2016-2017学年高中物理第5章热力学定律第1节热力学第一定律第2节能量的转化与守恒教师用书鲁科版选修
11页1、第1节热力学第一定律第2节能量的转化与守恒学 习 目 标知 识 脉 络1.理解热力学第一定律(重点)2会用UWQ解决一些简单问题(重点)3知道第一类永动机不可能制成4了解能量守恒定律的发现过程5理解能量的转化与守恒定律,会用能量的观点解释自然现象(难点)热 力 学 第 一 定 律1改变物体内能的两种方式做功和热传递2物体内能的改变(1)如果物体与外界无热传递,若外界对物体做功,则物体的内能增加;若物体对外做功,物体的内能减少(2)如果物体既不对外做功,外界也不对物体做功,则物体吸收热量时,它的内能增加;物体放出热量时,它的内能减少3热力学第一定律(1)内容:物体内能的增加量U,等于外界对物体所做的功W与物体从外界吸收的热量Q之和(2)表达式:UWQ4热力学第一定律的定义(1)内能的变化必然伴随有做功或热传递(2)一切涉及热现象的宏观过程中,能量可以发生转移或转化,此过程中总能量守恒5第一类永动机(1)概念:不消耗任何能量而能永远对外做功的机器(2)结果1718世纪,人们提出了许多永动机设计方案,但都以失败而告终(3)原因设想能量能够无中生有地创造出来,违背了热力学第一定律(4)启示人类
2、利用和改造自然时,必须遵循自然规律1热量、功和内能三者单位相同,物理意义相同()2热量和功由过程决定,而内能由物体状态决定()3系统内能增加了100 J,可能是外界采用绝热方式对系统做功100 J,也可能是外界单纯地对系统传热100 J()有一种所谓的“全自动”机械手表,既不需要上发条,也不用任何电源,却能不停地走下去这是不是一种永动机呢?如果不是,你知道维持表针走动的能量是哪儿来的吗?图511【提示】不是永动机能量是通过摆动手臂对表内的转轮做功而储存的探讨1:若物体的内能增加,一定是吸收了热量吗?【提示】不一定,因为做功和热传递都能改变物体的内能探讨2:物体的内能不变,能否说明外界既没有对物体做功,也没有发生热传递?【提示】不能可能是外界对物体做的功等于物体放出的热量(或物体吸收的热量等于物体对外界做的功)1对UWQ的理解热力学第一定律将单纯的绝热过程和单纯的热传递过程推广到一般情况,既有做功又有热传递的过程,其中U表示内能改变的数量,W表示做功的数量,Q表示外界与物体间传递的热量2对公式U、Q、W符号的规定符号WQU正号外界对物体做功物体吸收热量内能增加负号物体对外界做功物体放出热
3、量内能减少3.应用热力学第一定律解题的一般步骤(1)首先选定研究对象是哪个物体或哪个热力学系统(2)根据符号法则写出各已知量(W、Q、U)的正、负(3)根据方程UWQ求出未知量(4)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4.判断气体做功正、负的方法(1)若气体体积增大,表明气体对外界做功,W0.5.几种常见的气体变化过程(1)绝热过程:过程是绝热的,则Q0,WU,外界对气体做的功等于气体内能的增加(2)等容过程:在该过程中气体不做功,即W0,则QU,气体吸收的热量等于气体内能的增加(3)等温过程:在过程的始末状态,气体的内能不变,即U0,则WQ0或WQ,表示气体吸收的热量全部用来对外做功或外界对气体所做的功全部转换为热量放出1下列过程,可能发生的是()A物体吸收热量,对外做功,同时内能增加B物体吸收热量,对外做功,同时内能减少C外界对物体做功,同时物体吸热,内能减少D外界对物体做功,同时物体放热,内能增加E物体对外界做功,同时物体放热,内能增加【解析】根据热力学第一定律UWQ,做功和热传递都可以改变物体的内能,故由此可确定A、B、D正确,C、E错误【答案】ABD2景颇族
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