第二节 能量守恒定律及其应用（同步课件）-【中职专用】2024-2025学年高中物理同步精品课堂（高教版2023·通用类）

第2节 能量守恒定律及其应用 主题三 SZ-LWH 1 目 录 CONTENTS 热力学第一定律 01 能量守恒定律 02 SZ-LWH 2 电冰箱和空调是如何工作的 情境导入 SZ-LWH 01 热力学第一定律 SZ-LWH 4 2、表达式： ΔU＝ Q + W 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。 热传递的热量 做功 内能的改变量 ①理想气体内能只与温度有关。 ③对于理想气体而言做功与否，通常需看气体的体积是否变化。 ②绝热过程没有吸放热，即Q=0 等容过程体积不变，W＝0： 等温过程气体内能不变，ΔU＝0 一、热力学第一定律 SZ-LWH 符号规定： 物体的热力学能增加，ΔE > 0 ， 物体对外界做功，W > 0 ， 物体从外界吸热, Q > 0 ， 物体向外界放热, Q < 0 。 外界对物体做功，W < 0 ； 热力学能减少，ΔE < 0 ； 一、热力学第一定律 SZ-LWH 一、热力学第一定律 【例】一定量的气体从外界吸收热量 2.66×105　J，热力学能增加 4.25×105 J，是气体对外界做功 ,还是外界对气体做功? 做了多少功? 解：由 Q = ΔE + W 得 W < 0 ，表示外界对气体做了功。 SZ-LWH 一、热力学第一定律 一般情况下，热量总是从高温物体传递到低温物体，但是电冰箱却能实现从低温空间中吸取热量，传递给外部的高温空间，从而使电冰箱内部始终保持较低的温度。它是怎么实现这一过程的呢？ 【应用与拓展】 电冰箱的制冷原理 电冰箱是利用制冷剂的物态变化来实现这一过程的，现在常用的制冷剂是R600a（异丁烷）。 SZ-LWH 一、热力学第一定律 ΔU＝ Q + W 正负 取值 ΔU Q W 取“+” 取“-” 系统内能增加 系统内能减小 系统从外界吸热 系统对外界放热 体积减小，外界对系统做功 体积增大，系统对外界做功 4、意义：热力学第一定律反映了功、热量跟系统内能改变之间的定量关系。 SZ-LWH 02 能量守恒定律 SZ-LWH 10 二、能量守恒定律 通过对机械运动的研究，人们发现物体的动能和其势能可以互相转化；通过对热现象的研究，人们发现机械能还可以和热力学能互相转化；通过对其他运动形式的研究，人们发现其他形式的能也可以互相转化。 不同物质有不同的运动形式，每种运动形式都对应一种形式的能量，跟机械运动对应的是机械能，跟热运动对应的是热力学能，跟其他运动形式对应的还有磁能、电能、光能、核能、化学能等。 SZ-LWH 二、能量守恒定律 能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移给另一个物体，在转化与转移的过程中总能量保持不变，这就是能量守恒定律。 19世纪中叶，迈耶 、焦耳和亥姆霍兹等科学家经过长期的实验探索，共同归纳出以下规律： SZ-LWH 二、能量守恒定律 你能说说在右图中，都进行着哪些不同形式能量的互相转化嘛吗？ SZ-LWH 二、能量守恒定律 17～18世纪，为了满足生产对机械动力日益增长的需要，许多人致力于设计和制造一种不需要消耗燃料，却可以源源不断地对外做功的机械，被称为第一类永动机，如图所示。设计者认为，该轮子会永不停息地沿着顺时针方向转动下去，并可以带动机器对外做功。 SZ-LWH 二、能量守恒定律 小组讨论，右边这个轮子会不会按设计者的预期转动？原因是什么？ 能量守恒定律的发现使人们进一步认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此永动机是不可能被制造出来的。 SZ-LWH 跟踪练习 1．一定量的气体膨胀对外做功100 J，同时对外放热40 J，气体内能的增量ΔU是 (　　) A．60 J　　　　 B．－60 J C．－140 J D．140 J 【答案】C 【解析】由热力学第一定律得ΔU＝W＋Q＝－100 J－40 J＝－140 J，C正确． SZ-LWH 2．(多选)下列过程，可能发生的是 (　　) A．物体吸收热量，对外做功，同时内能增加 B．物体吸收热量，对外做功，同时内能减少 C．外界对物体做功，同时物体吸热，内能减少 D．外界对物体做功，同时物体放热，内能增加 【答案】ABD 【解析】根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，做功和热传递都可以改变物体的内能，故由此可确定A、B、D正确，C错误． 跟踪练习 SZ-LWH 3. 一定量的气体从外界吸收了1.68×103 　J 的热量，热力学能增加了4.76 ×102 J。 问气体是对外做功，还是外界对气体做功？做了多少功? 分析：知道气体从外界吸收了热量和热力学能的增加，通过热力学第一定律可求解出功的正负，就可以判断气体是对外做功还是外界对气体做功。 解：由 Q = ΔE + W 得 W > 0 ，表示气体对外做了1. 2×103 J 的功。 跟踪练习 SZ-LWH 谢谢各位的聆听！ SZ-LWH 19 星之所在 初音未来 Other 132264.0 $$