熱力學(xué)第一定律

江西鷹潭市一中江達(dá)志熱力學(xué)第一定律能量守恒教學(xué)過程：(啟發(fā)引入)

[問]：既然做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，那么，功、熱量跟內(nèi)能的改變之間一定有某種聯(lián)系，本節(jié)課我們就來研究這個(gè)問題.

[問]：改變物體內(nèi)能的方式有哪些？

①做功②和熱傳遞一、熱力學(xué)第一定律

1.一個(gè)物體，它既沒有吸收熱量也沒有放出熱量，那么：

①如果外界做的功為Ｗ，則它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？

②如果物體對(duì)外界做的功為Ｗ，則它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？

1.一個(gè)物體，如果它既沒有吸收熱量也沒有放出熱量，那么，外界對(duì)它做多少功，它的內(nèi)能就增加多少；物體對(duì)外界做多少功，它的內(nèi)能就減少多少.

解答:

2.一個(gè)物體，如果外界既沒有對(duì)物體做功，物體也沒有對(duì)外界做功，那么：

①如果物體吸收熱量Ｑ，它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？②如果放出熱量Ｑ，它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？

如果外界既沒有對(duì)物體做功，物體也沒有對(duì)外界做功，那么物體吸收了多少熱量，它的內(nèi)能就增加多少，物體放出了多少熱量，它的內(nèi)能就減少多少.解答:

3.如果物體在跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞的過程中，內(nèi)能的變化ΔU與熱量Ｑ及做的功Ｗ之間又有什么關(guān)系呢？

ΔU=W+Q

該式表示的是內(nèi)能的變化量跟功、熱量的定量關(guān)系，在物理學(xué)中叫做熱力學(xué)第一定律.ΔU物體內(nèi)能的增加量

W外界對(duì)物體做的功

Q物體吸收的熱量

解答:二、定律中各量的正、負(fù)號(hào)及含義物理量符號(hào)意義符號(hào)意義W+外界對(duì)物體做功－物體對(duì)外界做功Q+物體吸收熱量－物體放出熱量ΔU+內(nèi)能增加－內(nèi)能減少解：①根據(jù)ΔU=W+Q得W=ΔU－Q=4.2×105J－2.6×105J=1.6×105JW為正值，外界對(duì)氣體做功，做了1.6×105J的功。＇解：②同理可得：W=ΔU－Q=1.6×105J－2.6×105J=－1.0×105JW為負(fù)值，說明氣體對(duì)外界做功（氣體體積變大），做了1.0×105J的功。＇＇三、應(yīng)用

例題：一定量的氣體從外界吸收了2.6×105J的熱量，內(nèi)能增加了4.2×105J。問：①是氣體對(duì)外界做了功，還是外界對(duì)氣體做了功？做了多少焦耳的功？

②如果氣體吸收的熱量仍為2.6×105J不變，但是內(nèi)能只增加了1.6×105J，這一過程做功情況怎樣？四、能量守恒定律演示柴油機(jī)的工作過程

用熱力學(xué)第一定律解釋柴油機(jī)正常工作時(shí)壓燃的原理活塞壓縮氣體，活塞對(duì)氣體做功，由于時(shí)間很短，散熱可以不計(jì)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，溫度升高，達(dá)到柴油燃點(diǎn)，可“點(diǎn)燃”柴油。

能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體；在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中其總量不變，這就是能量守恒定律.五、永動(dòng)機(jī)不可能制成永動(dòng)機(jī)：不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對(duì)外做功，這種機(jī)器叫永動(dòng)機(jī).人們把這種不消耗能量的永動(dòng)機(jī)叫第一類永動(dòng)機(jī).P35圖9-12

根據(jù)能量守恒定律，任何一部機(jī)器，只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，而不能無中生有地制造能量，因此第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的.六、總結(jié)1.熱力學(xué)第一定律：

ΔU=W+Q

2.能量守恒定律