10.3《热力学第一定律 能量守恒定律》课件-2021-2022学年高二下学期物理人教版选修3-3

选修3—3 第十章《热力学定律》 §10.3 热力学第一定律 能量守恒定律 复习回忆 问题：在绝热过程之中，系统的内能与做功有什么关系？ 在绝热过程之中，系统内能的增加量等于外界对系统所做的功。 △U＝W ※其中W指外界对系统所做的功. 问题：在没有对系统做功时，系统的内能与传热有什么关系？ 在没有对系统做功时，系统内能的增加量等于系统所吸收的热量。 △U＝Q ※其中Q指系统所吸收的热量. 复习回忆 问题：做功与热传递有什么关系？ 做功与热传递在改变系统内能方面是等价的。 问题：当外界既对系统做功，又对系统传热时，系统内能的增加量又如何求解？为什么？ 内能的增加量等于外界对系统传递的热量与外界对系统所做功的和。因为做功与热传递在改变系统内能方面是等价的。 一、热力学第一定律： 1.内容： 一个热力学系统的内能增加量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和，这个关系叫做热力学第一定律. 2.表达式： ΔU＝W + Q 【例题】一定量的气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功？如果膨胀时做的功是135J，同时向外放热85J，气体的内能变化量是多少？内能是增加了还是减少了？ 解析：膨胀过程，气体对外做功。 气体对外做功，W取负值，系统放热，Q取负值，内能变化量ΔU＝W + Q=-220J，负号表示内能减小了。 物理量 意义 符号 意义 符号 W Q ΔU 一、热力学第一定律： 3.定律中各物理量取值的正、负符号及含义： 压缩气体，外界对系统做功 系统内能增加 系统吸收热量 + + + 气体膨胀，系统对外界做功（自由膨胀不做功） - - - 系统放出热量 系统内能减小 【例题】一定量的气体，从外界吸收热量2.7×105J，内能增加4.3×105J。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=+2.7×105J ΔU=+4.3×105J ΔU＝W + Q 得： W=1.6×10 5J ＞0 ，外界对气体做功。 ※做功和热传递都 使物体内能改变， 做功的过程是能量发生了转化，热传 递的过程是能量发生了转移。通过实 验可以证明：在这些转化和转移的过 程中，总的能量应该保持不变。 二、能量守恒定律： 1.内容： 能量既不会凭空产生，也不会凭