单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,选修33 第十章热力学定律,10.3,热力学第一定律 能量守恒定律,选修33 第十章热力学定律,1,复习回忆,问题：,在绝热过程之中，系统的内能与做功有什么关系？,在绝热过程之中，系统内能的增加量等于外界对系统所做的功。,UW,其中W指外界对系统所做的功.,问题：,在没有对系统做功时，系统的内能与传热有什么关系？,在没有对系统做功时，系统内能的增加量等于系统所吸收的热量。,UQ,其中Q指系统所吸收的热量.,复习回忆问题：在绝热过程之中，系统的内能与做功有什么关系？,2,复习回忆,问题：,做功与热传递有什么关系？,做功与热传递在改变系统内能方面是等价的。,问题：,当外界既对系统做功，又对系统传热时，系统内能的增加量又如何求解？为什么？,内能的增加量等于外界对系统传递的热量与外界对系统所做功的和。因为做功与热传递在改变系统内能方面是等价的。,复习回忆问题：做功与热传递有什么关系？做功与热传递在,3,一、热力学第一定律：,1.内容：,一个热力学系统的内能增加量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和，这个关系叫做,热力学第一定律,.,2.表达式：,UW+Q,一、热力学第一定律：1.内容：一个热力学系统的内能增加量等于,4,【例题】,一定量的气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功？如果膨胀时做的功是135J，同时向外放热85J，气体的内能变化量是多少？内能是增加了还是减少了？,解析：,膨胀过程，气体对外做功。,气体对外做功，W取负值，系统放热，Q取负值，内能变化量,UW+Q,=-220J，负号表示内能减小了。,【例题】一定量的气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外,5,物理量,意义,符号,意义,符号,W,Q,U,一、热力学第一定律：,3.定律中各物理量取值的正、负符号及含义：,压缩气体，外界对系统做功,系统内能增加,系统吸收热量,+,+,+,气体膨胀，系统对外界做功（自由膨胀不做功）,-,-,-,系统放出热量,系统内能减小,物理量意义符号意义符号WQU一、热力学第一定律：3.定律中,6,【例题】,一定量的气体，从外界吸收热量2.710,5,J，内能增加4.310,5,J。在这一过程中，是气体对外做功，还是外界对气体做功？做了多少功？,解析：,Q=+2.710,5,J,U=+4.310,5,J,UW+Q,得：,W=1.610,5,J,0 ，外界对气体做功。,【例题】一定量的气体，从外界吸收热量2.7105J，内能增,7,做功和热传递都 使物体内能改变，,做功的过程是能量发生了转化，热传,递的过程是能量发生了转移。通过实,验可以证明：在这些转化和转移的过,程中，总的能量应该保持不变。,做功和热传递都 使物体内能改变，,8,二、能量守恒定律：,1.内容：,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另一种形式，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.,（增加的=减小的）,2.是一个普遍适用的定律：,热力学第一定律是能量守恒定律在热学上的一种具体表现形式。,二、能量守恒定律：1.内容：能量既不会凭,9,这是在13世纪法国人亨内考制作出的一种“魔盘”。转盘中央有一个转动轴，盘子边缘等间距地安装着12根活动短杆，每个短杆的一端装有一个铁球。亨内考认为，右边向下运动的球比左边向上运动的球离轴远些，因此，右边的球产生的转动力矩要比左边的球产生的转动力矩大.力矩的不平衡使得魔盘会永无休止地如图所示的方向转动下去，并且带动机器转动.,问题：,观察动态图，你看到了什么？,转盘在铁球的带动下持续不停地运动。,这是在13世纪法国人亨内考制作出的一种“魔盘”,10,三、第一类永动机：,1.定义：,不需要任何动力或燃料，却能源源不断地对外做功的机器。,2.第一类永动机不可能制成：,违背了能量守恒定律。,违背了热力学第一定律。,三、第一类永动机：1.定义：不需要任何动力或燃料，却,11,【例题】,图中活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气，以U,甲,、U,乙,分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中（）,、U,甲,不变，U,乙,减小,、U,甲,增大，U,乙,不变,、U,甲,增大，U,乙,减小,、U,甲,不变，U,乙,不变,C,【例题】图中活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞(连同拉杆,12,【例题】,固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和气体乙。现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动P的过程中（）,A、外力对乙做功，甲的内能不变,B、外力对乙做功，乙的内能不变,C、乙传递热量给甲，乙的内能增加,D、乙的内能增加，甲的内能不变,甲,乙,B,P,C,【例题】固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔,13,【例题】,一定质量的理想气体由状态(,p,1,，,V,1,，,T,1,)被压缩至状态(,p,2,，,V,2,，,T,2,)，已知,T,2,T,1,，则该过程中（）,A气体的内能一定是增加的,B气体可能向外界放热,C气体一定从外界吸收热量,D气体对外界做正功,AB,【例题】一定质量的理想气体由状态(p1，V1，T1)被压缩,14,【例题】,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W,1,表示外界对气体做的功，W,2,表示气体对外界做的功，Q,1,表示气体吸收的热量，Q,2,表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有（）,AQ,1,Q,2,=W,2,W,1,BQ,1,=Q,2,CW,1,=W,2,DQ,1,Q,2,A,【例题】一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后,15,课堂小 结,一、热力学第一定律：,1.内容：,一个热力学系统的内能增加量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和，这个关系叫做,热力学第一定律,.,2.表达式：,UW+Q,课堂小 结一、热力学第一定律：1.内容：一个热力学系统的内,16,课堂小 结,物理量,意义,符号,意义,符号,W,Q,U,一、热力学第一定律：,3.定律中各物理量取值的正、负符号及含义：,压缩气体，外界对系统做功,系统内能增加,系统吸收热量,+,+,+,气体膨胀，系统对外界做功（自由膨胀不做功）,-,-,-,系统放出热量,系统内能减小,课堂小 结物理量意义符号意义符号WQU一、热力学第一定律,17,课堂小 结,二、能量守恒定律：,1.内容：,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另一种形式，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.,（增加的=减小的）,2.是一个普遍适用的定律：,热力学第一定律是能量守恒定律在热学上的一种具体表现形式。,课堂小 结二、能量守恒定律：1.内容：,18,课堂小 结,三、第一类永动机：,1.定义：,不需要任何动力或燃料，却能源源不断地对外做功的机器。,2.第一类永动机不可能制成：,违背了能量守恒定律。,违背了热力学第一定律。,课堂小 结三、第一类永动机：1.定义：不需要任何动,19,