人教版高中物理选择性必修第三册第三章热力学定律第2节热力学第一定律 第3节能量守恒定律课件（18页PPT）

(课件网) 第三章　热力学定律 第2节　热力学第一定律 第3节　能量守恒定律 1.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。 2.理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规 律。 3.知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因。 学习任务一　热力学第一定律 1. 内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的 与外界 对它所做的 的和。 2. 表达式：ΔU＝ 。 热量　 功　 Q＋W　 气象探测气球内充有常温常压的氦气，从地面上升至某高空的过程中，气球 内氦气的压强随外部气压减小而逐渐减小，其温度因启动加热装置而保持不 变，高空气温为－7.0 ℃，球内氦气可视为理想气体。若在此高空，关闭加 热装置后，则： （1）氦气对外界做功还是外界对氦气做功？ （1）根据题意知，关闭加热装置后，气象探测气球的体积减小，外界对氦 气做功。 （2）氦气吸热还是放热？ （2）在此高空，ΔU＜0，W＞0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，Q＜ 0，即氦气向外放热。 A. 对外做功，内能不变 B. 向外放热，内能减少 C. 分子的平均动能变小 D. 吸收的热量等于内能的增加量 解析：根据题意可知，气球缓慢上升的过程中，气体温度不变，则气体的内 能不变，分子的平均动能不变，气体的体积变大，气体对外做功，由热力学 第一定律可知，由于气体的内能不变，则吸收的热量与气体对外做的功相 等。故选A。 A 【典例2】　若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底缓慢上升到湖面 的过程中，对外界做了0.6 J的功，设此过程中湖水的温度相等且保持不变。 （1）气泡上升过程中吸收的热量是多少？ （1）0.6 J 解析：（1）气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律ΔU＝Q＋ W，则Q＝ΔU－W＝0－（－0.6 J）＝0.6 J，即吸收的热量是0.6 J。 （2）气泡到达湖面后，由于太阳的照射，在温度上升的过程中又对外界做了0.1 J的功，同时吸收了0.3 J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了多少？ （2）0.2 J 解析：（2）由热力学第一定律得ΔU'＝Q'＋W'＝0.3 J＋（－0.1 J）＝0.2 J，即内能增加了0.2 J。 学习任务二　能量守恒定律 1. 能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式 为其他 形式，或者从一个物体 到别的物体，在转化或转移的过程中，能量 的总量 。 转化　 转移　 保持不变　 2. 第一类永动机不可能制成 （1）第一类永动机：不需要任何动力或燃料却能不断地 的 机器。 （2）第一类永动机不可能制成的原因：违背了 定律。 对外做功　 能量守恒　 如图为一种所谓“全自动”的机械手表，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？如果不是，维持表针走动的 能量是从哪儿来的？ 这不是永动机。手表戴在手腕上，通过手臂的运动，机械手表获得能量，供 手表指针走动。若将此手表长时间放置不动，它就会停下来。 A. 某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加 B. 某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加 C. 不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器———第一类永动机，是不可 能制成的 D. 石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了 ABC 解析：不同形式的能量间的转化过程中，能量是守恒的，即某种形式的能量 减少，一定存在其他形式的能量增加，A正确；能量在不同的物体间发生转 化和转移的过程中，能量是守恒的，即某个物体的能量减少，必然有其他物 体的能量增加，B正确；第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒 定律，C正确；石子从空中落下的过程中，机械能在变化，比如受空气阻力 作用使机械能减少，最后停止在地面上时机械能并没有消失，而是转化 ... ...