功、熱和內(nèi)能的改變 熱力學(xué)第一定律課件-2023-2024學(xué)年高二下物理人教版（2019）選擇性必修第三冊(cè)

●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●3.１功、熱和內(nèi)能的改變3.2

熱力學(xué)第一定律空氣壓縮引火儀底的棉花會(huì)被點(diǎn)燃呢？焦耳JamesPrescottJoule1818-1889P46P46P46-47結(jié)論：發(fā)電機(jī)P47結(jié)論：焦耳的實(shí)驗(yàn)是一個(gè)需要在絕熱過(guò)程中完成的實(shí)驗(yàn)P47②隔熱（絕熱）材料①①②做功方式機(jī)械功電功實(shí)驗(yàn)條件絕熱過(guò)程共性外界對(duì)系統(tǒng)做功相同，系統(tǒng)溫度上升數(shù)值相同，焦耳的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)即系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生相同的變化P48U，狀態(tài)量宏觀定義：（熱力學(xué)對(duì)內(nèi)能的定義）微觀定義（分子動(dòng)理論對(duì)內(nèi)能的定義）在熱力學(xué)系統(tǒng)的絕熱過(guò)程中，當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程達(dá)到狀態(tài)2時(shí)ΔU=U2-U1=系統(tǒng)內(nèi)能增量外界對(duì)系統(tǒng)所做的功熱量交換Q=0U1U2=W

P48在絕熱過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增加P48在絕熱過(guò)程中，氣體對(duì)外界所做功，氣體的內(nèi)能減少P49P48W>0，氣體體積減小ΔU<0ΔU>0W<0，氣體膨脹體積增大氣體自由膨脹V增加氣體對(duì)外界不做功絕熱U不變K氣體A真空B★★★氣體的自由膨脹不做功。單純地對(duì)系統(tǒng)傳熱也能改變系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài)熱量QT1T2U1U2ΔU=U2-U1系統(tǒng)內(nèi)能增量=P49吸熱，Q>0，ΔU>0，內(nèi)能增加放熱，Q<0，ΔU<0，內(nèi)能減少暖寶寶燒開(kāi)水太陽(yáng)輻射熱傳遞的三種方式↓熱傳導(dǎo)熱沿著物體傳遞↓熱對(duì)流靠液\氣體的流動(dòng)傳熱↓熱輻射向周?chē)噪姶挪ㄐ问絺鳠釛l件：溫度不同．熱從高溫物體傳到低溫物體．做功改變物體內(nèi)能，內(nèi)能的改變(ΔU)用功的數(shù)值來(lái)量度熱傳遞

改變物體內(nèi)能，內(nèi)能的改變(ΔU)用熱量來(lái)量度P49★對(duì)固體或液體，主要通過(guò)溫度變化來(lái)判斷內(nèi)能是否改變?！镂矬w溫度升高，內(nèi)能一定增加；但內(nèi)能增加，溫度不一定升高★理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)例：一定質(zhì)量0℃冰熔解成的0℃水，溫度不變，但吸收熱量，內(nèi)能增大（分子勢(shì)能增大）。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）熱量與內(nèi)能的區(qū)別：(1)內(nèi)能是狀態(tài)量，熱量是過(guò)程量。不能說(shuō)物體具有多少熱量，只能說(shuō)某一過(guò)程中物體吸收或放出了多少熱量。(2)物體的內(nèi)能大，并不意味著向外界釋放的熱量多。只有在僅傳熱過(guò)程中，內(nèi)能變化越大時(shí)，相應(yīng)的傳熱才越多?？偨Y(jié)提升P50①若過(guò)程為絕熱過(guò)程②若過(guò)程中不做功③若過(guò)程中內(nèi)能不變?chǔ)＝WΔU＝QW+

Q＝

0或

W=

-Q例：一定質(zhì)量氣體，膨脹過(guò)程中是外界對(duì)氣體做功還是氣體對(duì)外界做功？如果膨脹時(shí)氣體對(duì)外做的功是135J，同時(shí)向外放熱85J，氣體內(nèi)能的變化量是多少？?jī)?nèi)能是增加了還是減少了？膨脹過(guò)程中氣體對(duì)外界做功，W=-135J系統(tǒng)向外放熱：Q=-85J根據(jù)熱力學(xué)第一定律：ΔU=W+Q代入得：ΔU=-220J內(nèi)能減少了220J例：給旱區(qū)送水的消防車(chē)停在水平地面上，如圖所示。在緩慢放水過(guò)程中，若車(chē)胎不漏氣且胎內(nèi)氣體溫度不變，不計(jì)分子間的勢(shì)能，試分析氣體的吸放熱情況。溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，內(nèi)能不變，即ΔU=0.放水過(guò)程中氣體體積增大，對(duì)外做功，即W<0

由ΔU=W+Q可知，Q>0，即氣體吸熱.P51V→W：

V↑，氣體對(duì)外界做功（外界對(duì)氣體做負(fù)功），W<0；

V↓，外界對(duì)氣體做功（氣體對(duì)外界做負(fù)功），W>0。T→U：T↑，

U

↑，ΔU>0；

T

↓

，U↓，ΔU<0。ΔU＝Q＋W→Q：Q>0，氣體吸熱；Q