3.2~3.3 热力学第一定律　能量守恒定律 课件 (共22张PPT).pptxVIP

3.2热力学第一定律

3.3能量守恒定律;1.理解热力学第一定律，会用ΔU＝W＋Q解决相关问题．

2.解能量守恒定律的发现过程．

3.理解能量的转化与守恒定律，会用能量的观点解释自然现象．;知识点一热力学第一定律;3．热力学第一定律

(1)内容：物体内能的增加量ΔU等于外界对物体所做的功W与物体从外界吸收的热量Q之和．

(2)表达式：ΔU＝W＋Q．

4．热力学第一定律的意义

(1)内能的变化必然伴随有做功或热传递．

(2)一切涉及热现象的宏观过程中，能量可以发生转移或转化，此过程中总能量守恒．;1.迈尔的发现

体力和体热必定来源于食物中的化学能，内能、化学能、机械能都是等价的，是可以相互转化的，如果动物体的能量输入与支出是平衡的，那么，所有这些形式的能在量上必定是守恒的．

2.焦耳的研究

(1)确定了电能向内能转化的定量关系．

(2)用了近40年的时间，不懈地钻研热功转换问题，为能量守恒定律提供了无可置疑的证据．;(3)亥姆霍兹的贡献

从理论上把力学中的能量守恒原理推广到热、光、电、磁、化学反应等过程，揭示了它们之间的统一性．

4.能量守恒定律

(1)内容：能量既不会消失，也不会创生，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另一个物体，而能量的总值保持不变．

(2)意义：揭示了自然科学各个分支之间的普遍联系，是自然界内在统一性的第一个有力证据．;(3)应用

①各种形式的能可以转化，但能量在转化过程中总伴有内能的损失．

②各种互不相关的物理现象，可以用能量守恒定律联系在一起．;1．概念：不消耗任何能量而能永远对外做功的机器．

2．结果：17～18世纪，人们提出了许多永动机设计方案，但都以失败而告终．

3．原因：设想能量能够无中生有地创造出来，违背了热力学第一定律．

4．启示：人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律．;[情景导学]

如图所示，一定质量的理想气体由a状态变化到b状态，请在图象基础上思考以下问题：

(1)在变化过程中气体对外做功，还是外界对气体做功？

(2)在变化过程中气体吸热，还是向外放热？气体内能增加了，还是减少了？;1．对ΔU＝W＋Q的理解

热力学??一定律将单纯的绝热过程和单纯的热传递过程推广到一般情况，既有做功又有热传递的过程，其中ΔU表示内能改变的数量，W表示做功的数量，Q表示外界与物体间传递的热量．;3．应用热力学第一定律解题的一般步骤

(1)首先选定研究对象是哪个物体或哪个热力学系统．

(2)根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的正、负．

(3)根据方程ΔU＝W＋Q求出未知量．

(4)再根据未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做功情况．;【例1】(1)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，是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做了多少功？

(2)一定质量的气体，从外界吸收3.5×105J的热量，同时气体对外界做功2.3×105J，则气体的内能怎样变化？;解析：(1)根据热力学第一定律表达式中的符号法则，知Q＝2.6×105J，ΔU＝4.2×105J．由ΔU＝W＋Q，

则W＝ΔU－Q＝4.2×105J－2.6×105J＝1.6×105J．

W＞0，说明是外界对气体做了功．

(2)Q＝3.5×105J，W＝－2.3×105J，

则ΔU＝Q＋W＝1.2×105J，

ΔU为正值，说明气体的内能增加1.2×105J．

答案：(1)外界对气体做功1.6×105J(2)增加了1.2×105J;规律方法——气体状态变化与物理量对应方法

(1)绝热过程：气体与外界没有热交换．

(2)导热良好：气体与外界有热交换，且与外界温度保持相同．

(3)体积减小，外界对气体做功；体积增大(不是对真空膨胀)，气体对外界做功．

(4)温度升高，理想气体的内能增加；温度降低，理想气体的内能减少．;[情景导学]

(1)有一种所谓的“全自动”机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去．这是不是一种永动机呢？如果不是，你知道维持表针走动的能量是哪儿来的吗？

(2)热力学第一定律与能量守恒定律是什么关系？;提示：(1)不是永动机．能量是通过摆动手臂对表内的转轮做功而储存的．

(2)能量守恒定律是各种形式的能相互转化或转移的过程，总能量保持不变，它包括各个领域，其范围广泛．热力学第一定律是物体内能与其他形式的能之间的相互转化或转移，是能量守恒定律的具体体现．;1．对能量守恒定律的理解

(1)各种形式的能在转化和转移过程中总量守恒无须任何条件，而某种或几种形式的能的守恒是有条件的．例如：物体的机械能守恒，必须是只有重力或弹力做功．

(2)意义：能量守恒定律的发现，使人们进一步认识到，任何一部机器，只要对外做功，都要消耗能量，都