第三章+3+能量守恒定律（課件）【新教材】人教版（2019）高中物理選擇性必修第三冊

選修第三冊

人教版第三章熱力學(xué)定律3能量守恒定律學(xué)習(xí)目標01.理解能量守恒定律，知道能量守恒是自然界遵循的基本規(guī)律。02.通過能量守恒定律的學(xué)習(xí)，認識自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一性。03.知道什么是第一類永動機及其不可能制成的原因。知識梳理一、能量守恒定律1．探索能量守恒的足跡2．能量守恒定律能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變3．能量的存在形式及相互轉(zhuǎn)化(1)各種運動形式都有對應(yīng)的能：機械運動有機械能，分子的熱運動有內(nèi)能，還有電磁能、化學(xué)能、核能等．(2)各種形式的能，通過某種力做功可以相互轉(zhuǎn)化．例如：利用電爐取暖或燒水，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；煤燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；列車剎車后，輪子溫度升高，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．4．能量守恒的兩種表達(1)某種形式的能減少，一定有其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等．(2)某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等．二、永動機不可能制成1、第一類永動機由于違背了能量守恒定律，所以不可能制成．2、第一類永動機不可能制成的原因分析如果沒有外界供給熱量而對外做功，由ΔU＝W＋Q知，系統(tǒng)內(nèi)能將減?。粝朐丛床粩嗟刈龉Γ跓o外界能量供給的情況下是不可能的．三、能量守恒定律的重要意義能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。從物理、化學(xué)到地質(zhì)、生物，大到宇宙天體。小到原子核內(nèi)部，只要有能量轉(zhuǎn)化，就一定服從能量守恒的規(guī)律。從日常生活到科學(xué)研究、工程技術(shù)，這一規(guī)律都發(fā)揮著重要的作用。人類對各種能量，如煤、石油等燃料以及水能、風(fēng)能、核能等的利用，都是通過能量轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)的。能量守恒定律是人們認識自然和利用自然的有力武器。例題1.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p﹣V圖象如圖所示，已知A→B過程放出熱量Q，TA=TC，則B→C過程氣體吸收還是放出熱量？熱量是多少？參考答案

A到B過程，氣體的體積不變，不做功．由A到C過程，根據(jù)△U=W+Q得：﹣Q﹣W+QBC=0可得QBC=Q+W=Q﹣p2（V2﹣V1），即B→C過程吸收熱量為Q﹣p2（V2﹣V1）．答：B→C過程吸收熱量為Q﹣p2（V2﹣V1）．例題2.取一個橫截面積是3dm2的不高的圓筒，筒內(nèi)裝水0.6kg，用來測量射到地面的太陽能.在太陽光垂直照射2min后，水的溫度升高了1℃.a.計算在陽光直射下，地球表面每平方厘米每分鐘獲得的能量.b.已知射到大氣頂層的太陽能只有45%到達地面，另外55%被大氣吸收和反射而未到達地面，你能由此估算出太陽輻射的功率嗎?需要什么數(shù)據(jù)，自己去查找.

參考答案

例題3.如圖所示，在一豎直放置的圓環(huán)形管道內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。用一絕熱的固定活塞C和絕熱、不計質(zhì)量、可自由移動的活塞A將管道內(nèi)氣體分隔成體積相等的兩部分，A、C與圓環(huán)的圓心O等高，兩部分氣體的溫度均為T-0=300K?，F(xiàn)保持下部分氣體的溫度不變