功与内能热与内能热力学第一定律能量守恒定律课件-高二上学期物理人教版选修3-3.pptx

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1、 10.1功与内能 10.2热与内能 10.3热力学第一定律 能量守恒定律学习目标1. 了解焦尔的两个实验的原理2. 知道做功和传热是改变物体系统内能的两种方式3. 会区分热量和内能的概念4. 知道传热与做功在改变系统内能上的区别5. 理解热力学第一定律6. 能利用热力学第一定律解释自然界能量转化、转移问题7. 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8. 知道第一类永动机是不可能制成的新课导入功与内能焦耳的两个实验：结论：只要重力做的功相同，容器内水温上升的数值都相同功与内能绝热过程：系统由于外界做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫做绝热过程

2、系统：孤立系统：与外界没有能量交换和物质交换的系统封闭系统：与外界只有能量交换没有物质交换的系统开放系统：与外界既有能量交换又有物质交换的系统系统状态：指热平衡态，包括压强、温度、体积和内能等功与内能焦耳的两个实验：结论：只要做的电功相同，系统温度上升的数值都相同在各种不同的绝热过程当中，系统状态的改变与做功方式无关，只与做功多少有关功与内能功与内能功与内能思考：冬天手冷，想让手变暖和可以怎么做？热与内能热与内能传热的三种方式：1. 热传导：热量沿着物体传递的传热方式2. 热对流：靠液体或气体的流动来传热的方式3. 热辐射：热量从高温物体向周围以电磁波的形式沿直线辐射出去的方式热力学第一定律内

3、容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和表达式：U= Q +W符号规定：做功W热量Q内能的改变U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热力学第一定律三个特例： 绝热做功：Q=0; U= W 只传热不做功：W=0; U=Q 内能不变：U=0; Q= -W几个物理量的判断： 内能大小看温度（理想气体） 做功情况看体积 吸热放热用热一能量守恒定律发现过程：18世纪末和19世纪初，各种自然现象之间的联系相继被发现。伦福德和戴维的摩擦生热实验否定了热质说，把物体内能的变化与机械运动联系起来。180

4、0年发明伏打电池之后不久，又发现了电流的热效应，磁效应和其它的一些电磁现象。这一时期，电流的化学效应也被发现，并被用来进行电镀。在生物学界，证明了动物维持体温和进行机械活动的能量跟它所摄取的食物的化学能有关，自然科学的这些成就，为建立能量守恒定律做了必要的准备。能量守恒定律的最后确定，是在19世纪中叶由迈尔，盖斯，焦耳和亥姆霍兹等人完成。俄国科学家盖斯于1836年发现，任何一个化学反应，不论是一次完成还是分几步完成，放出的总热量相同。这表明一个系统（即参加化学反应的几种物质）存在着一个与热量相关的物理量，在一个确定的化学反应中这个量是不变的。这一发现被认为是能量守恒定律的先驱。德国医生迈尔是从

5、生理学的角度开始对能量进行研究的。1842年，他从“无不生有，有不变无”的哲学观念出发，表达了对能量转化和守恒思想，他分析了25种能量的转化和守恒现象，成为世界上最先阐述能量守恒思想的人。能量守恒定律发现过程：英国物理学家焦耳从1840年到1878年将近40年的时间里，研究了电流的热效应，压缩空气的温度升高以及电，化学和机械作用之间的联系，做了400多次实验，用各种方法测定了热和功之间的当量关系，为能量守恒定律的发现奠定了坚实的实验基础。在1847年，当焦耳宣布他的能量观点的时候，德国学者H亥姆霍兹在柏林也宣读了同样课题的论文。在这篇论文里，他分析了化学能，机械能，电磁能，光能等不同形式的能的

6、转化和守恒，并且把结果跟永动机不可能制造成功的联系起来，他认为不可能无中生有的创造一个永久的推动力，机器只能转化能量，不能创造和消灭能量。亥姆霍兹在论文里对能量守恒定律作了一个清晰，全面而且概括的论述，使这一定律为人们广泛接受。能量守恒定律内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 恩格斯曾经把能量转化和守恒定律称为“伟大的运动基本规律”，认为它的发现是19世纪自然科学的三大发现之一。（另两个发现是细胞学说，达尔文的生物进化论） 热力学第一定律、机械能守恒定律都是能量守恒定律的具体体现。

7、能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程 第一类永动机不可能制成第一类永动机第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能持续不断的对外做功练习练习练习下列说法中正确的是:A、做功和热传递是改变物体内能的两种不同的物理过程B、做功和热传递在改变物体内能上是等效的，因此对物体做功就是对物体传热C、热量是在热传递中，从一个物体向另一个物体或物体一部分向另一部分转移的内能的多少D、高温的物体具有热量多，低温的物体具有热量少E、冷和热的物体混合时，热的物体把温度传给冷的物体，最后温度相同练习下列说法正确的是A外界对气体做功，气体的内能一定增大B气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大C气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均动能越大D气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大练习下图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中()A外界对气体做功，气体内能增大B外界对气体做功，气体内能减小C气体对外界做功，气体内能增大D气体对外界做功，气体内能减小