自然科学基础物理课件物理第三章 第二节 内能 能量守恒定律学习资料

第二节、

内能能量的转化与守恒定律一、温度与内能1．温度（1）宏观含义：温度是表示物体的冷热程度．（2）微观含义（即从分子动理论的观点来看）：温度是物体分子热运动的平均动能的标志，温度越高，物体分子热运动的平均动能越大．温度的单位：日常用摄氏度（用符合℃表示）如：今天温度10℃

国际单位：开尔文（用符合K表示）今天温度10℃,也可以说：今天温度283.15K

两种单位的换算关系;设t的单位用摄氏度，T的单位用开尔文，有：

T=t+273.15

需要注意：a．同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同．但由于不同物质的分子质量不一定相同．所以分子热运动的平均速率也不一定相同．b．温度反映的是大量分子平均动能的大小，不能反映个别分子的动能大小，同一温度下，各个分子的动能不尽相同．

2、分子永不停息地做无规则运动叫做分子的热运动，它与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈。3．分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能．

4．平均动能：物体里所有分子动能的平均值叫做分子热运动的平均动能．5、分子势能：由于分子间存在相互作用力，并由它们的相对位置决定的能叫做分子势能．分子势能跟物体的体积有关．体积发生变化，其内部的分子势能也发生变化。6、物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能．任何物体都具有内能．因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子所组成．7．物体内能的大小与哪些因素有关分子动能与温度有关，分子势能与体积有关。所以，物体内能的大小由物体的温度和体积都有关系．二、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）（3）做功和热传递在改变内能效果上是等效的做功和热传递的区别（1）做功改变内能：实质上是其它形式的能和内能之间转化（2）热传递：实质上是各物体间内能的转移三、热力学第一定律

1.一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，那么，外界对它做多少功，它的内能就增加多少；物体对外界做多少功，它的内能就减少多少.即

ΔU=W

2.如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多少。即

ΔU=Q

3.如果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ΔU与热量Ｑ及做的功Ｗ之间又有什么关系呢？

4、计算公式·ΔU=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.ΔU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

5、定律中各量的正、负号及含义物理量符号意义符号意义W+外界对物体做功－物体对外界做功Q+物体吸收热量－物体放出热量ΔU+内能增加－内能减少6、应用举例

例题：一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了4.2×105J。问：①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：①根据ΔU=W+Q得W=ΔU－Q=4.2×105J－2.6×105J=1.6×105JW为正值，外界对气体做功，做了1.6×105J的功。＇解：②同理可得：W=ΔU－Q=1.6×105J－2.6×105J=－1.0×105JW为负值，说明气体对外界做功（气体体积变大），做了1.0×105J的功。＇＇

②如果气体吸收的热量仍为2.6×105J不变，但是内能只增加了1.6×105J，这一过程做功情况怎样？四、能量的转化与守恒定律1、各种形式的能都可以互相转化。例如：内燃机：内能------机械能电动机：电能------机械能手电筒：化学能------电能-----光能

2、能量的转化与守恒定律：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。3、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.4、恩格斯提出19世纪自然科学三大发现是：