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1、3 热力学第一定律 能量守恒定律引入刀具在砂轮上磨削，刀具发热 在电炉上的一壶冷水，过一段时间后水变热这些实例中，物体的内能为什么增加了？这些实例中，物体的内能为什么增加了？增加的内能是凭空产生的，还是由其他形式能增加的内能是凭空产生的，还是由其他形式能 转化来的？能的转化过程中数量之间有什么关转化来的？能的转化过程中数量之间有什么关 系？这是今天要学习的内容。系？这是今天要学习的内容。一、功W、热量Q跟内能改变量U之 间关系1、一个物体，如果它跟外界不发生热交换 （1）外界对它做多少功，它的内能就增加多少U正（2）物体对外界做多少功，它的内能就减少多少U负W= W= U U 2 2、一个物体
2、，如果外界既没有对它做功，它也不对外做、一个物体，如果外界既没有对它做功，它也不对外做 功功 （1 1）物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少）物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少U U正正（2 2）物体放出多少热量，它的内能就减少多少）物体放出多少热量，它的内能就减少多少U U负负Q= Q= U U3 3、一个物体，如果跟外界同时发生做功和热传递的过程、一个物体，如果跟外界同时发生做功和热传递的过程 物体内能的增加为物体内能的增加为 U=W+QU=W+Q， 上式在物理学中叫做热力学第一定律。上式在物理学中叫做热力学第一定律。一、功W、热量Q跟内能改变量U之 间关系思考与讨论a.一定量的气体
3、从外界吸收了2.6105J的热 量，内能增加了4.2105J。是气体对外界做 了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦 耳的功？b.b.如果气体吸收的热量仍为如果气体吸收的热量仍为2.62.6 10105 5J J不变，但不变，但 是内能只增加了是内能只增加了1.61.6 10105 5J J，做了多少功？计算做了多少功？计算 结果是负值。怎样解释这个结果？结果是负值。怎样解释这个结果？ 在热力学第一定律在热力学第一定律U=W+QU=W+Q中，中，U U、WW 、QQ，的正值、负值各代表什么物理意义？的正值、负值各代表什么物理意义？例题1、某物体在对外做功为75J的同时，从外 界吸收的热量为50
4、J，则在此过程中物体 的内能 （填增加或减少） J。分析：分析：根据热力学第一定律根据热力学第一定律U UWW QQ，知知U U75J75J50J50J25J25J式中负号说明内能减少了。式中负号说明内能减少了。答案：减少答案：减少 ; 25 ; 25。三、能量转化和守恒定律1、定律内容：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式，转化为另一种形 式或从一个物体转移到另一个物体，而能的总 量保持不变。2 2、物理意义：、物理意义：首先是各种形式能量间的转化，其次是首先是各种形式能量间的转化，其次是转化中的守恒。转化中的守恒。对能的转化和守恒定律的理解2、当发生能量从一种形式转化为另一
5、种形式时 ，是通过_实现的。这种转化意味 着物质运动可由一种形式转化成其他形式。做功3 3、大量事实证明，任何形式的能转化为别种、大量事实证明，任何形式的能转化为别种 形式的能时，总的能量都是守恒的。形式的能时，总的能量都是守恒的。1 1、每一种物质运动形式对应一种能量、每一种物质运动形式对应一种能量 。4 4、在物质运动形式不变时，能量只从物体间、在物质运动形式不变时，能量只从物体间 发生转移，能的形式不会改变。发生转移，能的形式不会改变。二、永动机不可能制成n历史上有不少人希望设计一种机器，这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机器被称为永动机，又叫第一类永动机。n n第一
6、类永动机的一种设计方案见课本第一类永动机的一种设计方案见课本P42.P42.能通过推理来探讨能的转化和 守恒定律例：水平马路上行驶的汽车，在发动机熄 火后，速度越来越慢，最后停止。这一 现象符合能的转化和守恒定律吗？如果 符合，汽车失去的动能变成了什么？n n分析：分析：汽车发动机熄火后，汽车要克服阻力做功汽车发动机熄火后，汽车要克服阻力做功 ，当所克服阻力做的功等于其熄火时的动能时，汽，当所克服阻力做的功等于其熄火时的动能时，汽 车即停止运动。在这一过程中，汽车克服阻力做的车即停止运动。在这一过程中，汽车克服阻力做的 功要转变成地面、轮胎的内能，所以在这个过程中功要转变成地面、轮胎的内能，所
7、以在这个过程中 能量还是守恒的，是机械能转变成内能了。能量还是守恒的，是机械能转变成内能了。问题 1、能量守恒定律的内容是什么？2、各种机器的作用是什么？3 3、风力发电是什么能转化成什么能？4、化学上电解食盐的进程，是什么能转化成什么能的过程？5、为什么说能量定律是伟大的运动基本规律？6、第一类永动机为什么不能成功？7、举出一些生活中能量守恒的实例。3一颗一颗质量为10克的子弹以200m/s的速度射入放在光滑水平面上质量为2kg的木块中，穿出木块的速度变为40m/s，设子弹在木块中所受的阻力不变，在此过程中子弹和木块共获得多少内能？若这些内能有30被子弹吸收，则可以使子弹升温多少度？子弹的比热容为1.3102J/（kg. ）小结n自然界的物质有不同的运动形式，每一种运 动都对应着一种能。能不能凭空产生，也不 能凭空消失，自然界各种形式的能存在着相 互转化过程，转化过程中总量是守恒的。能 的转化和守恒定律是自然界最基本的物理定 律。n要会分析一些自然现象中能是怎样转化的。n应该知道，根据能的转化和守恒定律，永动 机是不可能制造成功的。n通过例题计算，学会运用能的转化和守恒定 律解决物理问题的方法。
