2 热力学第一定律 3 能量守恒定律 1.理解热力学第一定律,能应用热力学第一定律分析和解决实际问题。 2.了解人类探索能量守恒的历史过程。 3.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。 4.知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因。 1.改变内能的两种方式 (1)焦耳的实验一方面表明,以不同的方式对系统做功时,只要系统始末两个状态是确定的,① 做功????的数量就是确定的;另一方面也向我们表明,为了改变② 系统的状态????,做功和传热这两种方法是等价的。也就是说,③ 一定数量的功 ??与④ 确定数量的热?? 相对应。 (2)做功与传热在改变⑤ 系统内能????方面是等价的。焦耳做实验的本意是要 探究两者的关系。 2.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⑥ 热量????与外界对 它所做的⑦ 功????的和。这个关系叫作热力学第一定律。 (2)表达式:ΔU=⑧????Q+W????。 1 | 热力学第一定律 1.确定⑨ 研究对象????。 2.确定ΔU的值、W的值、Q的值。 (1)系统内能⑩ 增加????,ΔU取正值;系统内能? 减少????,ΔU取负值。 (2)外界对系统做功有助于系统内能的增加,因此,外界对系统做功时,W取? 正???? 值;而系统对外界做功时,W取? 负????值。 (3)同理,外界对系统传递热量有助于系统内能的增加,因此,外界对系统传递热量 时,Q取? 正????值;而系统向外界传递热量时,Q取? 负????值。 3.根据热力学第一定律公式ΔU=?????Q+W????列出方程进行求解。 2 | 热力学第一定律的应用 1.人类对能量的认识:? 机械能????的各种形式之间可以相互转化,? 电和磁???? 可以相互转化,? 热和电????也可以相互转化…… 2.能量守恒观念的形成 (1)俄国化学家盖斯的研究发现,任何一个化学反应,不论是一步完成,还是分几步完 成,放出的总热量相同。 (2)焦耳的实验精确地测量了做功与传热之间的等价关系,从而为能量守恒定律奠 定了牢固的实验基础,也为能量守恒的定量描述迈出了重要的一步。 (3)德国医生迈尔认识到食物中化学能与内能的等效性,即生物体内能量的输入和 输出是平衡的。另外,他还猜想热与机械运动的等效性,并推算了多少热与多少功 相当。因此,迈尔是公认的第一个提出能量守恒思想的人。 3 | 探索能量守恒的足迹 (4)1847年,德国科学家亥姆霍兹在理论上概括和总结? 能量守恒定律????。 1.能量守恒定律 可以表述为: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????为其他形式,或者从一个物体? 转移????到别的物体,在转化或转移 的过程中,能量的总量? 保持不变????。 2.能量守恒定律的意义 能量守恒是自然界的? 普遍????规律。根据能量守恒定律,物理学发现和解释了 很多科学现象。 4 | 能量守恒定律 1.第一类永动机 人们设想的、不需要任何动力或燃料,却能不断地对外做功的机器。 2.第一类永动机不可能制成的原因 永动机的思想违背了? 能量守恒????定律,所以是不可能制成的。 5 | 永动机不可能制成 1.焦耳的实验表明做功与传热在改变系统内能方面是等价的。?( √ ) 2.物体放出热量,同时对外做功,内能可能不变。?(????? ) 3.石子从空中落下,最后静止在地面上,说明机械能消失了。?(????? ) 4.物体吸收热量,内能一定增大。?(????? ) 提示:物体吸收热量,可能同时对外做功,所以内能不一定增大。 5.物体对外做功,内能一定减少。?(????? ) 提示:物体对外做功,可能同时吸收热量,则内能不一定减少。 6.物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变。?( √ ) 提示:由热力学第一定律可知,物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变。 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ?” 。 7.热力学系统对外界做功时,W取负值,吸收热量时,Q取正值。?( √ ) 提示:在热力学 ... ...
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