高中物理 第三章 第二节 热力学第一定律课件 粤教版选修33.ppt_第1页
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第二节热力学第一定律 一 热力学第一定律1 内容 系统的内能增量等于外界向它传递的热量与 和 外界对它所做的功的 2 表达式 u w q 3 符号法则 做功 热传递 4 热力学第一定律说明了 和 是系统内能改变的量度 没有做功和热传递就不可能实现能量的转化或转移 同时也进一步揭示了能量守恒定律 一 应用热力学第一定律解题的一般步骤 1 根据符号法则写出各已知量 w q u 的正 负 2 根据方程 u w q求出未知量 3 再根据未知量结果的正 负来确定吸热 放热情况 或做功情况 二 热力学第一定律的应用 第一定律 q u w 0 气体对外界放热 放出的热量等于外界对气体做的功和气体温度降低所减少的内能之和 2 等容过程气体等容变化时 气体没有推动活塞对外界做功 w 0 根据热力学第一定律有 u q 在等容过程中 气体吸收的热量全部用于增加内能 温度升高 反之 气体放出的热量是以减小内能为代价的 温度降低 3 等温过程 理想气体在等温过程中内能保持不变 u 0 由热力学第一定律 w q 如果气体被等温压缩 则w 0 q 0 气体对外界放热 外界对理想气体所做的功全部转换为传给外界的热量 如果气体等温膨胀 气体从外界吸取的热量全部转换为对外所做的功 热力学第一定律的理解 例1 下列说法中正确的是 a 物体吸收热量 其内能必增加b 外界对物体做功 物体内能必增加c 物体吸收热量 同时对外做功 其内能可能减少d 物体温度不变 其内能也一定不变 解析 由 u w q知 内能的变化量由外界对物体做的功和物体从外界吸收的热量共同决定 故a b说法错误 温度不变 只能说明分子平均动能不变 而分子势能不能确定 故d说法错误 在分析该问题时 既要考虑到内能包括分子动能和分子势能 又要考虑到改变内能也有两种方式 做功和热传递 答案 c 利用热力学第一定律计算 例2 一定量的气体从外界吸收了2 6 105j的热量 内能增加了4 2 105j 外界对气体做了多少功 解 由 u w q得 w u q 4 2 105j 2 6 105j 1 6 105j 外界对气体做的功是1 6 105j 上题中 如果气体吸收的热量仍为2 6 105j 但是内能只增加了1 6 105j 计算结果w将为负值 怎样解释这个结果 一般地讲 u q w的正值和负值各代表什么物理意义 解 根据热力学第一定律 u w q则 w u q 1 6 105j 2 6 105j 1 0 105j表示气体对外界做功1 0 105j
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