热学第2讲热力学第一定律能量守恒定律LI.ppt

高三物理高考复习 第13章热学 第2讲热力学第一定律能量守恒定律 物体内能 物体内所有分子的 K和 P总和 内能改变 决定物体内能的因素 1 从宏观上看 物体内能的大小由物体的摩尔数 温度和体积三个因素决定 2 从微观上看 物体内能的大小由组成物体的分子总数 分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定 做功 其它形式的能与内能的转化 用功量度 热传递 高温物体的内能向低温物体转移 用热量量度 改变内能的两种方式 做功 热传递 对内 对外 吸热 放热 内能增加 内能增加 内能减少 内能减少 外界对物体做功 物体对外界做功 物体从外界吸热 物体对外界放热 一 热力学第一定律 1 物体与外界没有热交换时 绝热过程 外界对物体做多少功 它的内能就增加多少 反之物体对外界做功多少 它的内能就减少多少 W U 其中 U表示内能的增量 内能 U增加取正 内能 U减少取负 W表示功 外界对物体做功W取正 物体对外界做功 W取负 做功的过程 物体的体积必发生变化 2 物体与外界间没有做功时 物体从外界吸收多少热量 它的内能就增加多少 物体向外界放出多少热量 它的内能就减少多少 Q U 其中Q表示热量 物体从外界吸热Q取正 物体向外界放热Q取负 3 热力学第一定律 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 l 热力学第一定律反映了功 热量跟内能改变之间的定量关系 2 式中Q U W的正负及含义如下所述 定律中各量的正 负号及含义 1 大量事实证明 各种形式的能可以相互转化 并且在转化过程中守恒 2 能量守恒定律 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另外的物体 在转化或转移过程中其总量不变 3 能量守恒定律是自然界最普遍 最重要的规律之一 也是19世纪自然科学的三大发现之一 被恩格斯称为 伟大的运动基本规律 二 能量守恒定律 1 第一类永动机 人们把设想中的不消耗能量的机器叫做第一类永动机 2 第一类永动机的设想由于违背了能量守恒定律 所以不可能制成 三 永动机不可能制成 1 第一类永动机 概念 结果 违背能量守恒定律 不消耗能量的机器 无一例外地归于失败 原因 2 永动机给我们的启示 人类在利用和改造自然时 必须遵循自然定律 1 关于物体的内能变化以下说法正确的是 A 物体吸收热量 内能一定增大B 物体对外做功 内能一定减小C 物体吸收热量 同时对外做功 内能可能不变D 物体放出热量 同时对外做功 内能可能不变 C 课堂练习 2 关于内能下列说法正确的是 A 相同质量的两物体 升高相同的温度 内能增量一定相同 B 一定量00C的水结成00C的冰 内能一定减小C 一定量气体克服外界压力膨胀 但不吸热也不放热 内能一定减小D 一定量气体吸收热量而保持体积不变 内能可能减小 BC 3 自由摆动的秋千摆动幅度越来越小 下列说法正确的是 A 秋千的机械能守恒B 秋千的能量正在消失C 只有动能和重力势能的相互转化D 减少的机械能转化为内能 但总能量守恒 4 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 是气体对外界做了功 还是外界对气体做了功 做了多少焦耳的功 解析 引起物体内能变化的物理过程有两种 做功和热传递 由于物体内能的增加量大于物体从外界吸收的热量 所以一定存在外界对物体做功 根据热力学第一定律 U Q W得 W为正值 表明外界对物体做功 5 地面附近有一正在上升的空气团 它与外界的热交换忽略不计 已知大气压强随高度增加而降低 则该气团在此上升过程中 不计气团内分子间的势能 A 体积减小 温度降低B 体积减小 温度不变C 体积增大 温度降低D 体积增大 温度不变 解析 随着空气团的上升 大气压强也随着减小 那么空气团的体积会增大 空气团对外做功 其内能会减小 因为不计分子势能 所以内能由其温度决定 则其温度会降低 所以空气团的体积增大 温度降低 压强减小 所以 正确答案应为C 答案 C 6 2011 福建 一定量的理想气体在某一过程中 从外界吸收热量2 5 104J 气体对外界做功1 0 104J 则该理想气体的 A 温度降低 密度增大B 温度降低 密度减小C 温度升高 密度增大D 温度升高 密度减小 解析 理想气体从外界吸热大于对外界做功 所以内能增大 温度是理想气体内能的标志 内能增大