金版学案13-14物理(人教版)选修3-3课件：10.3热力学第一定律、能量守恒定律.ppt

2．热力学第一定律 (1)一个热力学系统的内能的增量等于_____，这个关系叫做热力学第一定律．其表达式为：_____. (2)ΔU、Q、W正负的确定原则 ①若系统的内能是增加的，则ΔU取正，反之取负． ②若系统从外界吸收了热量，则Q取_____；若系统向外界放出了热量，则Q取_____． ③若系统对外界做了功，则W取_____，若外界对系统做了功，则W取_____． 2．(1)外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q　ΔU＝W＋Q (2)②正　负　③负　正 3．能量守恒定律 (1)内容表述：__________________. (2)第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器． 第一类永动机不可能制成是因它违背了_____． 3．(1)能量既不会凭空产生，也不能凭空消失，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 (2)能量守恒定律 热力学第一定律 1.热力学第一定律的研究对象 研究功、热量跟内能之间的定量关系． 2．热力学第一定律的表达式 我们知道，做功和热传递都可以改变物体的内能．在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加量ΔU，即ΔU＝Q＋W. 上式所表示的功、热量跟内能改变之间的关系，叫做热力学第一定律． 3．对公式ΔU＝Q＋W符号的规定 外界对系统做功，W0，即W为正值； 系统对外界做功，也就是外界对系统做负功，W＜0，即W为负值； 外界对系统传递热量，也就是系统从外界吸收热量，Q0，即Q为正值； 外界对系统吸收热量，也就是系统向外界放出热量，Q0，即Q为负值； 系统内能增加，ΔU0，即ΔU为正值； 系统内能减少，ΔU0，即ΔU为负值． 一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有(　　) A．Q1－Q2＝W2－W1　 B．Q1＝Q2 C．W1＝W2 D．Q1＞Q2 解析：本题所考查的内容涉及理想气体的内能、改变物体内能的两种方式及热力学第一定律等知识．解答本题的切入点是，对一定质量的理想气体，在某一状态下其内能是确定的．首先，对一定质量的理想气体，经过一系列的状态变化后又回到原状态，表明整个过程中内能的变化为零，即通过做功和热传递引起的内能变化相互抵消，所以A选项正确．当然，若Q1＝Q2，则必定有W1＝W2；若Q1Q2，则必定有W1W2；若Q1Q2，则必定有W1W2，所以B、C、D三项都有可能，故选A. 答案：A 变式迁移 1．如右图所示，某同学将空的薄金 属筒开口向下压入水中．设水温均匀且恒 定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间的 相互作用，则被淹没的金属筒在缓缓下降 过程中，筒内空气体积减小(　　) A．从外界吸热 B．内能增大 C．向外界放热 D．内能减少 解析：本题考查气体性质和热力学第一定律，由于不计气体分子之间的相互作用，且整个过程缓慢进行，所以可看成温度不变，即气体内能不变，选项B、D均错．热力学第一定律公式ΔU＝W＋Q，因为在这个过程中气体体积减小，外界对气体做了功，式中W取正号，ΔU＝0，所以Q为负，即气体向外放热，故选项A错，C对．正确答案为C. 答案：C 能量守恒定律 1．不同形式能量之间可以相互转化 (1)自然界中能量的存在形式：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷具有电能、原子核内部粒子的运动具有原子能等，可见，在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应． (2)不同形式能量之间的转化：“摩擦生热”是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等．这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且这一转化过程是通过做功来完成的． 2．能量守恒定律 (1)人类通过对大量的实践经验进行总结得知，要获得一种能量，一定需要利用另一种能量通过做功的方式进行转化，能量不能被创造，即不可能设计、创造出一种不消耗任何能量而能源源不断地对外做功的永动机． (2)能量守恒定律：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，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． 3．能量守恒定律的重要意义 能量守恒定律是分析解决问题的一个极为重要的方法，它比机械能守恒定律更普遍．例如物体在空中下落受到阻力时，物体的机械能不守恒，但包括内能在内的总能量总是