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课件网) 第三章 热力学定律 第1节 热力学第一定律 1.知道做功和热传递是改变系统内能的两种方式,理解内能与功、热量的关系。 2.理解热力学第一定律并能运用热力学第一定律分析和解决相关问题。 3.知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因。 问题1：幼儿园里一般都有滑梯,小朋友沿滑梯下滑时屁股常会感到发热,这是为什么 小朋友沿滑梯下滑时克服摩擦力做功,内能增加。 如果一个物体既不吸热也不放热，那么，当外界对它做功时，物体内能增加，且增加量等于外界做的功。当物体对外界做功时，物体内能减少，且减少量等于物体做的功。 研究表明 问题2：“围炉夜话”是中国古代文人认为非常有生活情趣的一种生活方式。在“围炉”的过程中,人的身体并没有和炉子本身发生接触,为什么还能够感到温暖 现代取暖的方式主要是暖气,暖气和炉子在能量传递方面有什么相同点 人身体没和炉子发生接触也可以感到温暖是因为热量可以通过热传递向外扩散,这和暖气的散热方式是相同的。 如果一个物体既不对外界做功，外界也不对它做功，那么当物体从外界吸热时，物体内能增加，其增加量等于吸收的热量；当物体向外放热时，物体内能减少，其减少量等于放出的热量。 研究表明 知识点一：功、热量与内能 1.改变物体的内能的两种方式：做功和热传递 2.热力学第一定律： （1）定义：如果物体与外界之间同时存在做功和热传递的过程,那么物体内能的改变量ΔU等于外界对物体所做的功与物体从外界吸收的热量之和。 （2）表达式： ΔU＝ Q + W 热传递的热量 做功 内能的改变量 （3）定律中各量的正、负号及含义 物理量 符号 意义 符号 意义 W ＋ 外界对物体做功 － 物体对外界做功 Q ＋ 物体吸收热量 － 物体放出热量 ΔU ＋ 内能增加 － 内能减少 ΔU = W + Q 在一切涉及热现象的宏观过程中，能量可以发生转移或转化，在转移或转化过程中总能量守恒。 热力学第一定律表明： 一个物体的内能增加，必定有其他物体对它做功，或向它传递热量。与此同时，对此物体做功或向它传递热量的其他物体要减少等量的能量，而系统的总能量保持不变。 （4）判断是否做功的方法 一般情况下外界对物体做功与否，需看物体的体积是否变化。 (1)若物体体积增大，表明物体对外界做功，W＜0。 (2)若物体体积减小，表明外界对物体做功，W＞0。 （5）几种特殊情况 ①若过程是绝热的，即Q＝0，则ΔU＝W，物体内能的增加量等于外界对物体做的功。 ②若过程中不做功，即W＝0，则ΔU＝Q，物体内能的增加量等于物体从外界吸收的热量。 ③若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，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)。 例题：一定质量的气体从外界吸收了3.5×105J的热量，内能增加了1.2×103J。气体对外界做功还是外界对气体做功？做了多少功？ 解：由热力学第一定律，外界对气体所做的功 W=ΔU-Q =(1.2×103-3.5×105)J =-2.3×105J W为负值，说明气体对外界做功2.3×103J。 生活中的热学问题通常涉及多个过程。例如，将气泡内的气体视为理想气体，气泡在从湖底上升到湖面过程中，对外界做了0.20J的功。假设湖水温度保持不变，此过程中的气泡是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？气泡到达湖面后，在其温度上升的过程中，又对外界做了0.02J的功，同时吸收了0.05J的热量，气泡内气体内能增加了多少？ 解 （1）气体温度不变，内能不变，即ΔU=0 由Q=ΔU-W得Q=-0.20J, 气泡上升过程放热。 （2）到水面后，由ΔU=Q+W得 ΔU=0.05-0.02 J=0.03J 气泡气体内能增加了0.03J。 17世纪，有人设计了一种螺旋汲水永动机。他设想：上面水槽流出的水冲击水轮转动，水轮在带 ... ...
