第三章

熱力學第一定律

能量守恒定律高中物理選修3-3熱力學第一定律學習重點：1、能量守恒定律。2、從能量轉化的觀點理解熱力學第一定律，會用ΔU=W+Q分析和計算有關問題。學習難點：1、如何用能量轉化和守恒的觀點分析物理現象；2、熱力學第一定律ΔU=W+Q中各物理量的意義及正負號的確定。高中物理選修3-3熱力學第一定律

熱力學第一定律應用能量守恒定律用動機不可能制成

總結一、熱力學第一定律高中物理選修3-3熱力學第一定律思考討論：一定量的氣體，膨脹過程中是外界對氣體做功還是氣體對外界做功？膨脹過程氣體對外界做功解答：高中物理選修3-3熱力學第一定律想一想

如果物體在跟外界同時發生做功和熱傳遞的過程中，內能的變化ΔU與熱量Ｑ及做的功Ｗ之間又有什么關系呢？高中物理選修3-3熱力學第一定律

ΔU=W+Q

該式表示的是內能的變化量跟功、熱量的定量關系，在物理學中叫做熱力學第一定律.ΔU物體內能的增加量W外界對物體做的功Q物體吸收的熱量高中物理選修3-3熱力學第一定律總結熱力學第一定律：一個熱力學系統的內能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的共的和。高中物理選修3-3熱力學第一定律應用：例題：解：①根據ΔU=W+Q得W=ΔU－Q=4.2×105J－2.6×105J=1.6×105JW為正值，外界對氣體做功，做了1.6×105J的功。一定量的氣體從外界吸收了2.6×105J的熱量，內能增加了4.2×105J。問：①是氣體對外界做了功，還是外界對氣體做了功？做了多少焦耳的功？高中物理選修3-3熱力學第一定律②如果氣體吸收的熱量仍為2.6×105J不變，但是內能只增加了1.6×105J，這一過程做功情況怎樣？解：②同理可得：W=ΔU－Q=1.6×105J－2.6×105J=－1.0×105JW為負值，說明氣體對外界做功（氣體體積變大），做了1.0×105J的功。高中物理選修3-3熱力學第一定律用熱力學第一定律解釋柴油機正常工作時壓燃的原理二、能量守恒定律觀察柴油機的工作過程高中物理選修3-3熱力學第一定律能量守恒定律：能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到別的物體；在轉化和轉移過程中其總量不變，這就是能量守恒定律.高中物理選修3-3熱力學第一定律三、永動機不可能制成不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功，這種機器叫永動機.人們把這種不消耗能量的永動機叫第一類永動機.（不吃草的馬）永動機：高中物理選修3-3熱力學第一定律高中物理選修3-3熱力學第一定律根據能量守恒定律，任何一部機器，只能使能量從一種形式轉化為另一種形式，而不能無中生有地制造能量，因此第一類永動機是不可能制成的.結論：高中物理選修3-3熱力學第一定律一定量的氣體吸收熱量，體積膨脹并對外做功，則此過程的末態與初態相比，（）A．氣體內能一定增加 B．氣體內能一定減小C．氣體內能一定不變D．氣體內能是增是減不能確定例題1D

高中物理選修3-3熱力學第一定律下列說法正確的是 （）A．外界對氣體做功，氣體的內能一定增大B．氣體從外界只收熱量，氣體的內能一定增大C．氣體的溫度越低，氣體分子無規則運動的平均動能越大D．氣體的溫度越高，氣體分子無規則運動的平均動能越大例題2D高中物理選修3-3熱力學第一定律一定質量的理想氣體，從某一狀態開始，經過一系列變化后又回一開始的狀態，用W1表示外界對氣體做的功，W2表示氣體對外界做的功，Q1表示氣體吸收的熱量，Q2表示氣體放出的熱量，則在整個過程中一定有 （）A．Q1—Q2=W2—W1 B．Q1=Q2C．W1=W2 D．Q1>Q2例題3A整個過程的內能不變，ΔE=0由熱力學第一定律ΔE=W總+Q總