高中物理 10.3熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律課件 新人教版選修3-3.ppt

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第十章 熱力學(xué)定律,第三節(jié) 熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律,一、引入 改變物體內(nèi)能的方式有哪些？,做功、熱傳遞,（一）熱力學(xué)第一定律,1.一個(gè)物體，它既沒(méi)有吸收熱量也沒(méi)有放出熱量，那么： ①如果外界對(duì)它做的功為Ｗ，則它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？ ②如果該物體對(duì)外界做的功為Ｗ，則它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？,2.一個(gè)物體，如果外界既沒(méi)有對(duì)它做功，它也沒(méi)有對(duì)外界做功，那么： ①如果該物體吸收熱量Ｑ，它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？ ②如果放出熱量Ｑ，它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？,總結(jié),一個(gè)物體，如果它既沒(méi)有吸收熱量也沒(méi)有放出熱量，那么，外界對(duì)它做多少功，它的內(nèi)能就增加多少；物體對(duì)外界做多少功，它的內(nèi)能就減少多少. 如果外界既沒(méi)有對(duì)物體做功，物體也沒(méi)有對(duì)外界做功，那么物體吸收了多少熱量，它的內(nèi)能就增加多少，物體放出了多少熱量，它的內(nèi)能就減少多少.,如果物體與外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞，則物體內(nèi)能的變化與熱量Ｑ、做的功Ｗ之間又有什么關(guān)系呢？,ΔU=W+Q,這在物理學(xué)中叫做熱力學(xué)第一定律.,定律中各量的正、負(fù)號(hào)及含義,例題,一定質(zhì)量的氣體，在被壓縮的過(guò)程中，外界對(duì)它做功300 J，但這一過(guò)程中該氣體的內(nèi)能減少了300 J，問(wèn)氣體在此過(guò)程中是吸熱還是放熱？吸收（或放出）多少熱量？,（二）能量守恒定律,通過(guò)前邊的學(xué)習(xí)我們知道：做功改變物體內(nèi)能的過(guò)程是內(nèi)能和其他形式的能的轉(zhuǎn)化過(guò)程，熱傳遞改變物體內(nèi)能的過(guò)程是內(nèi)能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體的過(guò)程.,總結(jié),能量可以由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，也可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體. 做功改變物體的內(nèi)能時(shí)，對(duì)物體做多少功就有多少機(jī)械能轉(zhuǎn)化為等量的內(nèi)能，物體對(duì)外界做多少功，就有多少內(nèi)能轉(zhuǎn)化為等量的機(jī)械能； 在熱傳遞過(guò)程中，物體吸收多少熱量，內(nèi)能就增加多少，物體放出多少熱量，內(nèi)能就減少多少,熱力學(xué)第一定律表示，做功和熱傳遞提供給一個(gè)物體多少能量，物體的能量就增加多少，能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移中守恒,能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量保持不變，這就是能量守恒定律.,（三）第一類(lèi)永動(dòng)機(jī),什么是第一類(lèi)永動(dòng)機(jī),不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對(duì)外做功，這種機(jī)器叫第一類(lèi)永動(dòng)機(jī),答“根據(jù)能量守恒定律，任何一部機(jī)器，只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，而不能無(wú)中生有地制造能量，因此第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不可能制成的.（第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)違反了能量守恒定律，所以不可能制成）,問(wèn)：第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)能不能制成？為什么？,［強(qiáng)化訓(xùn)練］,１.如圖所示，Ａ、Ｂ容器中各有一個(gè)可自由移動(dòng)的輕活塞，活塞下是水，上為空氣，大氣壓恒定，Ａ、Ｂ底部由帶有閥門(mén)Ｋ的管道相連，整個(gè)裝置與外界絕熱，原先Ａ中水面比Ｂ中高，打開(kāi)閥門(mén)，使Ａ中的水逐漸向Ｂ中流，最后達(dá)到平衡，則在這個(gè)過(guò)程中，大氣壓力對(duì)水做功是 ，水的內(nèi)能增加了 （設(shè)水的密度為ρ，活塞面積分別為SA、SB，原來(lái)Ａ、Ｂ中高度差為h）,圖1,答：大氣壓力對(duì)水不做功 閥門(mén)打開(kāi)后，水從高處流向低處.在這個(gè)過(guò)程中水的重力做正功，所以水的內(nèi)能增加量等于水的重力勢(shì)能的減小量.,2.如圖2所示，直立容器內(nèi)部有被隔板隔開(kāi)的Ａ、Ｂ兩部分氣體，Ａ的密度小，Ｂ的密度大，抽去隔板，加熱氣體，使兩部分氣體均勻混合，設(shè)在此過(guò)程中氣體吸熱Ｑ，氣體內(nèi)能增量為Δu，則 . A.Δu=Q B.ΔU＜Q C.Δu＞Q D.無(wú)法比較,圖2,答：Ａ、Ｂ .氣體開(kāi)始的合重心在中線下，混合均勻后重心在中線，所以系統(tǒng)重力勢(shì)能增大，由能量守恒知，吸收熱量一部分增加氣體內(nèi)能，一部分增加重力勢(shì)能.,