4.1热力学第一定律.ppt

10.3热力学第一定律能量守恒定律,教学目标,（1）知道热力学第一定律，理解能量守恒定律（2）对热力学第一定律的数学表达式有简单认识（3）知道永动机是不可能的,学习重点：,学习难点：,1、能量守恒定律。2、从能量转化的观点理解热力学第一定律，会用U=W+Q分析和计算有关问题。,1、如何用能量转化和守恒的观点分析物理现象；2、热力学第一定律U=W+Q中各物理量的意义及正负号的确定。,焦耳热功当量实验装置机械功,焦耳热功当量实验装置电功,UW,热传递,UQ,做功和热传递对改变物体的内能的区别,一、功，热和内能变化的物理意义,做功是内能和其他形式的能发生转化,热传递是不同物体或同一物体不同部分内能的转移,做功和热传递都能改变系统的内能，这两种方式是等效的，都能引起系统内能的改变，但是它们还是有重要区别的,UQ,UW,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）,1、下列说法中正确的是:A、做功和热传递是改变物体内能的两种不同的物理过程B、做功和热传递在改变物体内能上是等效的，因此对物体做功就是对物体传热C、热量是在热传递中，从一个物体向另一个物体或物体一部分向另一部分转移的内能的多少D、高温的物体具有热量多，低温的物体具有热量少E、冷和热的物体混合时，热的物体把温度传给冷的物体，最后温度相同,（A，C）,二、定律中各量的正、负号及含义,物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，内能的变化U与热量及做的功之间又有什么关系呢？,三、W、Q、U之间的联系,U=W+Q,该式表示的是内能的变化量跟功、热量的定量关系，在物理学中叫做热力学第一定律.,U物体内能的增加量,W外界对物体做的功,Q物体吸收的热量,四、热力学第一定律,U=W+Q,一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的公的和,1.一定质量的理想气体，内能增加，温度一定升高吗？,2.10Kg1000C水的内能_10Kg1000C的水蒸气的内能,10Kg00C水的内能_10Kg00C的冰的内能,小于,大于,注：1.对于一定质量的理想气体，内能至于温度有关。2.系统温度不变，物态发生变化时，内能一定发生变化。且吸热或放热来分析物体内能的增减是一种很简便的判断方法.,一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比，（）A气体内能一定增加B气体内能一定减小C气体内能一定不变D气体内能是增是减不能确定,D,注：对于一般气体而言：体积增大时，气体对外界做功，W0。,应用,例题：一定量的气体从外界吸收了2.6105J的热量，内能增加了4.2105J。问：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：根据U=W+Q得W=UQ=4.2105J2.6105J=1.6105JW为正值，外界对气体做功，做了1.6105J的功。,如果气体吸收的热量仍为2.6105J不变，但是内能只增加了1.6105J，这一过程做功情况怎样？,五、能量守恒定律,演示柴油机的工作过程,汽车紧急刹车,五、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别的物体；在转化和转移过程中其总量不变，这就是能量守恒定律.,六、永动机不可能制成,永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机器叫永动机.人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机.（不吃草的马）,根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的.,七、总结,1、热力学第一定律：,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别的物体；在转化和转移过程中其总量不变，这就是能量守恒定律.,下列说法正确的是（）A外界对气体做功，气体的内能一定增大B气体从外界只收热量，气体的内能一定增大C气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均动能越大D气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大,D,下列说法正确的是（）A外界对一物体做功，此物体的内能一定增加B机械能完全转化成内能是不可能的C将热量传给一个物体，此物体的内能一定改变D一定量气体对外做功，气体的内能不一定减少,D,例题4：,一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回一开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有（