3.1热力学第一定律课件（20张PPT）

(共20张PPT)
热力学第一定律
一、热传递
两个温度不同的物体互相接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，并将持续到系统间达到热平衡即温度相等为止，这个过程称之为热传递
热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射
二、热和内能
在外界对系统没有做功的情况下，
内能和热量之间有什么样的关系呢？
即在外界对系统不做功的情况下，外界传递给系统的热量等于系统内能的改变量
△U＝Q
学习重点：
学习难点：
1、能量守恒定律。
2、从能量转化的观点理解热力学第一定律，会用ΔU = W + Q 分析和计算有关问题。
1、如何用能量转化和守恒的观点分析物理现象；
2、热力学第一定律ΔU = W + Q中各物理量的意义及正负号的确定。
既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么，功、热量跟内能的改变之间一定有某种联系，我们就来研究这个问题.
改变物体内能的方式有哪些？
做功　热传递
一、热力学第一定律
1.一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：
①如果外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？
②如果物体对外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？?
2.一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：
①如果物体吸收热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？
②如果放出热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？
ΔU = Q
ΔU = W
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？
一、热力学第一定律
1.一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：
①如果外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？
②如果物体对外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？?
2.一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：
①如果物体吸收热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？
②如果放出热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？
ΔU = Q
ΔU = W
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
一、热力学第一定律
一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
（数学表达式）
二、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
ΔU = W + Q
三、应用
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= 1.6×105J W为正值，外界对气体做功，做了1.6×105J 的功。
②同理可得：
W ′=ΔU′－ Q ′ = 1.6 ×105J － 2.6×105J= － 1.0×105J W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？
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。
一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比， （ ）
A．气体内能一定增加
B．气体内能一定减小
C．气体内能一定不变
D．气体内能是增是减不能确定
例题1
D
下列说法正确的是 （ ）
A．外界对气体做功，气体的内能一定增大
B．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大
C．气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均 动能越大
D．气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大
例题2
D
例题3
下列说法正确的是 （ ）
A．外界对一物体做功，此物体的内能一定增加
B．机械能完全转化成内能是不可能的
C．将热量传给一个物体，此物体的内能一定改变
D．一定量气体对外做功，气体的内能不一定减少
D
例题4：
一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回一开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有 （ ）
A．Q1—Q2=W2—W1 B．Q1=Q2
C．W1=W2 D．Q1>Q2
点拨：整个过程的内能不变， ΔE = 0
由热力学第一定律 ΔE=W总+Q总=0
Q总= - W总
∴ Q1—Q2=W2—W1
A
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）
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. ?
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