2012高二物理课件：第三章 第二节　热力学第一定律（粤教版选修3-3）

(共12张PPT)
第二节 热力学第一定律
一、热力学第一定律
1．内容：系统的内能增量等于外界向它传递的热量与
和
外界对它所做的功的________．
2．表达式：ΔU＝W＋Q
做功 W 热量 Q 内能的
改变ΔU
取正值
“＋” 外界对系
统做功 系统从外界
吸收热量 系统的
内能增加
取负值
“－” 系统对外
界做功 系统向外界
放出热量 系统的
内能减少
3．符号法则
做功
热传递
4.热力学第一定律说明了________和____________是
系统内能改变的量度，没有做功和热传递就不可能实现能
量的转化或转移，同时也进一步揭示了能量守恒定律．
一、应用热力学第一定律解题的一般步骤
1．根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的正、负；
2．根据方程ΔU＝W＋Q 求出未知量；
3．再根据未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况
或做功情况．
二、热力学第一定律的应用
第一定律，Q＝ΔU－W＜0，气体对外界放热，放出的热量
等于外界对气体做的功和气体温度降低所减少的内能之和．
2．等容过程
气体等容变化时，气体没有推动活塞对外界做功，W
＝0.根据热力学第一定律有ΔU＝Q.在等容过程中，气体吸
收的热量全部用于增加内能，温度升高；反之，气体放出
的热量是以减小内能为代价的，温度降低．
3．等温过程
理想气体在等温过程中内能保持不变，ΔU＝0，由热
力学第一定律，W＝－Q，如果气体被等温压缩，则 W>0，
Q<0, 气体对外界放热，外界对理想气体所做的功全部转换
为传给外界的热量．如果气体等温膨胀，气体从外界吸取
的热量全部转换为对外所做的功．
热力学第一定律的理解
[例 1]下列说法中正确的是(
)
A.物体吸收热量，其内能必增加
B.外界对物体做功，物体内能必增加
C.物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能减少
D.物体温度不变，其内能也一定不变
解析：由ΔU＝W＋Q 知，内能的变化量由外界对物体
做的功和物体从外界吸收的热量共同决定，故 A、B 说法
错误．温度不变，只能说明分子平均动能不变，而分子势
能不能确定．故 D 说法错误．在分析该问题时，既要考虑
到内能包括分子动能和分子势能，又要考虑到改变内能也
有两种方式：做功和热传递．
答案：C
利用热力学第一定律计算
[例 2]一定量的气体从外界吸收了 2.6×105 J 的热量，
内能增加了 4.2×105 J．外界对气体做了多少功？
解： 由ΔU＝W＋Q 得：
W＝ΔU－Q
＝4.2×105 J－2.6×105 J
＝1.6×105 J
外界对气体做的功是 1.6×105 J.
上题中，如果气体吸收的热量仍为 2.6×105 J，但是内
能只增加了 1.6×105 J，计算结果 W 将为负值．怎样解释
这个结果？一般地讲，ΔU、Q、W 的正值和负值各代表什
么物理意义？
解：根据热力学第一定律：ΔU＝W＋Q 则：
W＝ΔU－Q＝1.6×105 J－2.6×105 J＝－1.0×105 J
表示气体对外界做功 1.0×105 J.
由以上可以看出，外界对气体做功 W 取正值，气体对
外界做功 W 取负值．
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