第13章热学第2讲热力学第一定律能量守恒定律 LI

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2.6105J的热量，内能增加了4.2105J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=QW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2.5104J，气体对外界做功1.0104J，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，