第02节 热力学第一定律16张PPT

(共16张PPT)
贤哥”气功”取火
第一节
内能
功
热量
选修3-3
第三章
热力学基础
第二节
热力学第一定律
一、【自主预习】
（一）预习课本P60
(第一节
内能
功
热量)
1、物体内能包括
分子动能
和
分子势能
.分子动能由
温度
决定;分子势能由
体积
决定,因此,想要改变内能,必须使物体的温度和体积发生变化.
（1）做功：外界对物体做功，物体的内能
增大
，物体对外界做功，物体的内能
减小
。
自主学习答案展示:
（2）热传递：
注意：热传递过程所转移的内能称为
热量
，因此，热量是传递着的能量，不能说物体有多少热量，而是说物体具有多少内能。
c—比热容
m---质量
热功当量：
1卡=
4.2
J
2、总结：改变内能的两种方式：
做功
和
热传递
。
【效果检测】:
1、下列例子是通过什么方式改变物体内能的??
A.用太阳灶烧水(?
热传递
)?
B.古人钻木取火(??做功
)?
C.用电热水壶烧水(??热传递?
)?
D.用打气筒打气，筒壁变热(??做功
)?
E.柴油机汽缸内空气被压缩(??做功
)?
F.热机汽缸内高温高压气体膨胀(?做功?)
2、把锅里150kg的水由20℃加热到80℃，水的内能增加了多少？（已知水的比热4.2×103J/Kg.0c）
（二）、预习课本P64
(第二节
热力学第一定律)
1、热力学第一定律的表达式:
△U=W+Q
.
2、回答课本P64思考与讨论的问题。总结△U，Q，W几
个量取正、负的意义
应用：（对一定质量的理想气体来说）
（1）外界对气体做的功即压缩气体（V减小）；气体对外界做功即气体膨胀（V增大）
（2）气体温度升高，内能增大；气体温度降低，内能减少（理想气体的内能只考虑分子动能，只与温度有关，与体积无关）
（3）ΔU＝Q＋W
的三种特殊情况
若过程是绝热的，即Q＝0，则W＝ΔU，外界对气体做的功等于气体
内能
的增加．
若过程是等容的，即W＝0，则Q＝ΔU，气体吸收的热量等于物体
内能
的增加．
若过程是等温的，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，
外界对气体
做的功等于物体放出的热量
【效果检测】:
3、空气压缩机在一次压缩过程中,活塞对气缸中的气体做功为2.0×105
J,同时气体的内能增加了1.5×105
J.试问：此压缩过程中,气体从外界吸收了热量还是向外界放出热量?传递的热量是多少?
解:
由△U=W+Q
有Q
=△U
–
W=(1.5×105-2.0×105)
J=-0.5×105
J
负号说明气体向外界放出热量;传递的热量是0.5×105
J
?
4.一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，(若不计气泡内空气分子势能的变化)则(
B　)
A．气泡对外做功，内能不变，同时放热
B．气泡对外做功，内能不变，同时吸热
C．气泡内能减少，同时放热
D．气泡内能不变，不吸热也不放热
5.解:理想气体经历等压变化,由盖-吕萨克定律
解得VB=8.0×10-3m3
W=-P△V=-P(VB-VA)=-
2×102
J
由热力学第一定律
△U=W+Q=(-
2×102+7.0×102)J=5.0×102J
解决方法：
小组讨论
代表讲解
实验探索：课本P60
图3-1-1
图3-1-2
总结:气体在
或
时做功,导致气体的内能发生了变化,
表现为
的变化.
4.老师点评
自主学习疑点解决:
压缩
膨胀
温度
效果检测4.一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，(若不计气泡内空气分子势能的变化)则(
B　)
A．气泡对外做功，内能不变，同时放热
B．气泡对外做功，内能不变，同时吸热
C．气泡内能减少，同时放热
D．气泡内能不变，不吸热也不放热
(1)恒温,内能不变
(2)上浮,压强减小,气泡膨胀,对外做功,由于内能不变,所以气体要吸热.
效果检测5
5.解:理想气体经历等压变化,由盖-吕萨克定律
解得VB=8.0×10-3m3
W=-P△V=-P(VB-VA)=-
2×102
J
由热力学第一定律
△U=W+Q=(-
2×102+7.0×102)J=5.0×102J
强化提升2、如图所示，容器A、B各有一个可以自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定。A、B的底部由带阀门K的管道相连
，整个装置与外界绝热。原先A中水面比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流动，最后达到平衡。在这个过程中(　D　)
A．大气压对水做正功，水的内能减少
B．水克服大气压做功，水的内能减少
C．大气压对水不做功，水的内能不变
D．大气压对水不做功，水的内能增加
红色部分(下降的水)的重心,高于黄色部分(上升的水)的重心,即整体上水的重心下移,重力势能减小,转化为水的内能
由于水的总体积保持不变
则有(下降体积)V1=S1h1=S2h2=V2(上升体积)
A管中大气压力对水做的功：W1=P0S1h1=P0V1
B管中大气压力对水做的功：W2=-P0S2h2=-P0V2
大气压力对水做的总功：
W=W1+W2=0
即大气压力对水不做功
强化提升3、一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p-V图像如图所示。若该气体在状态A时的温度为27℃。则：?
（1）该气体在状态B、C时的温度分别为多少摄氏度？?
（2）该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大？?
（3）该气体从状态A到状态C的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？
(3)A-C过程中吸热
四、总结
热力学第一定律
△U=W+Q的应用技巧：
1、注意题目中的绝热、导热性能良好、等容、膨胀、压缩等关键词，转化为有用信息。
2、注意公式中物理量△U、W、Q的正负代入。
五、讨论以下问题:
1．在隔热性能非常好的密闭房间中，把正在工作的电冰箱门打开，经过一段时间，该房间内的气温是否会下降？说明理由。
答:
不会下降，反而会升高。因电流做功，使电能转化为室内的内能。
?
答:不会下降，反而会升高。电风扇转动时一部分电能转化为内能，同时扇叶与空气相互摩擦，温度升高。
2．在隔热性能非常好的密闭房间中，使用电风扇，经一段时间，该房间内的气温是否会下降？说明理由。