物体的内能热力学第一定律.ppt

7.3 7.3 物体的内能物体的内能 热力学第一定律热力学第一定律 物体的内能 改变内能的两种方式 能量转换与守恒定律 热力学第一定律 一、分子的内能 1. 分子动能 构成物体的分子都是做永不停息地无规 则运动的，因而运动的分子所具有的动能叫做分子动能。 2. 分子平均动能 物体内所有分子动能的平均值叫做 分子的平均动能。 3. 温度是物体分子热运动平均动能的标志 物体的温 度越高，分子热运动越激烈，分子的平均动能就越大；反 之，物体的温度越低，分子的热运动越缓慢,分子的平均 动能就越小。因此,从气体动理论的观点看来，温度是物 体分子热运动平均动能的标志。 在分子力作用范围内，分子具有由它 们的相对位置决定的势能，这种势能叫做分子势能。 对于确定的气体，如果改变它的体积，分子间的距 离就会改变，分子势能也会随之改变。因此，分子势能 的大小由物体的体积决定。 4. 分子势能 5. 物体的内能 物质内所有分子的动能与势能的总 和，叫做物体的内能。 由于分子的平均动能与温度有关系，分子势能与物 体的体积有关系，因此，物体的内能与物体的温度和体 积有关。 注意： （1）物体的内能和物体的机械能是两种不同形式的能 量。 （2）任何物体都具有内能，具有内能的物体可以同时 具有机械能或其他形式的能。 二、改变物体的内能的两种方式 物体的内能是可以改变的，当物体的温度升高时，分 子的动能增加，物体的内能也随之增加；当物体的温度降 低时，物体的内能也随之减少。当物体的体积改变时，分 子势能发生了变化，物体的内能也随之改变。 例如，用砂轮磨刀具时，砂轮 和刀具都会变热，温度升高，内能 增加；在锯木头的时候，克服摩擦 力做了功，锯条和木头的温度都会 升高，内能增加。 1. 做功可以改变物体的内能 用力压缩气体做功也可以改变气体的内能。例如，把 一小块浸过乙醚的棉花放在装有活塞的密封玻璃气缸的底 部，当快速向下推压活塞时，被压缩的气体的内能会迅速 增加，气体骤然变热，当温度达到乙醚的燃点时，浸有乙 醚的棉花便燃烧起来，可见，外力压缩气体对气体做功， 会使气体的内能增加。 2. 热传递可以改变物体的内能 （1）热传递是指通过传递热量而使物体内能改变的过 程。在热传递过程中内能改变的多少叫做热量。 （2） 热传递有三种方式 传导、对流、热辐射。 传导 烧铁条的一端，另一端也会热起来，这种热传递 的方式叫做传导。 对流 在加热壶中的水时, 上下循环的水会传递热量, 这样进行的热传递叫做对流。 热辐射 通过辐射转移内能的方式。 热传递的规律是内能从温度高的物体转移到温度低的 物体；或者从物体中温度高的部分转移到温度低的部分， 直到它们的温度相等，即达到热平衡时才会停止。 当外界对物体做功时,物体的内能增加；反之，物体 的内能就减少，当外界向物体传递热量时，物体的内能增 加；反之，物体的内能就减少。 3. 改变物体内能的实质 做功和热传递在改变物体的内能方面是等效的，但是 它们之间还是有本质的区别。做功改变物体的内能，是其 他形式的能和内能之间的转化。而热传递则是物体间内能 的转移。 做功和热传递都可以改变物体的内能，如果物体从外 界吸收热量Q ，则物体的内能增加，所增加的数量是Q 。 如果物体对外做功W , 则物体的内能要减少，所减少的数量 等于W ，这整个过程之后的内能跟过程发生前的内能之差 叫做物体内能的改变量，用E 表示。 三、热力学第一定律 符号规定： 物体的内