第3章 2.热力学第一定律 3.能量守恒定律—2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册讲义

2.热力学第一定律 3.能量守恒定律 学习目标：1．[物理观念]知道热力学第一定律及其符号法则，了解能量守恒定律及永动机不可能制成。　2.[科学思维]理解热力学第一定律的公式并能进行相关的分析计算，能根据能量守恒定律解释永动机不可能制成的原因。　3.[科学探究]通过热力学第一定律的应用，养成与他人合作探究的习惯，体验科学家探究规律的艰辛与执着。　4.[科学态度与责任]学习科学家执着探索的科学精神，实事求是的严谨的科学态度，培养探究科学的兴趣。 阅读教材，并梳理必要的知识点。 一、热力学第一定律 1．改变内能的两种方式 做功与传热。两者在改变系统内能方面是等价的。 2．热力学第一定律 (1)内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。 (2)表达式：ΔU＝Q＋W。 注意：热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外界做功、向外界传热和内能减少的情况。 二、能量守恒定律及永动机不可能制成 1．能量守恒定律 (1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 (2)意义： ①各种形式的能可以相互转化。 ②各种互不相关的物理现象可以用能量守恒定律联系在一起。 2．永动机不可能制成 (1)永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器。 (2)永动机不可能制成的原因：违背了能量守恒定律。 (3)意义：正是历史上设计永动机的失败，才使后人的思考走上了正确的道路。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)热力学系统对外界做功时，W取负值，吸收热量时Q取正值。 (√) (2)物体与外界不发生热交换，物体的内能也可能增加。 (√) (3)各种能量之间可以转移或转化，但总量保持不变。 (√) (4)运动的物体在阻力作用下会停下来，说明机械能凭空消失了。 (×) 2．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式中正确的是(　　) A．W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 J B．W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J C．W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×104 J D．W＝－8×104 J，