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1、3.2 3.2 热力学第一定律热力学第一定律分子因热运动而具有的能量同温度下各个分子的分子动能K 不同分子动能的平均值仅和温度有关分分 子子动动 能能分子间因有相互作用力而具有的、由它们相对位置决定的能量 rr0时,rP;0时,rP;0时，P 最低P 随物态的变化而变化分分 子子势势 能能物体内所有分子的K 和P 总和物体的内能与温度和体积有关，还和物体所含的分子数有关。物物体体内内能能改变内能的两种方式做功热传递对内对内对外对外吸热吸热放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）学习重点：学习重点：学习难点学习难点：1、能量
2、守恒定律。能量守恒定律。2 2、从能量转化的观点理解热力学第一定律，、从能量转化的观点理解热力学第一定律，会用会用U = W + Q U = W + Q 分析和计算有关问题。分析和计算有关问题。 1、如何用能量转化和守恒的观点分析物理现象；2 2、热力学第一定律、热力学第一定律U = W + QU = W + Q中各物理中各物理量的意义及正负号的确定。量的意义及正负号的确定。 学习过程：学习过程： 问问 ：既然做功和热传递都可以改变物体的：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么，功、热量跟内能的改变之间一定内能，那么，功、热量跟内能的改变之间一定有某种联系，我们就来研究这个问题有某种联系，
3、我们就来研究这个问题. . 问问 ：改变物体内能的方式有哪些？：改变物体内能的方式有哪些？ 做功做功和热传递和热传递 热力学第热力学第一定律一定律各量的正各量的正负号含义负号含义应用应用能量守能量守恒定律恒定律用动机不用动机不可能制成可能制成 总结总结一、热力学第一定律一、热力学第一定律1. 1.一个物体，它既没有吸收热量也没有一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：放出热量，那么：如果外界做的功为，则它的内能如果外界做的功为，则它的内能如何变化？变化了多少？如何变化？变化了多少？如果物体对外界做的功为，则它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？的内能如何变化？变化了
4、多少？2.一个物体，如果外界既没有对物体一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：做功，物体也没有对外界做功，那么：如果物体吸收热量，它的内能如如果物体吸收热量，它的内能如何变化？变化了多少？何变化？变化了多少？ 如果放出热量，它的内能如何变如果放出热量，它的内能如何变化？变化了多少？化？变化了多少？3.如果物体在跟外界同时发如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，生做功和热传递的过程中，内能的变化内能的变化U与热量及做与热量及做的功之间又有什么关系呢的功之间又有什么关系呢？ 1. 1.一个物体，如果它既没有一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，吸收热量也没
5、有放出热量，那么，外界对它做多少功，那么，外界对它做多少功，它的内能就增加多少；物它的内能就增加多少；物体对外界做多少功，它的体对外界做多少功，它的内能就减少多少内能就减少多少. . 返回2.2.如果外界既没有对物体做如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，物体也没有对外界做功，那么物体吸收了多少功，那么物体吸收了多少热量，它的内能就增加多热量，它的内能就增加多少，物体放出了多少热量，少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多少它的内能就减少多少. .返回 U = W + Q U = W + Q 该式表示的是内能的变化量跟功、热该式表示的是内能的变化量跟功、热量的定量关系，在物理学中叫做
6、量的定量关系，在物理学中叫做热力学热力学第一定律第一定律. .U U 物体内能的增加量物体内能的增加量 W W 外界对物体做的功外界对物体做的功 Q Q 物体吸收的热量物体吸收的热量 返回二、定律中各量的正、负号及含义二、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UU+内能增加内能减少返回三、应用三、应用 例题：一定量的气体从外界吸收了例题：一定量的气体从外界吸收了2.62.610105 5J J的热量，内能增加了的热量，内能增加了4.2 4.2 10105 5J J。问：问：是气体对外界做了功，还是外界对气体是气体对外界做了
7、功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？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为正值，外界对气体做功，做了1.6105J 的功。解：同理可得：W =U Q = 1.6 105J 2.6105J= 1.0105J W为负值，说明气体对外界做功（气体体积变大），做了1.0105J 的功。 如果气体吸收的热量仍为如果气体吸收的热量仍为2.62.610105 5J J不变，不变，但是内能只增加了但是内能只增加了1.61.610105 5J J，这一过程做功情这一过程做功情况怎样？况怎样？一一定定量量的的气气
8、体体吸吸收收热热量量，体体积积膨膨胀胀并并对对外外做做功功，则此过程的末态与初态相比，则此过程的末态与初态相比， （ ）A气体内能一定增加气体内能一定增加 B气体内能一定减小气体内能一定减小C气体内能一定不变气体内能一定不变 D气体内能是增是减不能确定气体内能是增是减不能确定例题例题1D下列说法正确的是下列说法正确的是（ ）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气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均 动能越大动能越大D气体的温度越高，气体分子
9、无规则运动的平均气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均 动能越大动能越大例题例题2D例题例题3下列说法正确的是下列说法正确的是 （ ）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机械能完全转化成内能是不可能的C将热量传给一个物体，此物体的内能一定改变将热量传给一个物体，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一定量气体对外做功，气体的内能不一定减少D例题例题4 一一定定质质量量的的理理想想气气体体，从从某某一一状状态态开开始始，经经过过一一系系列列变变化化后后又又回回一一开开始始的的状状态态，用用W1表表
10、示示外外界界对对气气体体做做的的功功，W2表表示示气气体体对对外外界界做做的的功功，Q1表表示示气气体体吸吸收收的的热热量量，Q2表表示示气气体体放放出出的的热热量量，则则在在整整个个过过程中一定有程中一定有（ ）AQ1Q2=W2W1BQ1=Q2CW1=W2 DQ1Q2点拨：点拨：整个过程的内能不变，整个过程的内能不变， E = 0 由热力学第一定律由热力学第一定律 E=W总总+Q总总=0Q总总= - W总总 Q1Q2=W2W1A 如如图图所所示示,密密闭闭绝绝热热的的具具有有一一定定质质量量的的活活塞塞,活活塞塞的的上上部部封封闭闭着着气气体体,下下部部为为真真空空,活活塞塞与与器器壁壁的的
11、摩摩擦擦忽忽略略不不计计,置置于于真真空空中中的的轻轻弹弹簧簧的的一一端端固固定定于于理理想想气气体体容容器器的的底底部部.另另一一端端固固定定在在活活塞塞上上,弹弹簧簧被被压压缩缩后后用用绳绳扎扎紧紧,此此时时弹弹簧簧的的弹弹性性势势能能为为EP(弹弹簧簧处处于于自自然然长长度度时时的的弹弹性性势势能能为为零零),现现绳绳突突然然断断开开,弹弹簧簧推推动动活活塞塞向向上上运运动动,经过多次往复运动后活塞静止经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡态气体达到平衡态,经过此过程经过此过程（ ）A EP全部转换为气体的内能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一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍其余部分仍 为弹簧的弹性势能为弹簧的弹性势能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成活塞的重力势能,一部分转换一部分转换 为气体的内能为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能其余部分仍为弹簧的弹性势能例题例题5理想理想气体气体 D同学们， 再见
