内容正文:
二、热力学第一定律
热学
知识回顾:
[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,它们之间到底有什么联系呢?
[问]:改变物体内能的方式有哪些?
①做功 ②热传递
热学
改变内能的两种方式
做功
热传递
对内
对外
吸热
放热
内能增加
内能增加
内能减少
内能减少
(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)
热学
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之间又有什么关系呢?
一、热力学第一定律
热学
ΔU = W + Q
该式表示的是内能的变化量跟功、热量的定量关系,一个热力学系统的内能的增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和,在物理学中叫做热力学第一定律.
ΔU 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
探究关系
热学
2、定律中各量的正、负号及含义
物理量 符号 意义 符号 意义
W + -
Q + -
ΔU + -
外界对物体做功
物体对外界做功
物体吸收热量
物体放出热量
内能增加
内能减少
热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的表现,应用U=W+Q时注意符号法则。
热学
例 题
1.某物体在对外做功为135J的同时,从外界吸收
的热量为85J,则在此过程中物体的内能 (填增加或减少) J。
分析:根据热力学第一定律U=W+Q,知U=-135J+85J=-50J
式中负号说明内能减少了。
答案:减少 ; 50。
热学
例题2:一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?
解:①根据ΔU = W + Q 得 W = ΔU - Q = 4.2 ×105J - 2.6×105J= 1.6×105J W为正值,外界对气体做功,做了1.6×105J 的功。
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解:②同理可得:W =ΔU - Q = 1.6 ×105J - 2.6×105J= - 1.0×105J W为负值,说明气体对外界做功(气体体积变大),做了1.0×105J 的功。
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②如果气体吸收的热量仍为2.6×10