高中物理 熱力學(xué)第一定律課件 粵教版選修33

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1、分子因熱運(yùn)動(dòng)而具有的能量同溫度下各個(gè)分子的分子動(dòng)能K 不同分子動(dòng)能的平均值僅和溫度有關(guān)分 子分 子動(dòng) 能動(dòng) 能分子間因有相互作用力而具有的、由它們相對(duì)位置決定的能量 rr0時(shí),rP;0時(shí),rP;0時(shí)，P 最低P 隨物態(tài)的變化而變化分 子分 子勢(shì) 能勢(shì) 能物體內(nèi)所有分子的K 和P 總和物體的內(nèi)能與溫度和體積有關(guān)，還和物體所含的分子數(shù)有關(guān)。物體物體內(nèi)能內(nèi)能改變內(nèi)能的兩種方式做功熱傳遞對(duì)內(nèi)對(duì)內(nèi)對(duì)外對(duì)外吸熱吸熱放熱放熱內(nèi)能增加內(nèi)能增加內(nèi)能減少內(nèi)能減少（外界對(duì)物體做功）（物體對(duì)外界做功）（物體從外界吸熱）（物體對(duì)外界放熱）學(xué)習(xí)重點(diǎn)：學(xué)習(xí)重點(diǎn)：學(xué)習(xí)難點(diǎn)學(xué)習(xí)難點(diǎn)：1、能量守恒定律。能量守恒定律。2 2、從能

2、量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)理解熱力學(xué)第一定律，、從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)理解熱力學(xué)第一定律，會(huì)用會(huì)用U = W + Q U = W + Q 分析和計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。分析和計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。 1、如何用能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象；2 2、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第一定律U = W + QU = W + Q中各物理中各物理量的意義及正負(fù)號(hào)的確定。量的意義及正負(fù)號(hào)的確定。 學(xué)習(xí)過(guò)程：學(xué)習(xí)過(guò)程： 問(wèn)問(wèn) ：既然做功和熱傳遞都可以改變物體的：既然做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，那么，功、熱量跟內(nèi)能的改變之間一定內(nèi)能，那么，功、熱量跟內(nèi)能的改變之間一定有某種聯(lián)系，我們就來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題有某種聯(lián)系，我們就來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題. . 問(wèn)問(wèn) ：

3、改變物體內(nèi)能的方式有哪些？：改變物體內(nèi)能的方式有哪些？ 做功做功和熱傳遞和熱傳遞1. 1.一個(gè)物體，它既沒(méi)有吸收熱量也沒(méi)有一個(gè)物體，它既沒(méi)有吸收熱量也沒(méi)有放出熱量，那么：放出熱量，那么：如果外界做的功為，則它的內(nèi)能如果外界做的功為，則它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？如何變化？變化了多少？如果物體對(duì)外界做的功為，則它如果物體對(duì)外界做的功為，則它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？的內(nèi)能如何變化？變化了多少？2.一個(gè)物體，如果外界既沒(méi)有對(duì)物體一個(gè)物體，如果外界既沒(méi)有對(duì)物體做功，物體也沒(méi)有對(duì)外界做功，那么：做功，物體也沒(méi)有對(duì)外界做功，那么：如果物體吸收熱量，它的內(nèi)能如如果物體吸收熱量，它的內(nèi)能如何變化？變化了

4、多少？何變化？變化了多少？ 如果放出熱量，它的內(nèi)能如何變?nèi)绻懦鰺崃?，它的?nèi)能如何變化？變化了多少？化？變化了多少？3.如果物體在跟外界同時(shí)發(fā)如果物體在跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞的過(guò)程中，生做功和熱傳遞的過(guò)程中，內(nèi)能的變化內(nèi)能的變化U與熱量及與熱量及做的功之間又有什么關(guān)系做的功之間又有什么關(guān)系呢？呢？ 1. 1.一個(gè)物體，如果它既沒(méi)有一個(gè)物體，如果它既沒(méi)有吸收熱量也沒(méi)有放出熱量，吸收熱量也沒(méi)有放出熱量，那么，外界對(duì)它做多少功，那么，外界對(duì)它做多少功，它的內(nèi)能就增加多少；物它的內(nèi)能就增加多少；物體對(duì)外界做多少功，它的體對(duì)外界做多少功，它的內(nèi)能就減少多少內(nèi)能就減少多少. . 返回2.2.如果外界既

5、沒(méi)有對(duì)物體做如果外界既沒(méi)有對(duì)物體做功，物體也沒(méi)有對(duì)外界做功，物體也沒(méi)有對(duì)外界做功，那么物體吸收了多少功，那么物體吸收了多少熱量，它的內(nèi)能就增加多熱量，它的內(nèi)能就增加多少，物體放出了多少熱量，少，物體放出了多少熱量，它的內(nèi)能就減少多少它的內(nèi)能就減少多少. .返回 U = W + Q U = W + Q 該式表示的是內(nèi)能的變化量跟功、熱該式表示的是內(nèi)能的變化量跟功、熱量的定量關(guān)系，在物理學(xué)中叫做量的定量關(guān)系，在物理學(xué)中叫做熱力學(xué)熱力學(xué)第一定律第一定律. .U U 物體內(nèi)能的增加量物體內(nèi)能的增加量 W W 外界對(duì)物體做的功外界對(duì)物體做的功 Q Q 物體吸收的熱量物體吸收的熱量 返回物理量 符號(hào)意義符

6、號(hào)意義W+外界對(duì)物體做功物體對(duì)外界做功Q+物體吸收熱量物體放出熱量UU+內(nèi)能增加內(nèi)能減少返回 例題：一定量的氣體從外界吸收了例題：一定量的氣體從外界吸收了2.62.610105 5J J的熱量，內(nèi)能增加了的熱量，內(nèi)能增加了4.2 4.2 10105 5J J。問(wèn)：?jiǎn)枺菏菤怏w對(duì)外界做了功，還是外界對(duì)氣體是氣體對(duì)外界做了功，還是外界對(duì)氣體做了功？做了多少焦耳的功？做了功？做了多少焦耳的功？解：根據(jù)U = W + Q 得W = U Q = 4.2 105J 2.6105J= 1.6105J W為正值，外界對(duì)氣體做功，做了1.6105J 的功。解：同理可得：W =U Q = 1.6 105J 2.61

7、05J= 1.0105J W為負(fù)值，說(shuō)明氣體對(duì)外界做功（氣體體積變大），做了1.0105J 的功。 如果氣體吸收的熱量仍為如果氣體吸收的熱量仍為2.62.610105 5J J不變，不變，但是內(nèi)能只增加了但是內(nèi)能只增加了1.61.610105 5J J，這一過(guò)程做功情，這一過(guò)程做功情況怎樣？況怎樣？一定量的氣體吸收熱量，體積膨脹并對(duì)外做功，一定量的氣體吸收熱量，體積膨脹并對(duì)外做功，則此過(guò)程的末態(tài)與初態(tài)相比，則此過(guò)程的末態(tài)與初態(tài)相比， （ ）A氣體內(nèi)能一定增加氣體內(nèi)能一定增加 B氣體內(nèi)能一定減小氣體內(nèi)能一定減小C氣體內(nèi)能一定不變氣體內(nèi)能一定不變 D氣體內(nèi)能是增是減不能確定氣體內(nèi)能是增是減不能確定

8、例題例題1、D下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是（ ）A外界對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能一定增大外界對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能一定增大B氣體從外界只收熱量，氣體的內(nèi)能一定增大氣體從外界只收熱量，氣體的內(nèi)能一定增大C氣體的溫度越低，氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的平均氣體的溫度越低，氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的平均 動(dòng)能越大動(dòng)能越大D氣體的溫度越高，氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的平均氣體的溫度越高，氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的平均 動(dòng)能越大動(dòng)能越大例題例題2、D例題例題3、下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是 （ ）A外界對(duì)一物體做功，此物體的內(nèi)能一定增加外界對(duì)一物體做功，此物體的內(nèi)能一定增加B機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能是不可能的機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能是不

9、可能的C將熱量傳給一個(gè)物體，此物體的內(nèi)能一定改變將熱量傳給一個(gè)物體，此物體的內(nèi)能一定改變D一定量氣體對(duì)外做功，氣體的內(nèi)能不一定減少一定量氣體對(duì)外做功，氣體的內(nèi)能不一定減少D例題例題4： 一定質(zhì)量的理想氣體，從某一狀態(tài)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一一定質(zhì)量的理想氣體，從某一狀態(tài)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一系列變化后又回一開(kāi)始的狀態(tài)，用系列變化后又回一開(kāi)始的狀態(tài)，用W1表示外界對(duì)氣表示外界對(duì)氣體做的功，體做的功，W2表示氣體對(duì)外界做的功，表示氣體對(duì)外界做的功，Q1表示氣體表示氣體吸收的熱量，吸收的熱量，Q2表示氣體放出的熱量，則在整個(gè)過(guò)表示氣體放出的熱量，則在整個(gè)過(guò)程中一定有程中一定有（ ）AQ1Q2=W2W1BQ1=Q2CW1=

10、W2 DQ1Q2點(diǎn)撥：點(diǎn)撥：整個(gè)過(guò)程的內(nèi)能不變，整個(gè)過(guò)程的內(nèi)能不變， E = 0 由熱力學(xué)第一定律由熱力學(xué)第一定律 E=W總總+Q總總=0Q總總= - W總總 Q1Q2=W2W1A 如圖所示如圖所示,密閉絕熱的具有一定質(zhì)量的活塞密閉絕熱的具有一定質(zhì)量的活塞,活塞的上部封活塞的上部封閉著氣體閉著氣體,下部為真空下部為真空,活塞與器壁的摩擦忽略不計(jì)活塞與器壁的摩擦忽略不計(jì),置于真空中的置于真空中的輕彈簧的一端固定于理想氣體容器的底部輕彈簧的一端固定于理想氣體容器的底部.另一端固定在活塞上另一端固定在活塞上,彈彈簧被壓縮后用繩扎緊簧被壓縮后用繩扎緊,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為EP(彈簧

11、處于自然長(zhǎng)彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)的彈性勢(shì)能為零度時(shí)的彈性勢(shì)能為零),現(xiàn)繩突然斷開(kāi)現(xiàn)繩突然斷開(kāi),彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后活塞靜止多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后活塞靜止,氣體達(dá)到平衡態(tài)氣體達(dá)到平衡態(tài),經(jīng)過(guò)此過(guò)程經(jīng)過(guò)此過(guò)程（ ）A EP全部轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能B. EP一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢(shì)能,其余部分仍其余部分仍 為彈簧的彈性勢(shì)能為彈簧的彈性勢(shì)能C EP全部轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢(shì)能和氣體的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢(shì)能和氣體的內(nèi)能D EP一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢(shì)能,一部分轉(zhuǎn)換一部分轉(zhuǎn)換 為氣體的內(nèi)能為氣體的內(nèi)能,其余部分仍為彈簧的彈性勢(shì)能其余部分仍為彈簧的彈性勢(shì)能例題例題5、理想理想氣體氣體 D同學(xué)們， 再見(jiàn)