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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。谢谢,第十章 热力学定律,第,3,节 热力学第一定律,能量守恒定律,第1页,给你一段铁丝，想让它温度升高，你有哪些方法？,第2页,改变内能两种方式,做功,热传递,对内,对外,吸热,放热,内能增加,内能增加,内能降低,内能降低,（外界对物体做功）,（物体对外界做功）,（物体从外界吸热）,（物体对外界放热）,第3页,绝热过程,仅传热过程,假如物体在跟外界同时发生做功和热传递过程中，,内能改变,U,与热量及做功之间又有什么关系呢？,第4页,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：,假如外界做功为，则它内能怎样改变？改变了多少？,假如物体对外界做功为，则它内能怎样改变？改变了多少？,第5页,1.,一个物体，假如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，它内能就增加多少；物体对外界做多少功，它内能就降低多少,.,第6页,2.,一个物体，假如外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：,假如物体吸收热量，它内能怎样改变？改变了多少？,假如放出热量，它内能怎样改变？改变了多少？,第7页,2.,假如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，它内能就增加多少，物体放出了多少热量，它内能就降低多少,.,第8页,3.,假如物体在跟外界同时发生做功和热传递过程中，内能改变,U,与热量及做功之间又有什么关系呢？,第9页,一个热力学系统内能增加量等于外界向它传递热量与外界对它所做功和，这个关系叫做,热力学第一定律,.,U,物体内能增加量,W,外界对物体做功,Q,物体吸收热量,U,W+Q,第10页,思索与讨论：,一定量气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功？假如膨胀时做功是,135J,，同时向外放热,85J,，气体内能改变量是多少？内能是增加了还是降低了？,请你经过这个例子总结,U,、,Q,、,W,几个量取正、负值意义。,第11页,定律中各量正、负号及含义,物理量,符号,意义,符号,意义,W,+,外界对系统做功,系统对外界做功,Q,+,系统吸收热量,系统放出热量,U,+,内能增加,内能降低,第12页,三、应用,例题：一定量气体从外界吸收了,2.610,5,J,热量，内能增加了,4.2 10,5,J,。,问：是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳功？,解：依据,U=W+Q,得,W=U,Q=4.2 10,5,J,2.610,5,J=1.610,5,J W,为正值，外界对气体做功，做了,1.610,5,J,功。,解：同理可得：,W =U,Q =1.6 10,5,J,2.610,5,J=,1.010,5,J W,为负值，说明气体对外界做功（气体体积变大），做了,1.010,5,J,功。,假如气体吸收热量仍为,2.610,5,J,不变，不过内能只增加了,1.610,5,J,，这一过程做功情况怎样？,第13页,学以致用,例,1,、,一定量气体，从外界吸收热量,2.710,5,J,，内能增加,4.310,5,J,。在这一过程中，是气体对外做功，还是外界对气体做功？做了多少功？,解析：,Q=+2.710,5,J,U=+4.310,5,J,U,W+Q,得：,W=1.610,5,J,0,第14页,四、能量守恒定律,用热力学第一定律解释柴油机正常工作时压燃原理,活塞压缩气体，活塞对气体做功，因为时间很短，散热能够不计，机械能转化为气体内能，温度升高，到达柴油燃点，可“点燃”柴油。,能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一个形式转化为另一个形式，或者从一个物体转移到别物体；在转化和转移过程中其总量不变，这就是能量守恒定律,.,第15页,五、永动机不可能制成,永动机：,不消耗任何能量，却能够源源不停地对外做功，这种机器叫永动机,.,人们把这种不消耗能量永动机叫,第一类永动机,.,（不吃草马）,依据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一个形式转化为另一个形式，而不能无中生有地制造能量，所以,第一类永动机是不可能制成,.,第16页,结果：,制造永动机千万次努力都以失败而告终,概念：,不需要动力或燃料，却能源源不停对外做功机器,原因：,违反了能量守恒定律,第一类永动机,第17页,第18页,、是一个普遍适用定律,能量守恒定律主要性,、将各种现象联络在一起,、指导着人们生产、科研,、,19,世纪自然科学三大发觉之一,第19页,例,2,：,水平马路上行驶汽车，在发动机熄火后，速度越来越慢，最终停顿。这一现象符合能转化和守恒定律吗？假如符合，汽车失去动能变成了什么？,分析：,汽车发动机熄火后，汽车要克服阻力做功，当所克服阻力做功等于其熄火时动能时，汽车即停顿运动。在这一过程中，汽车克服阻力做功要转变成地面、轮胎内能，所以在这个过程中能量还是守恒，是机械能转变成内能了。,第20页,第21页,小结,：,1,、,热力学第一定律：,U=W+Q,2,、,能量守恒定律：,能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一个形式转化为另一个形式，或者从一个物体转移到别物体；在转化和转移过程中其总量不变，这就是,能量守恒定律,.,第22页,1,、,图中活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞,(,连同拉杆,),是绝热，且不漏气，以,U,甲,、,U,乙,分别表示甲、乙两气室中气体内能，则在将拉杆迟缓向外拉过程中,（）,（）,U,甲,不变，,U,乙,减小,（）,U,甲,增大，,U,乙,不变,（）,U,甲,增大，,U,乙,减小,（）,U,甲,不变，,U,乙,不变,C,小试身手,第23页,2,、,固定容器及可动活塞,P,都是绝热，中间有一导热固定隔板,B,，,B,两边分别盛有气体甲和气体乙。现将活塞,P,迟缓地向,B,移动一段距离，已知气体温度随其内能增加而升高，则在移动,P,过程中（）,A,、外力对乙做功，甲内能不变。,B,、外力对乙做功，乙内能不变。,C,、乙传递热量给甲，乙内能增加。,D,、乙内能增加，甲内能不变。,甲,乙,B,P,C,第24页,3,、,一定质量理想气体由状态(,p,1,，,V,1,，,T,1,)被压缩至状态(,p,2,，,V,2,，,T,2,)，已知,T,2,T,1,，则该过程中,（）,A气体内能一定是增加,B气体可能向外界放热,C气体一定从外界吸收热量,D气体对外界做正功,AB,第25页,4,一定量气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程末态与初态相比，（）,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,D,第26页,5,以下说法正确是（）,A,外界对气体做功，气体内能一定增大,B,气体从外界只收热量，气体内能一定增大,C,气体温度越低，气体分子无规则运动平均,动能越大,D,气体温度越高，气体分子无规则运动平均,动能越大,D,第27页,6,以下说法正确是（）,A,外界对一物体做功，此物体内能一定增加,B,机械能完全转化成内能是不可能,C,将热量传给一个物体，此物体内能一定改变,D,一定量气体对外做功，气体内能不一定降低,D,第28页,7,一定质量理想气体，从某一状态开始，经过一系列改变后又回一开始状态，用,W,1,表示外界对气体做功，,W,2,表示气体对外界做功，,Q,1,表示气体吸收热量，,Q,2,表示气体放出热量，则在整个过程中一定有（）,A,Q,1,Q,2,=W,2,W,1,B,Q,1,=Q,2,C,W,1,=W,2,D,Q,1,Q,2,点拨：,整个过程内能不变，,E=0,由热力学第一定律,E=W,总,+Q,总,=0,Q,总,=-W,总,Q,1,Q,2,=W,2,W,1,A,第29页,8.,如图所表示,密闭绝热含有一定质量活塞,活塞上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁摩擦忽略不计,置于真空中轻弹簧一端固定于理想气体容器底部,.,另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧弹性势能为,E,P,(,弹簧处于自然长度时弹性势能为零,),现绳突然断开,弹簧推进活塞向上运动,经过屡次往复运动后活塞静止,气体到达平衡态,经过此过程,（）,A,E,P,全部转换为气体内能,B.E,P,一部分转换成活塞重力势能,其余部分仍,为弹簧弹性势能,C,E,P,全部转换成活塞重力势能和气体内能,D,E,P,一部分转换成活塞重力势能,一部分转换,为气体内能,其余部分仍为弹簧弹性势能,理想气体,D,第30页,第31页,
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