3.1 热力学第一定律 课件（38张PPT）

(课件网) 第三章 热力学定律 粤教版 选择性必修三 第一节 热力学第一定律 热学 热现象的宏观理论———研究热现象一般规律，不涉及热现象微观解释(热力学) 热现象的微观理论———从分子动理论的角度来研究宏观热现象的规律(统计物理学) 弹弓发生弹性形变，有弹力的作用，具有弹性势能 工人在高空作业有重力的作用，具有重力势能 那么，在物体内部的分子也具有势能吗？ 点电荷相互之间有电场力的作用，具有电势能 知识回顾 分子力与分子间距离的关系 当分子间距改变，分子力做功，会引起能量的变化。 分子间具有由他们相对位置决定的势能，称为分子势能。 取无穷远处分子势能为0 排斥力 吸引力 r > ro ：引力 r < ro ：斥力 分子力、分子势能与分子间距离的关系 排斥力 吸引力 r > ro ：引力 r < ro ：斥力 取无穷远处分子势能为0 分子间距离不断减小 分子力F 分子势能Ep 图象 随分子间距离的变化情况 rr0 r增大,F先增大后减小,表现为引力 r增大,F做负功,Ep增大 r=r0 F引=F斥,F=0 Ep最小,但不为零 r>10r0 引力和斥力都很微弱,F=0 Ep=0 Part 01 物体的内能 一、物体的内能 我们把物体的机械运动的动能和势能总和称为机械能。 类似的，物体中所有分子的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。 那么，可以用什么方式可以使物体内能发生变化呢？ 理想气体，分子势能与体积无关 二、改变物体内能的两种方式 把金属勺子放在热汤中，勺子温度升高，内能增大 这些例子，都是通过热传递来改变物体内能。 食物放入冰箱，温度下降，内能减少 在太阳光的照射下，太阳能热水器中的水温度升高，内能增大 二、改变物体内能的两种方式 1、热传递 热传递可以改变物体内能，热传递过程中物体内能变化的量称为热量。 习惯上我们所说的“物体吸热（或放热）多少”，实际上是指热传递使物体的内能增加（或减少）多少。 比如说，柴火烧水，水吸热后内能增加沸腾。烧开后熄灭柴火，开水对外放热，内能减少，温度下降，一段时间后会与外界温度一致。 二、改变物体内能的两种方式 对物体做功，可以改变物体内能。 我们可以通过实验来研究做功如何改变物体内能 如何知道物体的内能发生改变？ 一定质量的气体，分子数目不变。 气体分子间距离很大，分子间作用力忽略不计，气体分子势能为零。所以气体内能仅与温度有关。 实验中，推动活塞即对气体做功，测量气体的温度的变化，就可以研究做功与气体内能的变化的关系。 一定质量的气体 分子动能 分子势能 物体 内能 分子数目 控制变量 实验：研究活塞对气体做功与气体内能变化的关系 ℃ ℃ 迅速压缩气体 迅速压缩气体的目的： 使过程中筒内气体与外界几乎没有热传递发生（绝热过程）。 实验过程： 首先推动活塞，迅速压缩气体，对气体做功。 然后释放活塞，气体推动活塞做功。 用电子温度计测量气体的温度的变化，研究做功与气体内能的变化的关系。 活塞迅速压缩气体过程实验现象与分析： 迅速压缩气体，对气体做功，筒内气体与外界几乎没有热传递发生，所以做功可以使物体内能增大。 实验中筒内气体温度上升，气体分子动能增大，气体分子势能为零，所以筒内气体内能增大。 1、气体内能的变化情况分析 2、气体内能增加，说明什么？ ℃ ℃ 气体迅速膨胀过程实验现象与分析： 实验中筒内气体温度下降，气体分子动能减少，气体分子势能为零，所以筒内气体内能减少。 1、气体内能的变化情况分析 ℃ ℃ 气体膨胀向外做功，气体内能减少，所以做功可以使物体内能减少。 2、气体内能减少，说明什么？ 结论：在绝热过程中，外界对物体做功，物体内能增大。 物体对外界做功，物体内能减少。 二、改 ... ...