高中物理 10.3热力学第一定律 能量守恒定律课件 新人教版选修3-3.ppt

第十章热力学定律 第三节热力学第一定律能量守恒定律 一 引入 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 如果外界对它做的功为 则它的内能如何变化 变化了多少 如果该物体对外界做的功为 则它的内能如何变化 变化了多少 2 一个物体 如果外界既没有对它做功 它也没有对外界做功 那么 如果该物体吸收热量 它的内能如何变化 变化了多少 如果放出热量 它的内能如何变化 变化了多少 总结 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 如果外界既没有对物体做功 物体也没有对外界做功 那么物体吸收了多少热量 它的内能就增加多少 物体放出了多少热量 它的内能就减少多少 如果物体与外界同时发生做功和热传递 则物体内能的变化与热量 做的功 之间又有什么关系呢 U W Q 这在物理学中叫做热力学第一定律 定律中各量的正 负号及含义 例题 一定质量的气体 在被压缩的过程中 外界对它做功300J 但这一过程中该气体的内能减少了300J 问气体在此过程中是吸热还是放热 吸收 或放出 多少热量 二 能量守恒定律 通过前边的学习我们知道 做功改变物体内能的过程是内能和其他形式的能的转化过程 热传递改变物体内能的过程是内能从一个物体转移到另一个物体的过程 总结 能量可以由一种形式转化为另一种形式 也可以从一个物体转移到另一个物体 做功改变物体的内能时 对物体做多少功就有多少机械能转化为等量的内能 物体对外界做多少功 就有多少内能转化为等量的机械能 在热传递过程中 物体吸收多少热量 内能就增加多少 物体放出多少热量 内能就减少多少 热力学第一定律表示 做功和热传递提供给一个物体多少能量 物体的能量就增加多少 能量在转化或转移中守恒 能量既不会凭空产生 也不会凭空消失 它只能从一种形式转化为别的形式 或者从一个物体转移到别的物体 在转化或转移的过程中其总量保持不变 这就是能量守恒定律 三 第一类永动机 什么是第一类永动机 不消耗任何能量 却可以源源不断地对外做功 这种机器叫第一类永动机 答 根据能量守恒定律 任何一部机器 只能使能量从一种形式转化为另一种形式 而不能无中生有地制造能量 因此第一类永动机是不可能制成的 第一类永动机违反了能量守恒定律 所以不可能制成 问 第一类永动机能不能制成 为什么 强化训练 如图所示 容器中各有一个可自由移动的轻活塞 活塞下是水 上为空气 大气压恒定 底部由带有阀门 的管道相连 整个装置与外界绝热 原先 中水面比 中高 打开阀门 使 中的水逐渐向 中流 最后达到平衡 则在这个过程中 大气压力对水做功是 水的内能增加了 设水的密度为 活塞面积分别为SA SB 原来 中高度差为h 图1 答 大气压力对水不做功 阀门打开后 水从高处流向低处 在这个过程中水的重力做正功 所以水的内能增加量等于水的重力势能的减小量 2 如图2所示 直立容器内部有被隔板隔开的 两部分气体 的密度小 的密度大 抽去隔板 加热气体 使两部分气体均匀混合 设在此过程中气体吸热 气体内能增量为 u 则 A u QB U QC u QD 无法比较 图2 答 气体开始的合重心在中线下 混合均匀后重心在中线 所以系统重力势能增大 由能量守恒知 吸收热量一部分增加气体内能 一部分增加重力势能