第二节+能量守恒定律及其应用（教学课件）-【中职专用】高中物理（高教版）

物理第二节

能量守恒定律及其应用主题三

热现象及能量守恒通用类高等教育出版社主要内容热力学第一定律能量守恒定律121热力学第一定律热力学第一定律

如果一个物体从外界吸收热量

Q，则物体的热力学能增加

Q；如果同时外界又对物体做功

W，则物体的热力学能又要增加

W。我们已经知道，做功和热传递都可以改变物体的热力学能。则在整个过程之后，该物体的热力学能的增加量为ΔE＝Q＋W

符号规定：

物体的热力学能增加，ΔE>0，

物体对外界做功，W>0，

物体从外界吸热,

Q>0，

物体向外界放热,

Q<0。

外界对物体做功，W<0；

热力学能减少，ΔE<0；

【例】一定量的气体从外界吸收热量2.66×105

J，热力学能增加4.25×105

J，是气体对外界做功,还是外界对气体做功?做了多少功?

解：由

Q=ΔE+W得W<0，表示外界对气体做了功。

一般情况下，热量总是从高温物体传递到低温物体，但是电冰箱却能实现从低温空间中吸取热量，传递给外部的高温空间，从而使电冰箱内部始终保持较低的温度。它是怎么实现这一过程的呢？

【应用与拓展】

电冰箱的制冷原理

电冰箱是利用制冷剂的物态变化来实现这一过程的，现在常用的制冷剂是R600a（异丁烷）。

电冰箱主要由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器四个部分组成，如右图所示。

【应用与拓展】

电冰箱的制冷原理2能量守恒定律

通过对机械运动的研究，人们发现物体的动能和其势能可以互相转化；通过对热现象的研究，人们发现机械能还可以和热力学能互相转化；通过对其他运动形式的研究，人们发现其他形式的能也可以互相转化。

不同物质有不同的运动形式，每种运动形式都对应一种形式的能量，跟机械运动对应的是机械能，跟热运动对应的是热力学能，跟其他运动形式对应的还有磁能、电能、光能、核能、化学能等。

能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，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给另一个物体，在转化与转移的过程中总能量保持不变，这就是能量守恒定律。

19世纪中叶，迈耶、焦耳和亥姆霍兹等科学家经过长期的实验探索，共同归纳出以下规律：

你能说说在右图中，都进行着哪些不同形式能量的互相转化嘛吗？

17～18世纪，为了满足生产对机械动力日益增长的需要，许多人致力于设计和制造一种不需要消耗燃料，却可以源源不断地对外做功的机械，被称为第一类永动机，如图所示。设计者认为，该轮子会永不停息地沿着顺时针方向转动下去，并可以带动机器对外做功。

【合作探究】

小组讨论，右边这个轮子会不会按设计者的预期转动？原因是什么？能量守恒定律的发现使人们进一步认识到：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，因此永动机是不可能被制造出来的。

练习1.一定量的气体从外界吸收了1.68×103

J的热量，热力学能增加了4.76×102J。问气体是对外做功，还是外界对气体做功？做了多少功?

分析：知道气体从外界吸收了热量和热力学能的增加，通过热力学第一定律可求解出功的正负，就可以判断气体是对外做功还是外界对气体做功。

解：由Q=

ΔE+W得W>0，表示气体对外做了1.2×103J的功。2.封闭在汽缸里的气体推动活塞对外做功5×104J，从外界吸收热量7×104J，它的热力学