人教版高中物理选修3-3课件：10.3 热力学第一定律.ppt

1、热力学第一定律热力学第一定律 问题问题 ：既然做功和热传递都可以改变物体：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的内能，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定有某种联系，我们就来研究这个问题. . 问题问题 ：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 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

2、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与热量及与热量及 做的

3、功乊间又有什么关系做的功乊间又有什么关系 呢？呢？ 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 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

4、、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：是气体对外界做了功，还是外界对气体问：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？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），

5、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？ 四、能量守恒定律四、能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消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，体；在转化和转移过程中其总量不变， 这就是能量守恒定律这就是能量守恒定律. 五、永动机不可能制成五、

6、永动机不可能制成 永动机：不消耗任何能量，却可以源永动机：不消耗任何能量，却可以源 源不断地对外做功，这种机器叫永动源不断地对外做功，这种机器叫永动 机机. .人们把这种不消耗能量的永动机叫人们把这种不消耗能量的永动机叫 第一类永动机第一类永动机. .（不吃草的马）（不吃草的马） 根据能量守恒定律，任何一部机器，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，形式，而不能无中生有地制造能量， 因此因此第一类永动机是不可能制成的第一类永动机是不可能制成的. . 六、总结六、总结 1、热力学第一定律：、热力学第一定律： U = W + Q U = W + Q 2、能量守恒定律：、能量守恒定律： 能量既不会凭空产生，也不会凭空消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，体；在转化和转移过程中其总量不变， 这就是这就是能量守恒定律能量守恒定律. .