湖北省丹江口市高中物理 第十章 热力学定律 第三节 热力学第一定律课件 新人教版选修33.ppt

第三节热力学第一定律 教学目标 1 知道热力学第一定律及其表述式 2 理解能量守恒定律 3 知道第一类永动机不可能制成 4 会运用能量转化与守恒的观点解释有关现象 教学重难点 会运用热力学第一定律分析有关问题 并进行计算 上章回顾 1 做功可以改变内能 绝热过程 外界对系统做功 2 热传递改变内能 仅传热过程 外界向系统传递的热量 要让物体的内能增加20j 有什么方法 对物体做20j功 对物体传20j热 做功与热传递等效 一定的功与确定数量的热量相对应 对物体传10j热 再对物体做10j功 如何计算物体的内能变化 u 一 热力学第一定律 1 内容 物体内能的增加等于外界对物体所做的功与从外界吸收的热量之和 2 表达式 u w q 一定量的气体 在膨胀过程中做了135j的功 同时向外放热85j 则气体的内能变化量是多少 3 符号规定 u w q 增加量 减小量 对内做功 对外做功 吸热 放热 10 3 3 在一个标准大气压下 水在沸腾时 1g水由液态变成同温度的气态 其体积由1 043cm3变为1676cm3 已知水的汽化热为2263 8j g 求 1 体积膨胀时气体对外界作的功w 2 气体吸收的热量q 3 气体增加的内能 u 1 169 7j 2 2263 8j 3 2094 1j 如何求对外做的功 什么是汽化热 汽化热和哪些因素有关 见书p47 10 3 2 如图所示的容器 a b中各有一个可自由移动的活塞 活塞下面是水上面是大气 大气压恒定 a b间带有阀门k的管道相连 整个装置与外界绝热 开始时a的水面比b高 开启k a中的水逐渐向b中流 最后达到平衡 在这个过程中 a 大气压力对水作功 水的内能增加b 水克服大气压力作功 水的内能减少c 大气压力对水不作功 水的内能不变d 大气压力对水不作功 水的内能增加 1 自然界中存在不同形式的能 动能重力势能弹性势能电能内能 动能重力势能弹性势能电能内能 2 不同形式的能之间可以发相互转化 由特定的力做多少功来量度有多少能发生了转化 二 能量守恒定律 3 能量守恒定律的内容 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 在转化或转移的过程中其总量保持不变 读书p56 了解能量守恒定律的发现过程 1 是一个普遍适用的定律 4 能量守恒定律的重要性 比机械能守恒定律应用更广 2 将各种现象联系在一起 力学 热学 电学 光学 化学 生物学 3 指导着人们的生产 科研 泡利和费米利用能量守恒预言了中微子的存在 4 19世纪自然科学三大发现之一 细胞学说 生物进化论 恩格斯 宣告了第一类永动机造不成 热力学第一定律是只研究内能与其它形式的能发生转化时的能量守恒定律 5 与热力学第一定律的关系 制造永动机的千万次努力都以失败而告终 不需要动力或燃料 却能源源不断对外做功的机器 1 第一类永动机 2 第一类永动机不可能制成 违背了能量守恒定律 三 永动机 10 3 2 一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块 未从木块中穿出 对于这一过程 下列说法中正确的是 a 子弹减少的机械能等于木块增加的机械能b 子弹减少的动量等于木块增加的动量c 子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和d 子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块的内能增量之和 10 3 4 一定质量的理想气体由状态 p1 v1 t1 被压缩至状态 p2 v2 t2 已知t2 t1 则该过程中 a 气体的内能一定是增加的b 气体可能向外界放热c 气体一定从外界吸收热量d 气体对外界做正功 10 3 5 在太阳光的直射下 地球表面每平方厘米每分钟可获得4 2j的能量 试估算我