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)熱力學第一定律內能取決于溫度、體積、物質的量（分子數(shù)）。物體的內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1：什么是物體的內能？問題2：物體內能的決定因素？問題3：理想氣體的內能由什么因素決定？內能取決于溫度、物質的量（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理想氣體的內能：理想氣體只有分子動能，沒有分子勢能，其內能只由溫度唯一決定，與體積無關問題4：內能與熱量的區(qū)別？內能是狀態(tài)量，熱量是過程量熱量表示由于熱傳遞而引起內能變化的過程，轉移的能量即為內能的改變量如沒有熱傳遞，就無所謂熱量，但此時物體仍有內能，因此只能說物體具有多少內能，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能，而是物體內能的變化，改變內能的途徑有哪些？做功和熱傳遞一、改變內能的兩種方式1.改變內能的兩種方式：做功和熱傳遞2.做功和熱傳遞改變內能的關系

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

（2）熱傳遞：高溫物體自發(fā)地把它的內能傳遞給低溫物體，這種沒有做功而使物體內能改變的現(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能上是等效的（2）本質不同：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。做功使物體的內能改變，是其他形式的能量和內能之間的轉化（不同形式能量間的轉化）熱傳遞使物體的內能改變，是物體間內能的轉移（同種形式能量的轉移）（3）量度內能變化的物理量不同做功過程：內能的變化就用功來量度．外界對物體做多少功，物體的內能就增加多少；物體對外界做多少功，物體的內能就減少多少．熱傳遞過程：內能的改變是用熱量來量度的．物體吸收了多少熱量，物體的內能就增加多少；物體放出了多少熱量，物體的內能就減少多少．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)內能增加，?U>0,即?U為正值。（6）系統(tǒng)內能減小,?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換為向外界放出的熱量或從外界吸收的熱量完全轉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能轉化及物體內能轉換的定量關系。也說明了能量傳遞和轉化的途徑（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上是相同的

B.內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能上是等效的D.做功與熱傳遞量度內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.熱量由內能大的物體傳給內能小的物體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、關于物體內能的變化，以下說法正確的是（）A.物體對外做功，內能一定減小B.物體吸收熱量，內能一定增大C.物體放出熱量，同時對外做功，內能可能不變D.物體吸收熱量，同時對外做功，內能可能不變D例5、一定質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，內能減少B.溫度降低，壓強增大，內能減少C.溫度升高，壓強增大，內能增加D.溫度降低，壓強減小，內能增加C例7、如圖所示，汽缸內封閉一定質量的理想氣體，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?，F(xiàn)通過電熱絲對缸內氣體加熱，使活塞緩慢上升至缸口。在此過