功、热和内能的改变 热力学第一定律课件-2023-2024学年高二下物理人教版（2019）选择性必修第三册

●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●3.１功、热和内能的改变3.2

热力学第一定律空气压缩引火仪底的棉花会被点燃呢？焦耳JamesPrescottJoule1818-1889P46P46P46-47结论：发电机P47结论：焦耳的实验是一个需要在绝热过程中完成的实验P47②隔热（绝热）材料①①②做功方式机械功电功实验条件绝热过程共性外界对系统做功相同，系统温度上升数值相同，焦耳的两个实验即系统的状态发生相同的变化P48U，状态量宏观定义：（热力学对内能的定义）微观定义（分子动理论对内能的定义）在热力学系统的绝热过程中，当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时ΔU=U2-U1=系统内能增量外界对系统所做的功热量交换Q=0U1U2=W

P48在绝热过程中，外界对气体做功，气体内能增加P48在绝热过程中，气体对外界所做功，气体的内能减少P49P48W>0，气体体积减小ΔU<0ΔU>0W<0，气体膨胀体积增大气体自由膨胀V增加气体对外界不做功绝热U不变K气体A真空B★★★气体的自由膨胀不做功。单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态热量QT1T2U1U2ΔU=U2-U1系统内能增量=P49吸热，Q>0，ΔU>0，内能增加放热，Q<0，ΔU<0，内能减少暖宝宝烧开水太阳辐射热传递的三种方式↓热传导热沿着物体传递↓热对流靠液\气体的流动传热↓热辐射向周围以电磁波形式传热条件：温度不同．热从高温物体传到低温物体．做功改变物体内能，内能的改变(ΔU)用功的数值来量度热传递

改变物体内能，内能的改变(ΔU)用热量来量度P49★对固体或液体，主要通过温度变化来判断内能是否改变。★物体温度升高，内能一定增加；但内能增加，温度不一定升高★理想气体内能只与温度有关例：一定质量0℃冰熔解成的0℃水，温度不变，但吸收热量，内能增大（分子势能增大）。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）热量与内能的区别：(1)内能是状态量，热量是过程量。不能说物体具有多少热量，只能说某一过程中物体吸收或放出了多少热量。(2)物体的内能大，并不意味着向外界释放的热量多。只有在仅传热过程中，内能变化越大时，相应的传热才越多。总结提升P50①若过程为绝热过程②若过程中不做功③若过程中内能不变ΔU＝WΔU＝QW+

Q＝

0或

W=

-Q例：一定质量气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功？如果膨胀时气体对外做的功是135J，同时向外放热85J，气体内能的变化量是多少？内能是增加了还是减少了？膨胀过程中气体对外界做功，W=-135J系统向外放热：Q=-85J根据热力学第一定律：ΔU=W+Q代入得：ΔU=-220J内能减少了220J例：给旱区送水的消防车停在水平地面上，如图所示。在缓慢放水过程中，若车胎不漏气且胎内气体温度不变，不计分子间的势能，试分析气体的吸放热情况。温度不变，分子平均动能不变，内能不变，即ΔU=0.放水过程中气体体积增大，对外做功，即W<0

由ΔU=W+Q可知，Q>0，即气体吸热.P51V→W：

V↑，气体对外界做功（外界对气体做负功），W<0；

V↓，外界对气体做功（气体对外界做负功），W>0。T→U：T↑，

U

↑，ΔU>0；

T

↓

，U↓，ΔU<0。ΔU＝Q＋W→Q：Q>0，气体吸热；Q