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高三物理高考復(fù)習(xí) 第13章熱學(xué) 第2講熱力學(xué)第一定律能量守恒定律 物體內(nèi)能 物體內(nèi)所有分子的 K和 P總和 內(nèi)能改變 決定物體內(nèi)能的因素 1 從宏觀上看 物體內(nèi)能的大小由物體的摩爾數(shù) 溫度和體積三個(gè)因素決定 2 從微觀上看 物體內(nèi)能的大小由組成物體的分子總數(shù) 分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子間的距離三個(gè)因素決定 做功 其它形式的能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化 用功量度 熱傳遞 高溫物體的內(nèi)能向低溫物體轉(zhuǎn)移 用熱量量度 改變內(nèi)能的兩種方式 做功 熱傳遞 對(duì)內(nèi) 對(duì)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(duì)物體做功 物體對(duì)外界做功 物體從外界吸熱 物體對(duì)外界放熱 一 熱力學(xué)第一定律 1 物體與外界沒(méi)有熱交換時(shí) 絕熱過(guò)程 外界對(duì)物體做多少功 它的內(nèi)能就增加多少 反之物體對(duì)外界做功多少 它的內(nèi)能就減少多少 W U 其中 U表示內(nèi)能的增量 內(nèi)能 U增加取正 內(nèi)能 U減少取負(fù) W表示功 外界對(duì)物體做功W取正 物體對(duì)外界做功 W取負(fù) 做功的過(guò)程 物體的體積必發(fā)生變化 2 物體與外界間沒(méi)有做功時(shí) 物體從外界吸收多少熱量 它的內(nèi)能就增加多少 物體向外界放出多少熱量 它的內(nèi)能就減少多少 Q U 其中Q表示熱量 物體從外界吸熱Q取正 物體向外界放熱Q取負(fù) 3 熱力學(xué)第一定律 物體內(nèi)能的增加等于外界對(duì)物體所做的功與從外界吸收的熱量之和 l 熱力學(xué)第一定律反映了功 熱量跟內(nèi)能改變之間的定量關(guān)系 2 式中Q U W的正負(fù)及含義如下所述 定律中各量的正 負(fù)號(hào)及含義 1 大量事實(shí)證明 各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化 并且在轉(zhuǎn)化過(guò)程中守恒 2 能量守恒定律 能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生 也不會(huì)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)移到另外的物體 在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程中其總量不變 3 能量守恒定律是自然界最普遍 最重要的規(guī)律之一 也是19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一 被恩格斯稱為 偉大的運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律 二 能量守恒定律 1 第一類永動(dòng)機(jī) 人們把設(shè)想中的不消耗能量的機(jī)器叫做第一類永動(dòng)機(jī) 2 第一類永動(dòng)機(jī)的設(shè)想由于違背了能量守恒定律 所以不可能制成 三 永動(dòng)機(jī)不可能制成 1 第一類永動(dòng)機(jī) 概念 結(jié)果 違背能量守恒定律 不消耗能量的機(jī)器 無(wú)一例外地歸于失敗 原因 2 永動(dòng)機(jī)給我們的啟示 人類在利用和改造自然時(shí) 必須遵循自然定律 1 關(guān)于物體的內(nèi)能變化以下說(shuō)法正確的是 A 物體吸收熱量 內(nèi)能一定增大B 物體對(duì)外做功 內(nèi)能一定減小C 物體吸收熱量 同時(shí)對(duì)外做功 內(nèi)能可能不變D 物體放出熱量 同時(shí)對(duì)外做功 內(nèi)能可能不變 C 課堂練習(xí) 2 關(guān)于內(nèi)能下列說(shuō)法正確的是 A 相同質(zhì)量的兩物體 升高相同的溫度 內(nèi)能增量一定相同 B 一定量00C的水結(jié)成00C的冰 內(nèi)能一定減小C 一定量氣體克服外界壓力膨脹 但不吸熱也不放熱 內(nèi)能一定減小D 一定量氣體吸收熱量而保持體積不變 內(nèi)能可能減小 BC 3 自由擺動(dòng)的秋千擺動(dòng)幅度越來(lái)越小 下列說(shuō)法正確的是 A 秋千的機(jī)械能守恒B 秋千的能量正在消失C 只有動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化D 減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 但總能量守恒 4 一定量的氣體從外界吸收了2 6 105J的熱量 內(nèi)能增加了4 2 105J 是氣體對(duì)外界做了功 還是外界對(duì)氣體做了功 做了多少焦耳的功 解析 引起物體內(nèi)能變化的物理過(guò)程有兩種 做功和熱傳遞 由于物體內(nèi)能的增加量大于物體從外界吸收的熱量 所以一定存在外界對(duì)物體做功 根據(jù)熱力學(xué)第一定律 U Q W得 W為正值 表明外界對(duì)物體做功 5 地面附近有一正在上升的空氣團(tuán) 它與外界的熱交換忽略不計(jì) 已知大氣壓強(qiáng)隨高度增加而降低 則該氣團(tuán)在此上升過(guò)程中 不計(jì)氣團(tuán)內(nèi)分子間的勢(shì)能 A 體積減小 溫度降低B 體積減小 溫度不變C 體積增大 溫度降低D 體積增大 溫度不變 解析 隨著空氣團(tuán)的上升 大氣壓強(qiáng)也隨著減小 那么空氣團(tuán)的體積會(huì)增大 空氣團(tuán)對(duì)外做功 其內(nèi)能會(huì)減小 因?yàn)椴挥?jì)分子勢(shì)能 所以內(nèi)能由其溫度決定 則其溫度會(huì)降低 所以空氣團(tuán)的體積增大 溫度降低 壓強(qiáng)減小 所以 正確答案應(yīng)為C 答案 C 6 2011 福建 一定量的理想氣體在某一過(guò)程中 從外界吸收熱量2 5 104J 氣體對(duì)外界做功1 0 104J 則該理想氣體的 A 溫度降低 密度增大B 溫度降低 密度減小C 溫度升高 密度增大D 溫度升高 密度減小 解析 理想氣體從外界吸熱大于對(duì)外界做功 所以內(nèi)能增大 溫度是理想氣體內(nèi)能的標(biāo)志 內(nèi)能增大 溫度一定升高 氣體對(duì)外做功 體積膨脹 質(zhì)量不變 所以密度要減小 D正確 答案為D 答案 D 小結(jié) 熱力學(xué)第一定律 U Q W 能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程中遵守能量守恒定律 第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成