10.3-熱力學第一定律-能量守恒定律-

1、http:/第十章第十章 熱力學定律熱力學定律第三節(jié)第三節(jié) 熱力學第一定律熱力學第一定律 能量守恒定律能量守恒定律第一頁，編輯于星期五：二十二點 二十三分。第一頁，編輯于星期六：十五點 一分。一、引入一、引入改變物體內能的方式有哪些？改變物體內能的方式有哪些？ 做功、熱傳遞做功、熱傳遞第二頁，編輯于星期五：二十二點 二十三分。第二頁，編輯于星期六：十五點 一分。（一）熱力學第一定律（一）熱力學第一定律1.一個物體，它既沒有吸收熱量也沒有放出熱量，一個物體，它既沒有吸收熱量也沒有放出熱量，那么：那么：如果外界對它做的功為，則它的內能如何變如果外界對它做的功為，則它的內能如何變化？變化了多少？化？

2、變化了多少？如果該物體對外界做的功為，則它的內能如果該物體對外界做的功為，則它的內能如何變化？變化了多少？如何變化？變化了多少？ 第三頁，編輯于星期五：二十二點 二十三分。第三頁，編輯于星期六：十五點 一分。 2.一個物體，如果外界既沒有對它做功，它一個物體，如果外界既沒有對它做功，它也沒有對外界做功，那么：也沒有對外界做功，那么：如果該物體吸收熱量如果該物體吸收熱量，它的內能如何變化？，它的內能如何變化？變化了多少？變化了多少？ 如果放出熱量，它的內能如何變化？變化了如果放出熱量，它的內能如何變化？變化了多少？多少？ 第四頁，編輯于星期五：二十二點 二十三分。第四頁，編輯于星期六：十五點 一

3、分?？偨Y 一個物體，如果它既沒有吸收熱量也沒有放出熱一個物體，如果它既沒有吸收熱量也沒有放出熱量，那么，外界對它做多少功，它的內能就增加量，那么，外界對它做多少功，它的內能就增加多少；物體對外界做多少功，它的內能就減少多多少；物體對外界做多少功，它的內能就減少多少少. 如果外界既沒有對物體做功，物體也沒有對外界如果外界既沒有對物體做功，物體也沒有對外界做功，那么物體吸收了多少熱量，它的內能就增做功，那么物體吸收了多少熱量，它的內能就增加多少，物體放出了多少熱量，它的內能就減少加多少，物體放出了多少熱量，它的內能就減少多少多少.第五頁，編輯于星期五：二十二點 二十三分。第五頁，編輯于星期六：十五

4、點 一分。 如果物體與外界同時發(fā)生做功和熱傳遞，則如果物體與外界同時發(fā)生做功和熱傳遞，則物體內能的變化與熱量物體內能的變化與熱量、做的功、做的功之間又之間又有什么關系呢？有什么關系呢？ u=w+q q 這在物理學中叫做熱力學第一定律這在物理學中叫做熱力學第一定律.第六頁，編輯于星期五：二十二點 二十三分。第六頁，編輯于星期六：十五點 一分。定律中各量的正、負號及含義定律中各量的正、負號及含義物理量物理量符號符號意義意義符號符號意義意義w w+ +外界對外界對物體物體做功做功物體對物體對外界外界做功做功q q+ +物體吸物體吸收熱收熱量量物體放物體放出熱出熱量量u u+ +內能增內能增加加內能減

5、內能減少少第七頁，編輯于星期五：二十二點 二十三分。第七頁，編輯于星期六：十五點 一分。例題 一定質量的氣體，在被壓縮的過程中，外界一定質量的氣體，在被壓縮的過程中，外界對它做功對它做功300 j，但這一過程中該氣體的內，但這一過程中該氣體的內能減少了能減少了300 j，問氣體在此過程中是吸熱，問氣體在此過程中是吸熱還是放熱？吸收（或放出）多少熱量？還是放熱？吸收（或放出）多少熱量？ 第八頁，編輯于星期五：二十二點 二十三分。第八頁，編輯于星期六：十五點 一分。（二）能量守恒定律（二）能量守恒定律 通過前邊的學習我們知道：做功改變物體內能通過前邊的學習我們知道：做功改變物體內能的過程是內能和其

6、他形式的能的轉化過程，熱的過程是內能和其他形式的能的轉化過程，熱傳遞改變物體內能的過程是內能從一個物體轉傳遞改變物體內能的過程是內能從一個物體轉移到另一個物體的過程移到另一個物體的過程. 第九頁，編輯于星期五：二十二點 二十三分。第九頁，編輯于星期六：十五點 一分?？偨Y總結能量可以由一種形式轉化為另一種形式，也可以從一個物體能量可以由一種形式轉化為另一種形式，也可以從一個物體轉移到另一個物體轉移到另一個物體. 做功改變物體的內能時，做功改變物體的內能時，對物體做多少功就有多少機械能轉對物體做多少功就有多少機械能轉化為等量的內能，物體對外界做多少功，就有多少內能轉化為等量的內能，物體對外界做多少

7、功，就有多少內能轉化為等量的機械能；化為等量的機械能； 在熱傳遞過程中在熱傳遞過程中，物體吸收多少熱量，內能就增加多少，物體吸收多少熱量，內能就增加多少，物體放出多少熱量，內能就減少多少物體放出多少熱量，內能就減少多少 熱力學第一定律表示熱力學第一定律表示，做功和熱傳遞提供給一個物體多，做功和熱傳遞提供給一個物體多少能量，物體的能量就增加多少，能量在轉化或轉移中少能量，物體的能量就增加多少，能量在轉化或轉移中守恒守恒 第十頁，編輯于星期五：二十二點 二十三分。第十頁，編輯于星期六：十五點 一分。 能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為別的

8、形式，或者它只能從一種形式轉化為別的形式，或者從一個物體轉移到別的物體，在轉化或轉從一個物體轉移到別的物體，在轉化或轉移的過程中其總量保持不變，這就是能量移的過程中其總量保持不變，這就是能量守恒定律守恒定律. 第十一頁，編輯于星期五：二十二點 二十三分。第十一頁，編輯于星期六：十五點 一分。（三）第一類永動機（三）第一類永動機 什么是第一類永動機什么是第一類永動機 不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功，這種機器叫第一類永動機功，這種機器叫第一類永動機答答“根據能量守恒定律，任何一部機器，只能使能量根據能量守恒定律，任何一部機器，只能使能量從一種形式轉化

9、為另一種形式，而不能無中生有地制從一種形式轉化為另一種形式，而不能無中生有地制造能量，因此第一類永動機是不可能制成的造能量，因此第一類永動機是不可能制成的.（第一類永動第一類永動機違反了能量守恒定律，所以不可能制成機違反了能量守恒定律，所以不可能制成）問：第一類永動機能不能制成？為什么？問：第一類永動機能不能制成？為什么？第十二頁，編輯于星期五：二十二點 二十三分。第十二頁，編輯于星期六：十五點 一分。強化訓練強化訓練 .如圖所示，如圖所示，、容器中各有一個可自由移動的輕活塞，活塞下是水，容器中各有一個可自由移動的輕活塞，活塞下是水，上為空氣，大氣壓恒定，上為空氣，大氣壓恒定，、底部由帶有閥門

10、的管道相連，整個底部由帶有閥門的管道相連，整個裝置與外界絕熱，原先中水面比裝置與外界絕熱，原先中水面比中高，打開閥門，使中高，打開閥門，使中的水中的水逐漸向逐漸向中流，最后達到平衡，則在這個過程中，大氣壓力中流，最后達到平衡，則在這個過程中，大氣壓力對水做功是對水做功是 ，水的內能增加了，水的內能增加了 （設水的密度為（設水的密度為，活塞，活塞面積分別為面積分別為sa、sb，原來，原來、中高度差為中高度差為h） 圖圖1答答：大氣壓力對水不做功：大氣壓力對水不做功閥門打開后，水從高處流向低處閥門打開后，水從高處流向低處.在這在這個過程中水的重力做正功，所以水的個過程中水的重力做正功，所以水的內能增加量等于水的重力勢能的減小內能增加量等于水的重力勢能的減小量量. 第十三頁，編輯于星期五：二十二點 二十三分。第十三頁，編輯于星期六：十五點 一分。2.如圖如圖2所示，直立容器內部有被隔板隔開的所示，直立容器內部有被隔板隔開的、兩部分兩部分氣體，氣體，的密度小，的密度小，的密度大，抽去隔板，加熱氣體，的密度大，抽去隔板，加熱氣體，使兩部分氣體均勻混合，設在此過程中氣體吸熱使兩部分氣體均勻混合，設在此過程中氣體吸熱，氣體，氣體內能增量為內能增量為u，則，則 .a.u=q b.uq c.uq d.無法比較無法比較 圖2答：答：、 .氣