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1、第十章第3节热力学第一定律能量守恒定律 编号：34 制作人：高二物理组 审核人：高二物理组 日期：2017.5 学习目标：“理解热力学第一定律，并掌握其表达式 2能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题 3理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律 4知道第一类永动机是不可能制成的 预习导航：一、热力学第一定律 1.内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的 _ 与外界对它所做的 的和 2.数学表达式：AU=_.二、能量守恒定律 1 大量事实表明，各种形式的能量可以相互转化，并且在转化过程中总量保持 _.2能量既不能凭空 _,也不能凭空 _，它只能从一种形式转
2、化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化和转移的过程中，能量的总量 _ 3能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的规律之一 三、永动机不可能制成 1 第一类永动机：人们把设想的不消耗 _ 的机器称为第一类永动机 2第一类永动机由于违背了 ，所以不可能制成 新课探究：合作探究一、热力学第一定律 1 对热力学第一定律的理解 (1)对 AJ 二 W+Q 的理解：(2)对 AJ、Q、W 符号的规定 2判断是否做功的方法 一般情况下外界对系统做功与否，需看系统的体积是否变化 例1空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了 2X105J 的功，同时空气的内能增加了 1.5X105J,这一过程中空气向
3、外界传递的热量是多少？针对训练1一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了 少了 1.2X105J,则下列各式中正确的是（）4 5 4 A W=8X 10 J AJ=1-2X10JQ=4X10 J 4 5 5 8X 104J 的功，气体的内能减 B W=8X104J AU=1 2X105JQ=-2X105J 4 5 4 c W=8X 10 J AJ=1 2X 10 J,Q=2X 10 J定律并掌握其表达式能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化转移问题理解能量守恒定律知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律知道第一类永动机是不可能制成的预习导航一热力学第一定律内容一个热力学系统的内能互转化并且
4、在转化过程中总量保持能量既不能凭空也不能凭空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到别的物体在转化和转移的过程中能量的总量能量守恒定律是自然界中最普遍最重的规律之一三永动机不可能制合作探究一热力学第一定律对热力学第一定律的理解对二的理解对符号的规定判断是否做功的方法一般情况下外界对系统做功与否需看系统的体积是否变化例空气压缩机在一次压缩中活塞对空气做了的功同时空气的内能增加了这一D W=8X 10 J,AJ=5 4 1 2X 10 J Q=4X 10 J定律并掌握其表达式能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化转移问题理解能量守恒定律知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律知道第
5、一类永动机是不可能制成的预习导航一热力学第一定律内容一个热力学系统的内能互转化并且在转化过程中总量保持能量既不能凭空也不能凭空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到别的物体在转化和转移的过程中能量的总量能量守恒定律是自然界中最普遍最重的规律之一三永动机不可能制合作探究一热力学第一定律对热力学第一定律的理解对二的理解对符号的规定判断是否做功的方法一般情况下外界对系统做功与否需看系统的体积是否变化例空气压缩机在一次压缩中活塞对空气做了的功同时空气的内能增加了这一针对训练 2定量的气体从外界吸收了 2.6 X105 J 的热量，内能增加了 4.2X105J.(1)是气体对外界做了功，还
6、是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？如果气体吸收的热量仍为 2.6X105J 不变，但是内能增加了 1.6X105J,计算结果 W 二-5 1.0 X 10 J,是负值，怎样解释这个结果？(3)在热力学第一定律 AU 二 W+Q 中，W、Q 和山为正值、负值各代表什么物理意义？针对训练 3关于内能的变化，以下说法正确的是 ()A.物体吸收热量，内能一定增大 C 物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变 不同形式的能量之间可以相互转化能量守恒定律及意义第一类永动 1.机是不可能制成的 2.2 如图 1 所示，直立容器内部被隔板隔开的 A、B 两部分气体,3.例 B.物体对外做功，内能一定减少
7、合作探究二、銘勒秫密麒量，同时对外做功,内能可能不变 定律并掌握其表达式能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化转移问题理解能量守恒定律知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律知道第一类永动机是不可能制成的预习导航一热力学第一定律内容一个热力学系统的内能互转化并且在转化过程中总量保持能量既不能凭空也不能凭空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到别的物体在转化和转移的过程中能量的总量能量守恒定律是自然界中最普遍最重的规律之一三永动机不可能制合作探究一热力学第一定律对热力学第一定律的理解对二的理解对符号的规定判断是否做功的方法一般情况下外界对系统做功与否需看系统的体积是否变化例空气
8、压缩机在一次压缩中活塞对空气做了的功同时空气的内能增加了这一A 的密度小，B 的密度大，加热气体，并使两部分气体混合均匀，设此过程中气体吸热为 Q,气体 内能的增量为人 11,则()A.AU 二 Q B.AUQ D.无法比较 针对训练 4自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是 A.机械能守恒 C.只有动能和重力势能的相互转化 B.能量正在消失 D.减少的机械能转化为内能，但总能量守恒 合作探究三、气体实验定律和热力学第一定律的综合应用气体实验定律和热力学第一定律的结合点 是温度和体积 注意三种特殊过程的特点:1.等温过程：内能不变，AJ 二 0 2.等容过程：体积不变，W 二 0 3
9、.绝热过程：Q=0 例 3 如图 2 所示，倒悬的导热汽缸中封闭着一定质量的理想气体，轻质活塞可无摩擦地上下移动，活塞的横截面积为 S,活塞的下面吊着一个重为 G 的物体，大气压 强恒为 P.,起初环境的热力学温度为 时，活塞到汽缸底面的距离为 L.当环境 温度逐渐升高，导致活塞缓慢下降，该过程中活塞下降了 0.1L,汽缸中的气体 吸收的热量为 Q.求：(1)汽缸内部气体内能的增量 山；DG(2)最终的环境温度 T.针对训练 5如图 3 所示，两个截面积都为 S 的圆柱形容器，右边容器高为 H,上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为 M 的活塞.两容器由装有阀门的极 细管道
10、相连，容器、活塞和细管都是绝热的 开始时阀门关闭，左边容器中装有理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为 H,右边容 器内为真空.现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到新 的平衡，此时理想气体的温度增加为 定律并掌握其表达式能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化转移问题理解能量守恒定律知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律知道第一类永动机是不可能制成的预习导航一热力学第一定律内容一个热力学系统的内能互转化并且在转化过程中总量保持能量既不能凭空也不能凭空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到别的物体在转化和转移的过程中能量的总量能量守恒定律是自然界中最普遍最重的规律之一三永动机不可能制合作探究一热力学第一定律对热力学第一定律的理解对二的理解对符号的规定判断是否做功的方法一般情况下外界对系统做功与否需看系统的体积是否变化例空气压缩机在一次压缩中活塞对空气做了的功同时空气的内能增加了这一