可能是两者共同作用的结果。一、热力学第一定律

新课讲授【例题】如图，一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1m，这段过程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于2×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功(如图甲)。内燃机工作时汽缸温度高于环境温度，该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25J。(1)求上述压缩过程中气体内能的变化量；(2)燃烧后的高压气体对活塞做功，气体推动活塞移动0.1m，其做的功相当于9×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功(如图乙)，该做功过程气体传递给汽缸的热量为30J，求此做功过程气体内能的变化量。一、热力学第一定律

压缩气体V减小外界对气体做功绝热U增加气体不自由膨胀V增加气体对外界做功绝热U减小气体自由膨胀V增加气体对外界不做功绝热U不变做功与气体体积变化的关系一、热力学第一定律气体等压变化对外界做功P-V图下方(与坐标轴所围的面积)的“面积”表示做功多少。W=PΔV非等压变化

第3节能量守恒定律新教材人教版物理（高中选择性必修第三册）第三章热力学定律

一、探索能量守恒的足迹1.人类对能量的认识与能量之间的转化风能水能光能电能2.能量之间的转化电能与磁能的转化电能与内能的转化

一、探索能量守恒的足迹3.能量守恒观念的形成机械能转化为内能电场能转化为磁场能内能转化为电能磁场能转化为电能

俄国化学家盖斯：任何一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，放出的总热量相同。表明一个系统（即参加化学反应的几种物质）存在着一个与热量相关的物理量，在一个确定的化学反应中这个量是不变的。德国医生迈尔通过比对不同地区人血颜色的差异，认识到食物中化学能与内能的等效性，即生物体内能量的输入和输出是平衡的。另外，他还通过海水在暴风雨中较热的现象，猜想热与机械运动的等效性。他在1841年和1842年连续写出“论‘自然力’（指能量）守恒”的论文，并推算了多少热与多少功相当。因此，迈尔是公认的第一个提出能量守恒思想的人。一、探索能量守恒的足迹

人类对能量的认识过程，体现了科学前辈们对“守恒”这一科学思想的追寻。焦耳的实验精确地测量了做功与传热之间的等价关系，从而为能量守恒定律奠定了牢固的实验基础，也为能量守恒的定量描述迈出了重要的一步。德国科学家亥姆霍兹在不了解迈尔和焦耳研究的情况下，从永动机不可能制成这一事实出发，考察了自然界不同的“力”（指能量）之间的相互关系，提出了“张力”（即势能）与“活力”（即动能）的转化。他还分析了在电磁现象和生物机体中能量的守恒问题。一、探索能量守恒的足迹

盖斯迈尔焦耳亥姆霍兹化学反应放出的热量与反应步骤无关功热等价提出能量守恒的思想概括和总结能量守恒定律能量守恒不是由某一个人通过某一项的研究而得到的。一、探索能量守恒的足迹

二、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，它只能从一种形式转化为其他形式，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．例如：自由落体运动：势能