自然科學(xué)基礎(chǔ)物理課件物理第三章 第二節(jié) 內(nèi)能 能量守恒定律學(xué)習(xí)資料

第二節(jié)、

內(nèi)能能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律一、溫度與內(nèi)能1．溫度（1）宏觀含義：溫度是表示物體的冷熱程度．（2）微觀含義（即從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看）：溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大．溫度的單位：日常用攝氏度（用符合℃表示）如：今天溫度10℃

國際單位：開爾文（用符合K表示）今天溫度10℃,也可以說：今天溫度283.15K

兩種單位的換算關(guān)系;設(shè)t的單位用攝氏度，T的單位用開爾文，有：

T=t+273.15

需要注意：a．同一溫度下，不同物質(zhì)分子的平均動(dòng)能都相同．但由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不一定相同．所以分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率也不一定相同．b．溫度反映的是大量分子平均動(dòng)能的大小，不能反映個(gè)別分子的動(dòng)能大小，同一溫度下，各個(gè)分子的動(dòng)能不盡相同．

2、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做分子的熱運(yùn)動(dòng)，它與溫度有關(guān)，溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。3．分子動(dòng)能：組成物體的分子由于熱運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做分子動(dòng)能．

4．平均動(dòng)能：物體里所有分子動(dòng)能的平均值叫做分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能．5、分子勢能：由于分子間存在相互作用力，并由它們的相對位置決定的能叫做分子勢能．分子勢能跟物體的體積有關(guān)．體積發(fā)生變化，其內(nèi)部的分子勢能也發(fā)生變化。6、物體的內(nèi)能：物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能．任何物體都具有內(nèi)能．因?yàn)橐磺形矬w都是由不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)并且相互作用著的分子所組成．7．物體內(nèi)能的大小與哪些因素有關(guān)分子動(dòng)能與溫度有關(guān)，分子勢能與體積有關(guān)。所以，物體內(nèi)能的大小由物體的溫度和體積都有關(guān)系．二、改變內(nèi)能的兩種方式做功熱傳遞對內(nèi)對外吸熱放熱內(nèi)能增加內(nèi)能增加內(nèi)能減少內(nèi)能減少（外界對物體做功）（物體對外界做功）（物體從外界吸熱）（物體對外界放熱）（3）做功和熱傳遞在改變內(nèi)能效果上是等效的做功和熱傳遞的區(qū)別（1）做功改變內(nèi)能：實(shí)質(zhì)上是其它形式的能和內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化（2）熱傳遞：實(shí)質(zhì)上是各物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移三、熱力學(xué)第一定律

1.一個(gè)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(nèi)能就增加多少；物體對外界做多少功，它的內(nèi)能就減少多少.即

ΔU=W

2.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(nèi)能就增加多少，物體放出了多少熱量，它的內(nèi)能就減少多少。即

ΔU=Q

3.如果物體在跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞的過程中，內(nèi)能的變化ΔU與熱量Ｑ及做的功Ｗ之間又有什么關(guān)系呢？

4、計(jì)算公式·ΔU=W+Q

該式表示的是內(nèi)能的變化量跟功、熱量的定量關(guān)系，在物理學(xué)中叫做熱力學(xué)第一定律.ΔU物體內(nèi)能的增加量

W外界對物體做的功

Q物體吸收的熱量

5、定律中各量的正、負(fù)號及含義物理量符號意義符號意義W+外界對物體做功－物體對外界做功Q+物體吸收熱量－物體放出熱量ΔU+內(nèi)能增加－內(nèi)能減少6、應(yīng)用舉例

例題：一定量的氣體從外界吸收了2.6×105J的熱量，內(nèi)能增加了4.2×105J。問：①是氣體對外界做了功，還是外界對氣體做了功？做了多少焦耳的功？解：①根據(jù)ΔU=W+Q得W=ΔU－Q=4.2×105J－2.6×105J=1.6×105JW為正值，外界對氣體做功，做了1.6×105J的功。＇解：②同理可得：W=ΔU－Q=1.6×105J－2.6×105J=－1.0×105JW為負(fù)值，說明氣體對外界做功（氣體體積變大），做了1.0×105J的功。＇＇

②如果氣體吸收的熱量仍為2.6×105J不變，但是內(nèi)能只增加了1.6×105J，這一過程做功情況怎樣？四、能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律1、各種形式的能都可以互相轉(zhuǎn)化。例如：內(nèi)燃機(jī)：內(nèi)能------機(jī)械能電動(dòng)機(jī)：電能------機(jī)械能手電筒：化學(xué)能------電能-----光能

2、能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律：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)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體；在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中其總量不變。3、永動(dòng)機(jī)不可能制成永動(dòng)機(jī)：不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功，這種機(jī)器叫永動(dòng)機(jī).人們把這種不消耗能量的永動(dòng)機(jī)叫第一類永動(dòng)機(jī).（不吃草的馬）

根據(jù)能量守恒定律，任何一部機(jī)器，只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)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(dòng)機(jī)是不可能制成的.4、恩格斯提出19世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)是：