3.2热力学第一定律ppt课件-(2019)新人教版高中物理选择性必修第三册高二下学期 (2).pptx
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1、新知导入新知导入汽缸内有一定质量的气体,压编气体的同时给汽缸加热。那么,气体内能的变化会比单一方式(做功或传热)更明显。这是为什么呢?思考:改变物体内能的方式有哪些?新知讲解新知讲解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)WU QU 新知讲解新知讲解绝热过程WU 仅传热过程QU 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Q及做的功W之间又有什么关系呢? 新知讲解新知讲解一、热力学第一定律及其应用1、表述:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的
2、功的和.2、意义:热力学第一定律反映了功、热量跟系统内能改变之间的定量关系.3、数学表达式: U= Q +W新知讲解新知讲解思考讨论:一定质量的气体,膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功?如果膨胀时气体对外做功是135J,同时向外放热85J,气体内能的变化量是多少?内能是增加了还是减少了?请你通过这个例子总结功和热量取正、负值的物理意义。对外界做功减少了220J新知讲解新知讲解定律中各量的正、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U内能增加内能减少U = W + Q 课堂练习课堂练习1、一定量的气体,从外界吸收热量2.7105J,内能增
3、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?Q=+2.7105JU=+4.3105JUW + Q得: W=1.6105J 0即外界对气体做功新知讲解新知讲解例题:如图3.2-1,一台四冲程内燃机,活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1 m,这段过程活塞对气体的压力逐渐增大,其做的功相当于2x 103 N的恒力使活塞移动相同距离所做的功(图3.2-2甲)。内燃机工作时汽缸温度高于环境温度,该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25 J。(1)求上述压缩过程中气体内能的变化量。(2)燃烧后的高压气体对活塞做功,气体推动活塞移动0.1 m,其做的功相当于9x103
4、N的恒力使活塞移动相同距离所做的功(图3.2-2乙),该做功过程气体传递给汽缸的热量为30J,求此做功过程气体内能的变化量。新知讲解新知讲解解:(1)压缩过程活塞对气体做的功W1= F1l1= 2x103x0.1 J= 200 J气体内能的变化量U1=W1+Q1=200J-25J=175J(2)气体膨胀过程中气体对外界所做的功W2=F2l2=-9x103 x0.1J=-900J气体内能的变化量U2= W2+ Q2=- 900J- 30J=- 930J 汽缸内气体在压缩过程中内能增加了175 J,在膨胀做功过程中气体内能减少了930 J。新知讲解新知讲解二、热力学第一定律的应用步骤(1)根据符号
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