【物理】10.3-热力学第一定律-能量守恒定律(人教版选修3-3)课件.pptVIP

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） 绝热过程 仅传热过程 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？ 一个热力学系统的内能增加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. 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 + Q 思考与讨论： 一定量的气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功？如果膨胀时做的功是135J，同时向外放热85J，气体的内能变化量是多少？内能是增加了还是减少了？ 请你通过这个例子总结ΔU、 Q、 W几个量取正、负值的意义。 定律中各量的正、负号及含义 物理量 符号 意义 符号 意义 W + 外界对系统做功 － 系统对外界做功 Q + 系统吸收热量 － 系统放出热量 ΔU + 内能增加 － 内能减少 三、应用 例题：一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了4.2 ×105J。 ①是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？ 解：①根据ΔU = W + Q 得　　　　　　　　　　W = ΔU － Q = 4.2 ×105J － 2.6×105J= 1.6×105J W为正值，外界对气体做功，做了1.6×105J 的功。 ＇ 解：②同理可得：W =ΔU － Q = 1.6 ×105J － 2.6×105J= － 1.0×105J W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如果气体吸收的热量仍为2.6×105J不变，但内能只增加了1.6×105J，这一过程做功怎样？ 学以致用 例1、一定量的气体，从外界吸收热量2.7×105J， 内能增加4.3×105J。在这一过程中，是气体对外做功，还是外界对气体做功？做了多少功？ 解析： Q=+2.7×105J ΔU=+4.3×105J ﹀ ΔU＝W + Q 得： W=1.6×105J ＞0 四、能量守恒定律 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；在转化和转移过程中其总量不变，这就是能量守恒定律. 五、永动机不可能制成 永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机器叫永动机.人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机.（不吃草的马） 根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的. 第十章 热力学定律 10.4 热力学第二定律 问题 能量守恒定律告诉我们： 在在自然界发生的一切过程中能量都是守恒的 满足能量守恒的过程是否都能实现呢？ 思考与讨论：P57 结论1. 热量自发地由高温物体向低温物体传递的过程是不可逆的。 结论2. 扩散现象进行是有方向的,过程是不可逆的。 结论3. 功可以自动转化为热，但热却不能自动转化为功。通过摩擦而使功转变为热的过程是不可逆的。 结论4. 气体膨胀(绝热自由膨胀)的过程是不可逆的。 一.自然过程的方向 结论：无数事实告诉我们：凡是实际的过程，只要涉及热现象，如热传递、气体的膨胀、扩散、有摩擦的机械运动??都有特定方向。也就是说，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。 克劳修斯表述指明热传导过程是不可逆的。 （1）克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体. 二.热力学第二定律 高温 低温 理解“自发：”： 当两个物体接触时，不需要第三者介入、不会对任何第三者产生影响，热量就能从一个物体传递到另外一个物体。 低温 高温 自发 自发 电冰箱的内部温度比外部温度低，为什么致冷系统还能不断地把箱内热量传给外界的空气？ 电冰箱工作时违反热力学第二定律吗？ 因为电冰箱消耗了电能，对制冷系统做了功，一旦切断电源，电冰箱就不能把其内部的热量传给外界的空气了．相反，外界的热量会自发地传给电冰箱，使其温度逐渐升高． 贮藏的食品 大气 电冰箱制冷系统 即：热量不可能从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。 热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向却不能自发地进行。 要实现相反方向的过程，必须借助外界的帮助，因而产生其它影响或引起其它变化。 热机：是一种把内能转化为机械能的装置。(汽油机、柴油机、蒸汽轮机、喷气发动机等） 一阶段：燃料燃烧产生热量 Q1（高温热源）—（燃料中化学能转化为工作物质的内能）