4.1熱力學(xué)第一定律

4.1《熱力學(xué)第一定律》第四章《熱力學(xué)定律與能量守恒

》打開冰箱門能否降低室內(nèi)空氣溫度？通過哪些方式能夠改變系統(tǒng)內(nèi)能？方向探究思考：

請同學(xué)們想辦法將一段鐵絲的溫度升高？做功：掰、摩擦、通電熱傳遞：烤、燒、曬、熱水泡焦耳

1818年12月24日生于英國曼徹斯特，起初研究電學(xué)和磁學(xué)。1840年在英國皇家學(xué)會上宣布了電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的定律，即焦耳定律。焦耳測量了熱與機(jī)械功之間的當(dāng)量關(guān)系——熱功當(dāng)量，為熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律的建立奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。焦耳的實(shí)驗(yàn)1：焦耳熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)裝置—機(jī)械功探究1：功和內(nèi)能絕熱過程：系統(tǒng)只由于外界對它做功而與外界交換能量,它不從外界吸熱，也不向外界放熱，這樣的過程叫絕熱過程。探究1：功和內(nèi)能焦耳的實(shí)驗(yàn)1：焦耳熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)裝置—機(jī)械功結(jié)論：只要重力做功相同，容器中水上升相同溫度，即內(nèi)能增加量相同。探究1：功和內(nèi)能焦耳的實(shí)驗(yàn)2：焦耳熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)裝置—電功結(jié)論：只要所做電功相同，容器中水上升相同溫度，即內(nèi)能增加量相同。探究1：功和內(nèi)能思考：這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說明什么問題？在絕熱過程中，功是衡量內(nèi)能變化的量度。探究1：功和內(nèi)能絕熱過程：△U=W思考1：由公式可知，W>0,則△U>0;W<0,則△U<0.試解釋其具體含義。①W>0,△U>0表明外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)內(nèi)能增加；

②W<0,△U<0表明系統(tǒng)對外界做功，系統(tǒng)內(nèi)能減少。探究1：功和內(nèi)能思考2：從能量轉(zhuǎn)化的意義上來說，通過做功改變系統(tǒng)內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是什么？將其他形式的能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化探究1：功和內(nèi)能說明：做功使得系統(tǒng)（密閉氣體）內(nèi)能增大，溫度升高出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？為什么？現(xiàn)象：瓶塞飛出時(shí)瓶內(nèi)出現(xiàn)霧氣說明：系統(tǒng)對外做功，內(nèi)能減小，溫度降低小組討論探究2：熱和內(nèi)能1.什么是熱傳遞？熱傳遞發(fā)生有什么條件？2.熱量從內(nèi)能大的物體傳遞給內(nèi)能小的物體，對嗎？3.能不能說某物體具有25J的熱量？4.單純熱傳遞過程內(nèi)能的變化量與熱量有什么關(guān)系？單純熱傳遞過程：△U=Q探究2：熱和內(nèi)能思考1：由公式可知，Q>0,則△U>0;Q<0,則△U<0.試解釋其具體含義。①Q(mào)>0,△U>0表明系統(tǒng)從外界吸熱，系統(tǒng)內(nèi)能增加；

②Q<0,△U<0表明系統(tǒng)對外界放熱，系統(tǒng)內(nèi)能減少。思考2：從能量轉(zhuǎn)移的意義上來說，通過熱傳遞改變系統(tǒng)內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是什么？內(nèi)能從一個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)系統(tǒng)探究2：熱和內(nèi)能思考3：一個(gè)金屬棒的溫度升高了，也就是說它的內(nèi)能增加了，你能判斷出它是通過哪種方式增加內(nèi)能的嗎？為什么？不能，做功和熱傳遞改變內(nèi)能的效果相同（但本質(zhì)不同）。思考4：當(dāng)做功和熱傳遞同時(shí)發(fā)生時(shí)，如何確定系統(tǒng)的內(nèi)能變化量？探究3：熱力學(xué)第一定律1.內(nèi)容：一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)能的增量等于外界對系統(tǒng)所做的功與外界向它傳遞的熱量之和。2.公式：△U=W+Q3.符號法則：

①△U>0,系統(tǒng)內(nèi)能增加；△U<0,系統(tǒng)內(nèi)能減少；

②W>0,外界對系統(tǒng)做功；W<0,系統(tǒng)對外界做功；

③Q>0,系統(tǒng)吸熱；Q<0，系統(tǒng)放熱。運(yùn)用探究1.打開冰箱門能使室內(nèi)降溫嗎？不能，電流做功使系統(tǒng)內(nèi)能增大，溫度升高。運(yùn)用探究2.教材p80案例2一定量的氣體，從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)的過程中，吸收熱量280J，并對外做功120J，試問：

（1）這些氣體的內(nèi)能發(fā)生了怎樣的變化？

（2）如果這些氣體又返回原來的狀態(tài)，并放出