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1、,選修3-3 第十章 熱力學(xué)定律,淮中物理組 楊萍 2009-02-10,3.熱力學(xué)第一定律,學(xué)習(xí)目標(biāo)：,1、知道熱力學(xué)第一定律及其表述式。 2、理解能量守恒定律。 3、知道第一類永動機(jī)不可能制成。 4、會運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)解釋有關(guān)現(xiàn)象,學(xué)習(xí)重點(diǎn)：,學(xué)習(xí)難點(diǎn)：,1、能量守恒定律。 2、從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)理解熱力學(xué)第一定律，會用U = Q + W分析和計(jì)算有關(guān)問題。,1、如何用能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象； 2、熱力學(xué)第一定律U = Q + W中各物理量的意義及正負(fù)號的確定。,1下列說法正確嗎? A、物體所有分子的動能的總和=物體的動能 B、速度快的分子比速度慢的分子溫度高 C、溫度高物

2、體中的分子運(yùn)動速度大于溫度低的物體中的分子運(yùn)動速度.,思考分析,溫故知新,,2關(guān)于內(nèi)能，下列說法正確的是 A、溫度相同的物體內(nèi)能一樣多 B、一罐氣放在卡車上隨卡車做加速運(yùn)動，罐中氣體動能越來越大，所以內(nèi)能也越來越大 C、一定質(zhì)量的物體的內(nèi)能，由溫度和體積決定 D、某物體的內(nèi)能為E，含分子數(shù)為n個(gè)，那么每個(gè)分子的內(nèi)能為E/n,C,改變系統(tǒng)內(nèi)能的兩種方式,做功,熱傳遞,對內(nèi),對外,,,,,,,,吸熱,放熱,,,內(nèi)能增加,內(nèi)能增加,內(nèi)能減少,內(nèi)能減少,（外界對物體做功）,（物體對外界做功）,（物體從外界吸熱）,（物體對外界放熱）,知識復(fù)習(xí),（3）做功和熱傳遞在改變內(nèi)能效果上是等效的,1做功和熱傳遞的

3、區(qū)別,（1）做功改變內(nèi)能：實(shí)質(zhì)上是其它形式的能和內(nèi)能 之間轉(zhuǎn)化,（2）熱傳遞：實(shí)質(zhì)上是各物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,1.內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量，一個(gè)物體在不同的狀態(tài)下有不同的內(nèi)能,2內(nèi)能與熱量的區(qū)別,2.熱量是一個(gè)過程量，它表示由于熱傳遞而引起的變化過程中轉(zhuǎn)移的能量，即內(nèi)能的改變量。,3.如果沒有熱傳遞，就沒有熱量可言， 但此時(shí)仍有內(nèi)能,新知識學(xué)習(xí)：,既然做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，那么，功、熱量跟內(nèi)能的改變之間一定有某種聯(lián)系，今天我們就來研究這個(gè)問題.,問題回答：改變物體內(nèi)能的方式有哪些？,做功和熱傳遞,1.一個(gè)物體，它既沒有吸收熱量也沒有放出熱量，那么： 如果外界做的功為，則它的內(nèi)能如何變化？變化了

4、多少？ 如果物體對外界做的功為，則它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？,問題研究,1.一個(gè)物體，如果它既沒有吸收熱量也沒有放出熱量，那么，外界對它做多少功，它的內(nèi)能就增加多少；物體對外界做多少功，它的內(nèi)能就減少多少. ,2.一個(gè)物體，如果外界既沒有對物體做功，物體也沒有對外界做功，那么： 如果物體吸收熱量，它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？ 如果放出熱量，它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？,2.如果外界既沒有對物體做功，物體也沒有對外界做功，那么物體吸收了多少熱量，它的內(nèi)能就增加多少，物體放出了多少熱量，它的內(nèi)能就減少多少.,3.如果物體在跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞的過程中，內(nèi)能的變化U與熱量及做的功之間又

5、有什么關(guān)系呢？,U = Q + W,,U 物體內(nèi)能的增加量,,W 外界對物體做的功,,Q 物體吸收的熱量,一.熱力學(xué)第一定律：,1、內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和,2、表達(dá)式：,U Q + W,3.符號規(guī)定：,U Q + W,增加量,減小量,對內(nèi)做功,對外做功,吸熱,放熱,(10-3)1.在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水在沸騰時(shí)，1g水由液態(tài)變成同溫度的氣態(tài)，其體積由1.043cm3變?yōu)?676cm3。已知水的汽化熱為2263.8J/g。求：(1)體積膨脹時(shí)氣體對外界作的功W；(2)氣體吸收的熱量Q；(3)氣體增加的內(nèi)能U。,(1)169.7J，(2)2263

6、.8J，(3)2094.1J,如何求對外做的功？,什么是汽化熱？,汽化熱和哪些因素有關(guān)？,鞏固練習(xí)1：,思考,(10-3)2. 如圖所示的容器，A、B中各有一個(gè)可自由移動的活塞，活塞下面是水上面是大氣、大氣壓恒定，A、B間帶有閥門K的管道相連，整個(gè)裝置與外界絕熱，開始時(shí)A的水面比B高，開啟K，A中的水逐漸向B中流，最后達(dá)到平衡，在這個(gè)過程中 （ ）A.大氣壓力對水作功，水的內(nèi)能增加B.水克服大氣壓力作功，水的內(nèi)能減少C.大氣壓力對水不作功，水的內(nèi)能不變D.大氣壓力對水不作功，水的內(nèi)能增加,1.自然界中存在不同形式的能,動能重力勢能彈性勢能電能內(nèi)能..,動能重力勢能彈性勢能電能內(nèi)能..,2.不

7、同形式的能之間可以發(fā)相互轉(zhuǎn)化,由特定的力做多少功來量度有多少能發(fā)生了轉(zhuǎn)化,二.能量守恒定律,,,,,,3.能量守恒定律：,能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變.,物理史問題：能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)？ 請閱讀課本P56,（1）是一個(gè)普遍適用的定律,4.能量守恒定律的重要性,比機(jī)械能守恒定律應(yīng)用更廣,（2）將各種現(xiàn)象聯(lián)系在一起,力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)...,（3）指導(dǎo)著人們的生產(chǎn)、科研,泡利和費(fèi)米利用能量守恒預(yù)言了中微子的存在,（4）19世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)之一,細(xì)胞學(xué)說；生物進(jìn)化論,宣告了

8、第一類永動機(jī)造不成,熱力學(xué)第一定律是只研究內(nèi)能與其它形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí)的能量守恒關(guān)系.,（5）.與熱力學(xué)第一定律的關(guān)系,制造永動機(jī)的千萬次努力都以失敗而告終,不需要?jiǎng)恿蛉剂?，卻能源源不斷對外做功的機(jī)器,1.第一類永動機(jī),2.第一類永動機(jī)不可能制成,違背了能量守恒定律,三.永動機(jī)不可能制成,學(xué)習(xí)了這一節(jié)后你有問題提出嗎？,對研究制作永動機(jī)的看法？,(10-3)3. 一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，未從木塊中穿出對于這一過程，下列說法中正確的是 （）A子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能B子彈減少的動量等于木塊增加的動量C子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動能與木

9、塊增 加的內(nèi)能之和D子彈減少的動能等于木塊增加的動能與子彈和木 塊的內(nèi)能增量之和,鞏固練習(xí)2：,(10-3)4. 一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)(p1，V1，T1)被壓縮至狀態(tài)(p2，V2，T2)，已知T2 T1，則該過程中 ( )A氣體的內(nèi)能一定是增加的 B氣體可能向外界放熱C氣體一定從外界吸收熱量 D氣體對外界做正功,(10-3)5. 在太陽光的直射下，地球表面每平方厘米每分鐘可獲得4.2J的能量。試估算我國所有江河每年（525600min）流入海洋的水流總量。假設(shè)只考慮海洋中水的汽化，不考慮內(nèi)陸的河流中水的汽化；常溫時(shí)水的汽化熱為2.44106J/kg。,同學(xué)們， 再見,教學(xué)后記：,1.,