物理 第二章 第二节 热力学第一定律精品课件 新人教版选修12.ppt

第二节热力学第一定律 第二章能量的守恒与耗散 目标导航1 掌握热力学第一定律及其公式表达 能够从能量转化的观点理解这个定律 2 会用表达式 u q w分析和计算问题 3 能运用能量守恒定律 热力学第一定律分析 计算和解决实际问题 一 改变内能的两种方式1 内能的改变有 和 两种方式 热传递 做功 2 在能的转化转移过程中 一个物体 如果没有吸收热量 也没有放出热量 那么外界对它做多少功 它的内能就 多少 如果它既没有对外做功 外界也没有对其做功 则它从外界吸收多少热量 它的内能就 多少 增加 增加 二 热力学第一定律1 内容 物体内能的增加等于物体从外界吸收的 与外界对物体所做的 的总和 2 公式 用 u表示物体内能的增量 用q表示吸收的热量 用w表示外界对物体所做的功 那么 u 热量 功 q w 1 热量和内能内能是由系统的状态决定的 状态确定 系统的内能也随之确定 要使系统的内能发生变化 可以通过热传递或做功两个过程来完成 2 做功和热传递 是改变物体内能的两种方式做功 在绝热过程中 外力做功 物体内能增加 克服外力做功 物体内能减少 热传递 热量从高温物体传到低温物体 或者从物体的高温部分传到低温部分的过程叫做热传递 热传递是通过热传导 热对流和热辐射三种方式来实现的 在实际的热传递过程中 这三种方式往往不是单独进行的 在单纯传热过程中 吸收热量 物体内能增加 放出热量 物体内能减少 下列关于物体内能的说法正确的是 a 物体吸收热量 内能一定增加b 物体放出热量 内能一定减少c 当做功和热交换同时存在时 物体的内能一定改变d 物体对外做功 内能可能增加 精讲精析 热交换和做功是改变物体内能的两种方式 只知道某一方式对内能的影响 由于另一方式对内能的影响未知 所以物体内能的变化情况是无法确定的 故a b错误 d正确 由热力学第一定律可知 c项中内能可能不变 c错 答案 d 1 热力学第一定律不仅反映了做功和热传递在改变内能的效果上是相同的 而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的数量关系 2 对公式 u q w符号的规定 3 几种特殊情况 1 若过程是绝热的 则q 0 w u 外界对物体做的功等于物体内能的增加 2 若过程中不做功 即w 0 q u 物体吸收的热量等于物体内能的增加 3 若过程的始末状态物体的内能不变 即 u 0 则w q 0或w q 4 注意事项 1 应用热力学第一定律表达式时 各量单位应统一为国际单位制中的焦耳 2 判断外界对气体做不做功 一般情况下是看气体的体积是否变化 1 一定质量的气体从外界吸收了2 6 105j的热量 内能增加了4 2 105j 是气体对外界做了功 还是外界对气体做了功 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 变化了多少 精讲精析 1 由题意得q 2 6 105j u 4 2 105j 由w q u得w 1 6 105j 由于w 0所以是外界对气体做功 且做了1 6 105j的功 答案 1 外界对气体做功1 6 105j 2 气体的内能增加1 2 105j 变式训练1 气体膨胀对外界做功100j 同时从外界吸收了120j的热量 它的内能的变化可能是 a 减少20jb 增加20jc 减少220jd 增加220j 解析 选b 由 u q w得 u 120j 100j 2