2022-2023学年粤教版（2019）选择性必修第三册 3.1热力学第一定律 课件（18张PPT）

第一节热力学第一定律内能取决于温度、体积、物质的量（分子数）。物体的内能是物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和。问题1：什么是物体的内能？问题2：物体内能的决定因素？问题3：理想气体的内能由什么因素决定？内能取决于温度、物质的量（分子数）（与体积无关）1理想气体：气体分子间的相互作用力为零，并且严格遵守气体实验定律2理想气体的内能：理想气体只有分子动能，没有分子势能，其内能只由温度唯一决定，与体积无关问题4：内能与热量的区别？内能是状态量，热量是过程量热量表示由于热传递而引起内能变化的过程，转移的能量即为内能的改变量如没有热传递，就无所谓热量，但此时物体仍有内能，因此只能说物体具有多少内能，不能说“物体在某温度具有多少热量

问题5：但通常我们关心的不是物体具有多少内能，而是物体内能的变化，改变内能的途径有哪些？做功和热传递一、改变内能的两种方式1.改变内能的两种方式：做功和热传递2.做功和热传递改变内能的关系

（1）做功：当其他形式的能量和内能之间发生转化时，必须通过做功才能实现。

（2）热传递：高温物体自发地把它的内能传递给低温物体，这种没有做功而使物体内能改变的现象称为热传递。热传递的方式：热传导、热对流、热辐射热传递的条件：存在温度差，最终结果温度相等3.做功与热传递两种方式的比较（1）做功和热传递在改变物体内能上是等效的（2）本质不同：例如：可以用加热（热传递）的方法使一根铁棒的温度升高，同样可以用摩擦（做功）的方法使铁棒升高同样的温度。做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）热传递使物体的内能改变，是物体间内能的转移（同种形式能量的转移）（3）量度内能变化的物理量不同做功过程：内能的变化就用功来量度．外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少．热传递过程：内能的改变是用热量来量度的．物体吸收了多少热量，物体的内能就增加多少；物体放出了多少热量，物体的内能就减少多少．二、

热力学第一定律

1.热力学第一定律：物体内能的增加∆U就等于物体吸收的热量Q和外界对物体做的功W之和。

即∆U=W+Q2.对公式∆U=W+Q符号的规定（1）外界对系统做功，W>0，即W为正值。（2）系统对外界做功，W<0，即W为负值。（3）系统从外界吸收热量，Q>0，即Q为正值。（4）系统向外界放出热量，Q<0，即Q为负值。（5）系统内能增加，∆U>0,即∆U为正值。（6）系统内能减小,∆U<0,即∆U为负值。3.热力学第一定律应用注意的问题（1）应用时分清W、Q是正号还是负号，以便确定∆U是正值的还是负值。（2）几种特殊情况①过程是绝热的，则Q=0、W=∆U②过程中不做功（无功），则W=0、Q=∆U③内能保持不变的过程，则∆U=0、W+Q=0或W=-Q，即外界对物体所做的功完全转换为向外界放出的热量或从外界吸收的热量完全转换为对外界所做的功。4.重要意义：反应了其他形式的能与内能转化及物体内能转换的定量关系。也说明了能量传递和转化的途径（做功与热传递）。5.W、Q、∆U单位统一为国际单位：焦耳例1、关于做功与热传递，下列说法正确的是（）

A.做功和热传递在本质上是相同的

B.内能的改变一定同时存在做功和热传递

C.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的D.做功与热传递量度内能变化的物理量相同C例2、关于热传递的说法正确的是（）A.热量由含热量多的物体传递到含热量少的物体B.热量由温度高的物体传递到温度低的物体C.热量由内能大的物体传给内能小的物体D.只有通过热传递，才能使物体的温度发生变化B例3、物体的内能增加了20J，则（）A.一定是外界对物体做了20J的功B.一定是物体吸收了20J的热量C.一定是分子势能增大D.分子平均动能可能不变D例4、关于物体内能的变化，以下说法正确的是（）A.物体对外做功，内能一定减小B.物体吸收热量，内能一定增大C.物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变D.物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D例5、一定质量的理想气体由状态Ⅰ（P1、V1、T1）被压缩至状态Ⅱ（P2、V2、T2），已知T2>T1，则该过程中（）A.气体的内能一定是增加的B.气体可能向外界放热C.气体一定从外界吸收热量D.气体对外界做功AB例6、如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体（）A.温度升高，压强增大，内能减少B.温度降低，压强增大，内能减少C.温度升高，压强增大，内能增加D.温度降低，压强减小，内能增加C例7、如图所示，汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞通过定滑轮与一重物m相连并处于静止状态，此时活塞到缸口的距离h＝0.2m，活塞面积S＝10cm2，封闭气体的压强p＝5×104Pa。现通过电热丝对缸内气体加热，使活塞缓慢上升至缸口。在此过