高中物理第十章热力学定律第三节热力学第一定律能量守恒定律名师导航学案新人教选修.docx

第三节 热力学第一定律 能量守恒定律名师导航知识梳理1.热力学第一定律(1)内容：一个物体内能的变化，决定于_和_.(2)表达式：U=_.(3)符号定义：上式中W表示_，Q表示_，U表示_.(4)符号正负意义：W0，表示_，W0表示物体_，Q0，表示物体内能_，U0，即W为正值；系统对外界做功，也就是外界对系统做负功，W0，即Q为正值；外界从系统吸收热量，或系统向外界放出热量，Q0，即U为正值；系统内能减少，U0，要满足U0可能有各种情况：W0,Q=0；W=0，Q0；W0，Q0；W0，Q|Q|；W0，Q|W|.由否定选A；与选项B一致；、与选项C一致；、与选项D一致，故选项B、C、D正确.答案：BCD知识导学1.用热力学第一定律时要明确：(1)热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能过程是等效的，而且给出了内能的变化量和功的数值，热量和数值之间的定量关系.(2)应用此定律前应准确理解各物理量的物理含义：U是物体内能的增量，当物体内能增加时取“”号，当物体的内能减少时取“-”号，Q是外界与系统之间传递的热量，当外界传递给系统热量(系统吸热)时取“”号，当系统向外界传递热量(系统放热)时取“-”号.2.用能的转化和守恒定律时要明确：(1)能的转化与守恒定律是自然界的普遍规律.(2)一切违背能的转化与守恒定律的过程是不可能实现的，能的转化与守恒定律表明永动机不可能制成.疑难导析 做功和热传递都能改变物体的内能，因此物体内能的改变量U，必与功W和热量Q有关：(1)如果单纯通过做功改变物体的内能，内能的变化可以用做功的多少来量度，这时，物体内能的增加(或减少)量U就等于外界(或物体对外界)所做的功W的数值，即U=W.(2)如果单纯通过热传递来改变物体的内能，内能的变化便可用传递热量的多少来量度，物体内能的增加(或减少)量U应等于从外界吸收(或向外界放出)热量Q的数值，即U=Q.(3)在做功和热传递同时存在的过程中，物体内能的变化则由做功和所传递的热量共同决定.在这种情况下，物体内能的增加量就应等于外界对物体所做的功W和物体从外界吸收的热量Q之和，即U=QW.问题导思 永动机的诱人前景，曾使许多人致力于永动机的研究，但都以失败告终. 能量守恒定律的发现，使人们进一步认识到，任何一部机器，只要对外界做功，都要消耗能量，都只能使能量从一种形式转化成别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，而不能无中生有地创造能量.不消耗能量，却可以源源不断地对外做功的机器(第一类永动机)是不可能制成的.典题导考绿色通道：解此类问题要用能量转化和能量守恒的观点去考虑，重在理解能量的转化关系和能量的守恒定律.【典题变式1】 (2006重庆理综，16) 如图10-3-1，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，不计气体分子间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小( )图10-3-1A.从外界吸热 B.内能增大C.向外界放热 D.内能减小绿色通道：应用热力学第一定律解题，先要明确研究对象，其次要根据符号的法则判断符号的正负.【典题变式2】 某一定量的气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收了120 J的热量，它的内能的变化可能是( )A.减少了20 J B.增加了20 JC.减少了220 J D.增加了220 J典题变式答案【典题变式1】 解析：水温恒定且金属筒缓慢下降，则空气的温度始终不变，气