物理：3.2《热力学第一定律》课件(粤教版选修3-3)

热力学第一定律

分子 动能

分子因热运动而具有的能量 同温度下各个分子的分子动能EK 不同

分子动能的平均值仅和温度有关

分子 势能

分子间因有相互作用力而具有的、由它 们相对位置决定的能量 r<r0时,r↓→EP↑;r>r0时,r↑→EP↑; r=r0时，EP 最低 EP 随物态的变化而变化 物体内所有分子的EK 和EP 总和 物体的内能与温度和体积有关，还和物体所 含的分子数有关。

物体 内能

改变内能的两种方式

做功

热传递

对内(外界对物 体做功)

对外(物体对外 界做功)

吸热(物体从外 界吸热)

放热(物体对外 界放热)

内能增加

内能减少

内能增加

内能减少

学习重点：1、能量守恒定律。

2、从能量转化的观点理解热力学第一定律， 会用Δ U = W + Q 分析和计算有关问题。

学习难点：1、如何用能量转化和守恒的观点分析物理 现象； 2、热力学第一定律Δ U = W + Q中各物理 量的意义及正负号的确定。

学习过程：[问]:改变物体内能的方式有哪些？①做功 ②和热传递

[问]:既然做功和热传递都可以改变物体的 内能，那么，功、热量跟内能的改变之间一定 有某种联系，我们就来研究这个问题.

热力学第 一定律 各量的正 负号含义应用

能量守 恒定律

用动机不 可能制成

总结

一、热力学第一定律1.一个物体，它既没有吸收热量也没有 放出热量，那么： ①如果外界做的功为W,则它的内能 如何变化？变化了多少？ ②如果物体对外界做的功为W,则它 的内能如何变化？变化了多少？

2.一个物体，如果外界既没有对物体 做功，物体也没有对外界做功，那么： ①如果物体吸收热量Q,它的内能如 何变化？变化了多少？ ②如果放出热量Q,它的内能如何变 化？变化了多少？

3.如果物体在跟外界同时发 生做功和热传递的过程中， 内能的变化ΔU与热量Q及 做的功W乊间又有什么关系 呢？

1.一个物体，如果它既没有 吸收热量也没有放出热量， 那么，外界对它做多少功， 它的内能就增加多少；物 体对外界做多少功，它的 内能就减少多少.

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2.如果外界既没有对物体做 功，物体也没有对外界做 功，那么物体吸收了多少 热量，它的内能就增加多 少，物体放出了多少热量， 它的内能就减少多少.

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Δ U 物体内能的增加量W 外界对物体做的功 Q 物体吸收的热量

ΔU = W + Q该式表示的是内能的变化量跟功、热 量的定量关系，在物理学中叫做热力学 第一定律.返回

二、定律中各量的正、负号及含义物理量 符号W Q + +

意义

符 号

意义物体对外 界做功 物体放出 热量

外界对物 - 体

做功 物体吸收 - 热量

ΔU

+

内能增加 -

内能减少返回

三、应用例题：一定量的气体从外界吸收了 2.6×105J的热量，内能增加了4.2 ×105J。问：①是气体对外界做了功，还是外界对气体 做了功？做了多少焦耳的功？ ②如果气体吸收的热量仍为2.6×105J不变， 但是内能只增加了1.6×105J,这一过程做功情 况怎样？解：①根据ΔU = W + Q 得 5J - ' 5J -' 5J=× 解：②同理可得： W =ΔU - Q = 1.6 10 W = ΔU - Q = 4.2 × 10 2.6 ×' 10 1.6 × 105J 5J= - 1.0×105J W为负值，说明气体对外 2.6 × 10 W为正值，外界对气体做功，做了1.6×105J 的功。 界做功(气体体积变大),做了1.0×105J 的功。

例题1、

一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功， 则此过程的末态与初态相比， ( D )A.气体内能一定增加

B.气体内能一定减小C.气体内能一定不变

D.气体内能是增是减不能确定

例题2、下列说法正确的是 (

D

)

A.外界对气体做功，气体的内能一定增大 B.气体从外界只收热量，气体的内能一定增大 C.气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均 动能越大 D.气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均 动能越大