2022-2023學年粵教版（2019）選擇性必修第三冊 3.1熱力學第一定律 課件（18張PPT）

第一節(jié)熱力學第一定律內(nèi)能取決于溫度、體積、物質(zhì)的量（分子數(shù)）。物體的內(nèi)能是物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和。問題1：什么是物體的內(nèi)能？問題2：物體內(nèi)能的決定因素？問題3：理想氣體的內(nèi)能由什么因素決定？內(nèi)能取決于溫度、物質(zhì)的量（分子數(shù)）（與體積無關）1理想氣體：氣體分子間的相互作用力為零，并且嚴格遵守氣體實驗定律2理想氣體的內(nèi)能：理想氣體只有分子動能，沒有分子勢能，其內(nèi)能只由溫度唯一決定，與體積無關問題4：內(nèi)能與熱量的區(qū)別？內(nèi)能是狀態(tài)量，熱量是過程量熱量表示由于熱傳遞而引起內(nèi)能變化的過程，轉(zhuǎn)移的能量即為內(nèi)能的改變量如沒有熱傳遞，就無所謂熱量，但此時物體仍有內(nèi)能，因此只能說物體具有多少內(nèi)能，不能說“物體在某溫度具有多少熱量

問題5：但通常我們關心的不是物體具有多少內(nèi)能，而是物體內(nèi)能的變化，改變內(nèi)能的途徑有哪些？做功和熱傳遞一、改變內(nèi)能的兩種方式1.改變內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞2.做功和熱傳遞改變內(nèi)能的關系

（1）做功：當其他形式的能量和內(nèi)能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化時，必須通過做功才能實現(xiàn)。

（2）熱傳遞：高溫物體自發(fā)地把它的內(nèi)能傳遞給低溫物體，這種沒有做功而使物體內(nèi)能改變的現(xiàn)象稱為熱傳遞。熱傳遞的方式：熱傳導、熱對流、熱輻射熱傳遞的條件：存在溫度差，最終結(jié)果溫度相等3.做功與熱傳遞兩種方式的比較（1）做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的（2）本質(zhì)不同：例如：可以用加熱（熱傳遞）的方法使一根鐵棒的溫度升高，同樣可以用摩擦（做功）的方法使鐵棒升高同樣的溫度。做功使物體的內(nèi)能改變，是其他形式的能量和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化（不同形式能量間的轉(zhuǎn)化）熱傳遞使物體的內(nèi)能改變，是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移（同種形式能量的轉(zhuǎn)移）（3）量度內(nèi)能變化的物理量不同做功過程：內(nèi)能的變化就用功來量度．外界對物體做多少功，物體的內(nèi)能就增加多少；物體對外界做多少功，物體的內(nèi)能就減少多少．熱傳遞過程：內(nèi)能的改變是用熱量來量度的．物體吸收了多少熱量，物體的內(nèi)能就增加多少；物體放出了多少熱量，物體的內(nèi)能就減少多少．二、

熱力學第一定律

1.熱力學第一定律：物體內(nèi)能的增加?U就等于物體吸收的熱量Q和外界對物體做的功W之和。

即?U=W+Q2.對公式?U=W+Q符號的規(guī)定（1）外界對系統(tǒng)做功，W>0，即W為正值。（2）系統(tǒng)對外界做功，W<0，即W為負值。（3）系統(tǒng)從外界吸收熱量，Q>0，即Q為正值。（4）系統(tǒng)向外界放出熱量，Q<0，即Q為負值。（5）系統(tǒng)內(nèi)能增加，?U>0,即?U為正值。（6）系統(tǒng)內(nèi)能減小,?U<0,即?U為負值。3.熱力學第一定律應用注意的問題（1）應用時分清W、Q是正號還是負號，以便確定?U是正值的還是負值。（2）幾種特殊情況①過程是絕熱的，則Q=0、W=?U②過程中不做功（無功），則W=0、Q=?U③內(nèi)能保持不變的過程，則?U=0、W+Q=0或W=-Q，即外界對物體所做的功完全轉(zhuǎn)換為向外界放出的熱量或從外界吸收的熱量完全轉(zhuǎn)換為對外界所做的功。4.重要意義：反應了其他形式的能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化及物體內(nèi)能轉(zhuǎn)換的定量關系。也說明了能量傳遞和轉(zhuǎn)化的途徑（做功與熱傳遞）。5.W、Q、?U單位統(tǒng)一為國際單位：焦耳例1、關于做功與熱傳遞，下列說法正確的是（）

A.做功和熱傳遞在本質(zhì)上是相同的

B.內(nèi)能的改變一定同時存在做功和熱傳遞

C.做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的D.做功與熱傳遞量度內(nèi)能變化的物理量相同C例2、關于熱傳遞的說法正確的是（）A.熱量由含熱量多的物體傳遞到含熱量少的物體B.熱量由溫度高的物體傳遞到溫度低的物體C.熱量由內(nèi)能大的物體傳給內(nèi)能小的物體D.只有通過熱傳遞，才能使物體的溫度發(fā)生變化B例3、物體的內(nèi)能增加了20J，則（）A.一定是外界對物體做了20J的功B.一定是物體吸收了20J的熱量C.一定是分子勢能增大D.分子平均動能可能不變D例4、關于物體內(nèi)能的變化，以下說法正確的是（）A.物體對外做功，內(nèi)能一定減小B.物體吸收熱量，內(nèi)能一定增大C.物體放出熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變D.物體吸收熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變D例5、一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)Ⅰ（P1、V1、T1）被壓縮至狀態(tài)Ⅱ（P2、V2、T2），已知T2>T1，則該過程中（）A.氣體的內(nèi)能一定是增加的B.氣體可能向外界放熱C.氣體一定從外界吸收熱量D.氣體對外界做功AB例6、如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中，容器內(nèi)裝有一可以活動的絕熱活塞。今對活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動一段距離后，氣體的體積減小。若忽略活塞與容器壁間的摩擦力，則被密封的氣體（）A.溫度升高，壓強增大，內(nèi)能減少B.溫度降低，壓強增大，內(nèi)能減少C.溫度升高，壓強增大，內(nèi)能增加D.溫度降低，壓強減小，內(nèi)能增加C例7、如圖所示，汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞通過定滑輪與一重物m相連并處于靜止狀態(tài)，此時活塞到缸口的距離h＝0.2m，活塞面積S＝10cm2，封閉氣體的壓強p＝5×104Pa。現(xiàn)通過電熱絲對缸內(nèi)氣體加熱，使活塞緩慢上升至缸口。在此過