热力学第一定律“黄冈赛”一等奖

第1节热力学第一定律

教学目标1.理解热力学第一定律,掌握热力学第一定律表达式并能进行相关的计算.2.知道什么是第一类永动机,知道热力学第一定律另一种表述:第一类永动机是不可能实现的.

1.热力学第一定律及其应用(1)物体内能的改变方式:________和________是改变物体内能的两种方式.(2)功和物体内能的变化之间的关系:若物体与外界不存在热传递,当外界对它做功W时,它的内能________是ΔU,且W=________.当物体对外做功W时,则物体内能________是ΔU,这时W=ΔU且W､ΔU均为________值,ΔU为负值,表示内能减少.做功热传递增加量ΔU改变量负

(3)热传递和物体内能变化之间的关系:若物体既不对外做功,外界也不对物体做功,当物体从外界吸收热量Q时,它的内能________是ΔU,且Q=________;若物体向外放出热量Q,它的内能________是ΔU,即Q=ΔU仍适用,但Q､ΔU均为________值.ΔU为负值,表示内能减少.增加量ΔU改变量负

(4)热力学第一定律a.物体内能的变化与做功和热传递的关系:物体与外界同时存在着做功和热传递的过程,物体内能的增加量ΔU与___________做功,物体吸收的热量Q之间的关系式为ΔU=W+Q.b.如果物体对外界做功和向外传递热量,ΔU=W+Q关系式仍适用,只不过W､Q均为负值,ΔU也为负值表示内能减少.所以应用ΔU=W+Q进行计算时有符号规定:吸热Q>0,放热Q<0;物体对外做功W________0,外界对物体做功W________0;ΔU>0表示物体内能增加,ΔU<0表示物体内能减少.外界对物体<>c.热力学第一定律:功､热量和内能的改变之间的关系式ΔU=________叫做热力学第一定律.d.意义:在一切涉及热现象的宏观过程中,能量可以发生________或________,在转移和转化的过程中总能量守恒.W+Q转移转化2.第一类永动机(1)第一类永动机:不消耗能量而能永远对外________的机器.(2)设计:17~18世纪,人们提出了许多永动机设计方案,都以失败告终.(3)原因:设想能量能够无中生有的创造出来,违背了____________________.(4)热力学第一定律的另一种表达:第一类永动机是不可能实现的.做功能量守恒定律1.做功与内能变化的关系(1)做功是改变物体内能的方式之一,做功改变物体内能的过程是将其它形式的能(如机械能､电能等)与内能相互转化的过程,功是能量转化的量度.(2)如果物体和外界没有热传递过程,外界对物体做多少功,就有多少其它形式的能转化为内能,物体的内能就增加多少.物体对外界做多少功,就有多少内能转化为其它形式的能,物体的内能就减少多少.2.热传递与内能变化的关系热量(1)热传递过程是指物体与外界传递热量的过程,是改变物体内能的另一种方式,热传递具有方向性,热量只能从高温物体传递给低温物体,不能从低温物体自发的传递给高温物体而不引起其它变化.(2)如果物体与外界没有做功的过程,物体吸热,内能增加,吸收多少热量内能就增加多少.物体放热,内能减少,放出多少热量,内能就减少多少.

(3)热量是热传递过程中的内能的迁移量.热量的概念只在内能的转移过程中才能有意义,不能说物体具有多少热量.(4)做功和热传递在改变物体的内能方面是等效的,热量和功都与内能的单位相同.3.对热力学第一定律的理解(1)热力学第一定律是包括内能在内的能量的转化和守恒定律,即在一切涉及热现象的宏观过程中,能量可以发生转移或转化,在转移或转化过程中总能量守恒.热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的方式是等效的,而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系,即ΔU=Q+W,此式为标量式,功､热量､能应统一使用国际单位焦耳.(2)对公式ΔU=Q+W各量的符号规定外界对物体做功,W取正值,物体对外界做功,W取负值;物体吸收热量,Q为正值,物体放出热量,Q为负值;物体内能增加,ΔU取正值,物体内能减少,ΔU取负值.4.几种特殊的内能变化过程(1)若过程是绝热的,则Q=0,W=ΔU,外界对物体做多少功,物体内能增加多少,物体对外做多少功,内能减少多少.外界与物体间做的功等于物体内能的变化.(2)若过程中没有做功,