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1、第十章,热力学第一定律能量守恒定律,10-1,给你一段铁丝，想让它的温度升高，你有哪些方法？,改变内能的两种方式,做功,热传递,对内,对外,吸热,放热,内能增加,内能增加,内能减少,内能减少,（外界对物体做功）,（物体对外界做功）,（物体从外界吸热）,（物体对外界放热）,绝热过程,仅传热过程,如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中， 内能的变化U与热量及做的功之间又有什么关系呢？,热力学第一定律,能量守恒定律,一、热力学第一定律,1.一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么： 如果外界做的功为，则它的内能如何变化？变化了多少？ 如果物体对外界做的功为，则它的内能如何变化？变化了多少
2、？,1.一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，那么，外界对它做多少功，它的内能就增加多少；物体对外界做多少功，它的内能就减少多少. ,返回,2.一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么： 如果物体吸收热量，它的内能如何变化？变化了多少？ 如果放出热量，它的内能如何变化？变化了多少？,2.如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多少.,返回,3.如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，内能的变化U与热量及做的功之间又有什么关系呢？,一个热力学系统的内能增加量等于外界向它传递的
3、热量与外界对它所做的功的和，这个关系叫做热力学第一定律.,UW + Q,思考与讨论：,一定量的气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功？如果膨胀时做的功是135J，同时向外放热85J，气体的内能变化量是多少？内能是增加了还是减少了？,请你通过这个例子总结U、 Q、 W几个量取正、负值的意义。,定律中各量的正、负号及含义,三、应用,例题：一定量的气体从外界吸收了2.6105J的热量，内能增加了4.2 105J。 问：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？,解：根据U = W + Q 得 W = U Q = 4.2 105J 2.6105J= 1.6105J W为正
4、值，外界对气体做功，做了1.6105J 的功。,如果气体吸收的热量仍为2.6105J不变，但是内能只增加了1.6105J，这一过程做功情况怎样？,学以致用,例1、一定量的气体，从外界吸收热量2.7105J， 内能增加4.3105J。在这一过程中，是气体对外做功，还是外界对气体做功？做了多少功？,解析：,Q=+2.7105J,U=+4.3105J,UW + Q,得： W=1.6105J 0,四、能量守恒定律,用热力学第一定律解释柴油机正常工作时压燃的原理,活塞压缩气体，活塞对气体做功，由于时间很短，散热可以不计，机械能转化为气体的内能，温度升高，达到柴油燃点，可“点燃”柴油。,能量既不会凭空产生
5、，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移过程中其总量不变，这就是能量守恒定律.,五、永动机不可能制成,永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机器叫永动机.人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机.（不吃草的马）,根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的.,结果：制造永动机的千万次努力都以失败而告终,概念：不需要动力或燃料，却能源源不断对外做功的机器,原因：违背了能量守恒定律,第一类永动机.rm,、是一个普遍适用的定律,能量守恒定律的重要性
6、,、将各种现象联系在一起,、指导着人们的生产、科研,、19世纪自然科学三大发现之一,例2：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？,分析：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，所以在这个过程中能量还是守恒的，是机械能转变成内能了。,小结：,1、热力学第一定律：,U = W + Q,2、能量守恒定律：,能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别
7、的物体；在转化和转移过程中其总量不变，这就是能量守恒定律.,1、图中活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气，以U甲、U乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中（ ）,（）U甲不变，U乙减小 （）U甲增大，U乙不变 （）U甲增大，U乙减小 （）U甲不变，U乙不变,C,小试身手,2、固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和气体乙。现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动P的过程中（ ）,C,3、一定质量的理想气体由状态(p1，V1，T1)被压缩至状态(p2，V2，T
8、2)，已知T2 T1，则该过程中（ ）,AB,4一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比， （ ） A气体内能一定增加 B气体内能一定减小 C气体内能一定不变 D气体内能是增是减不能确定,04年湖南16,D,5下列说法正确的是 （ ） A外界对气体做功，气体的内能一定增大 B气体从外界只收热量，气体的内能一定增大 C气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均 动能越大 D气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均 动能越大,04年北京理综15,D,04年广西4,6下列说法正确的是 （ ） A外界对一物体做功，此物体的内能一定增加 B机械能完全转化成内能是不可能的 C将热量
9、传给一个物体，此物体的内能一定改变 D一定量气体对外做功，气体的内能不一定减少,D,04年全国理综16,7一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回一开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有 （ ） AQ1Q2=W2W1 BQ1=Q2 CW1=W2 DQ1Q2,点拨：整个过程的内能不变， E = 0,由热力学第一定律 E=W总+Q总=0,Q总= - W总, Q1Q2=W2W1,A,8. 如图所示,密闭绝热的具有一定质量的活塞,活塞的上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计,置于真空中的轻弹簧的一端固定于理想气体容器的底部.另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为EP(弹簧处于自然长度时的弹性势能为零),现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡态,经过此过程 （ ） A EP全部转换为气体的内能 B. EP一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍 为弹簧的弹性势能 C EP全部转换成活塞的重力势能和气体的内能 D EP一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换 为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能,04年全国理综17,D,
