2022年人教版高中物理选择性必修第三册同步课件第三章热力学定律第2节热力学第一定律第3节能量守恒定律.pptxVIP

第三章　热力学定律 2．热力学第一定律 3．能量守恒定律 目标体系构建 【学习目标】 1．能以系统为研究对象，用综合分析的方法推导出热力学第一定律。 2．能运用热力学第一定律解释和计算能量的转化、转移问题。 3．理解能量守恒定律，知道第一类永动机是不可能实现的。 【思维脉络】 课前预习反馈 1．改变内能的两种方式 做功与________。两者在改变系统内能方面是__________。 2．热力学第一定律 (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______与外界对它____________的和。 (2)表达式：________________。 注意：热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外界做功、向外界传热和内能减少的情况。 传热　 知识点 1 热力学第一定律 等价的　 热量　 所做的功　 ΔU＝Q＋W　 1．能量守恒定律 (1)内容：能量既不会凭空________，也不会凭空________，它只能从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的________保持不变。 (2)意义： ①各种形式的能可以相互________。 ②各种互不相关的物理现象可以用____________定律联系在一起。 产生　 知识点 2 能量守恒定律 消失　 转化　 转移　 总量　 转化　 能量守恒　 1．永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地____________的机器。 2．永动机不可能制成的原因：违背了____________定律。 3．意义：正是历史上设计永动机的________，才使后人的思考走上了正确的道路。 对外做功　 知识点 3 永动机不可能制成 能量守恒　 失败　 『判一判』 (1)某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加。 (　　) (2)石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了。 (　　) (3)能量既可以转移又可以转化，故能的总量是可以变化的。(　　) (4)违背能量守恒定律的过程是不可能发生的。 (　　) (5)ΔU＝W＋Q。该式表示的是功、热量跟内能改变之间的定量关系，在物理学中叫作热力学第一定律。 (　　) √　 ×　 ×　 √　 √　 『选一选』 如图所示是古人锻造铁器的过程，关于改变物体内能的方式，下列说法正确的是 (　　) A．加热和锻打属于热传递，淬火属于做功 B．加热属于热传递，锻打和淬火属于做功 C．加热和淬火属于热传递，锻打属于做功 D．加热和淬火属于做功，锻打属于热传递 C　 解析：用铁锤锻打铁器，铁器会发热，属于做功改变物体内能；用火对铁器加热，铁器从火中吸收热量，把铁器放在水中淬火，铁器向水中放热，所以加热和淬火属于热传递改变物体内能，故选项C正确。 『想一想』 有一种所谓“全自动”机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去。这是不是一种永动机？如果不是，你知道维持表针走动的能量是从哪儿来的吗？ 答案：不是永动机，手表戴在手上，手运动的能量一部分转化为手表的能量(动能)。 课内互动探究 探究 对热力学第一定律的理解 情景导入 (1)如图所示，快速推动活塞对汽缸内气体做功10 J，气体内能改变了多少？若保持气体体积不变，外界对汽缸传递10 J的热量，气体内能改变了多少？ (2)一根金属丝经过某一物理过程，温度升高了，除非事先知道，否则根本无法判定是通过做功的方法，还是使用了传热的方法使它的内能增加。因为单纯地对系统做功和单纯地对系统传热都能改变系统的内能。既然它们在改变系统内能方面是等价的，那么当外界对系统做功为W，又对系统传热为Q时，系统内能的增量ΔU应该是多少？ 提示：(1)都增加10 J。 (2)系统内能的增量ΔU＝Q＋W。 1．对ΔU＝W＋Q的理解 热力学第一定律将单纯的绝热过程和单纯的热传递过程中内能改变的定量表述推广到一般情况，既有做功又有热传递的过程，其中ΔU表示内能改变的数量，W表示做功的数量，Q表示外界与物体间传递的热量。 要点提炼 2．与热力学第一定律相匹配的符号法则   做功W 热量Q 内能的改变ΔU 取正值“＋” 外界对系统做功 系统从外界吸收热量 系统的内能增加 取负值“－” 系统对外界做功 系统向外界放出热量 系统的内能减少 3．几种特殊情况 (1)若过程是绝热的，即Q＝0，则ΔU＝W，物体内能的增加量等于外界对物体做的功。 (2)若过程中不做功，即W＝0，则ΔU＝Q，物体内能的增加量等于物体从外界吸收的热量。 (3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对物体做的功等于物体放出的热量(或物体吸收的热量等于物体对外界做的功)。 4．判断是否做功的方法 一般情况下外界对物体做功与否，需看物体的体积是否变化。 (1)