2.2熱力學(xué)第一定律課件人教選修12

1、2020/9/24,第二節(jié)熱力學(xué)第一定律,2020/9/24,學(xué)習(xí)目標(biāo)：,1.掌握熱力學(xué)第一定律及其公式表達(dá)，能夠從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)理解這個定律 2會用表達(dá)式UQW分析和計(jì)算問題 3能運(yùn)用能量守恒定律、熱力學(xué)第一定律分析計(jì)算解決實(shí)際問題,2020/9/24,第二節(jié),核心要點(diǎn)突破,課堂互動講練,知能優(yōu)化訓(xùn)練,課前自主學(xué)案,學(xué)習(xí)目標(biāo),2020/9/24,課前自主學(xué)案,一、改變內(nèi)能的兩種方式 1內(nèi)能的改變有_和_兩種方式 2在能的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移過程中，一個物體，如果沒有吸收熱量，也沒有放出熱量，那么外界對它做多少功，它的內(nèi)能就_多少；如果它既沒有對外做功，外界也沒有對其做功，則它從外界吸收多少熱量，它的內(nèi)能

2、就_多少,熱傳遞,做功,增加,增加,2020/9/24,二、熱力學(xué)第一定律 1內(nèi)容：物體內(nèi)能的增加等于物體從外界吸收的_與外界對物體所做的_的總和 2公式：用U表示物體內(nèi)能的增量，用Q表示吸收的熱量，用W表示外界對物體所做的功，那么： U_.,熱量,功,QW,2020/9/24,核心要點(diǎn)突破,一、對幾個概念的理解 1熱量和內(nèi)能 內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，狀態(tài)確定，系統(tǒng)的內(nèi)能也隨之確定，要使系統(tǒng)的內(nèi)能發(fā)生變化，可以通過熱傳遞或做功兩個過程來完成而熱量是熱傳遞過程中的特征物理量，和功一樣，熱量只是反映物體在狀態(tài)變化過程中所遷移的能量，是用衡量物體內(nèi)能變化的熱傳遞的微觀實(shí)質(zhì)是在分子相互作用下，通過分

3、子的微觀運(yùn)動來達(dá)到內(nèi)能的改變的有過程，才有變化，離開過程，毫無意義就某一狀態(tài)而言，只有“內(nèi)能”，根本不存在什么“熱量”和“功”，因此，不能說一個系統(tǒng)中含有“多少熱量”或“多少功”,2020/9/24,2做功和熱傳遞改變物體的內(nèi)能有兩種方式 做功：在絕熱過程中，外力做功，物體內(nèi)能增加；克服外力做功，物體內(nèi)能減少 熱傳遞：熱量從高溫物體傳到低溫物體，或者從物體的高溫部分傳到低溫部分的過程叫做熱傳遞熱傳遞是通過熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射三種方式來實(shí)現(xiàn)的在實(shí)際的熱傳遞過程中，這三種方式往往不是單獨(dú)進(jìn)行的在單純傳熱過程中，吸收熱量，物體內(nèi)能增加；放出熱量，物體內(nèi)能減少 做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的

4、，但有區(qū)別，做功是能量的轉(zhuǎn)化，熱傳遞是能量的轉(zhuǎn)移,2020/9/24,二、對熱力學(xué)第一定律的理解 1由UQW，可知改變物體的內(nèi)能有兩種方式：做功和熱傳遞，只知其一無法確定內(nèi)能的變化 2在UQW中，W表示做功情況，說明內(nèi)能和其他形式的能可以相互轉(zhuǎn)化；Q表示吸熱或放熱的情況，說明內(nèi)能可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而UQW是能量守恒定律的具體體現(xiàn) 3對公式UQW符號的規(guī)定,2020/9/24,4.幾種特殊情況 (1)若過程是絕熱的，則Q0，WU，外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加 (2)若過程中不做功，即W0，則QU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加 (3)若過程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即U0，

5、則WQ0或WQ，外界對物體做的功等于物體放出的熱量,2020/9/24,特別提醒： (1)應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時要明確研究的對象是哪個物體或者是哪個熱力學(xué)系統(tǒng) (2)應(yīng)用熱力學(xué)第一定律計(jì)算時，要依照符號法則代入數(shù)據(jù)對結(jié)果的正、負(fù)也同樣依照規(guī)則來解釋其意義,2020/9/24,課堂互動講練,(2010年高考廣東理綜卷),圖221,2020/9/24,圖221是密閉的汽缸，外力推動活塞P壓縮氣體，對缸內(nèi)氣體做功800 J，同時氣體向外界放熱200 J，缸內(nèi)氣體的() A溫度升高，內(nèi)能增加600 J B溫度升高，內(nèi)能減少200 J C溫度降低，內(nèi)能增加600 J D溫度降低，內(nèi)能減少200 J,202

6、0/9/24,【精講精析】對一定質(zhì)量的氣體，由UWQ可知， U800 J(200 J)600 J U為正表示內(nèi)能增加了600 J 對氣體來說，分子間距較大，分子勢能為零，內(nèi)能等于所有分子動能的和，內(nèi)能增加，氣體分子的平均動能增加，溫度升高，選項(xiàng)A正確 【答案】A,2020/9/24,【方法總結(jié)】分析此類問題必須弄清所經(jīng)過的過程是單一的還是兩種過程同時存在，再由UQW的符號分析判斷,2020/9/24,變式訓(xùn)練1氣體膨脹對外界做功100 J，同時從外界吸收了120 J的熱量，它的內(nèi)能的變化可能是() A減少20 JB增大20 J C減少220 J D增大220 J 解析：選B.由UQW得：U12

7、0 J(100 J)20 J，故B對,2020/9/24,(2011年高考重慶卷)某汽車后備箱內(nèi)安裝有撐起箱蓋的裝置，它主要由汽缸和活塞組成開箱時，密閉于汽缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹，將箱蓋頂起，如圖222所示在此過程中，若缸內(nèi)氣體與外界無熱交換，忽略氣體分子間相互作用，則缸內(nèi)氣體(),2020/9/24,圖222,A對外做正功，分子的平均動能減小 B對外做正功，內(nèi)能增大 C對外做負(fù)功，分子的平均動能增大 D對外做負(fù)功，內(nèi)能減小,2020/9/24,【精講精析】氣體膨脹，氣體對外做正功，又因氣體與外界無熱交換，由熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w內(nèi)能減小，因忽略氣體分子間相互作用，沒有分子勢能，所以分子的平均動能

8、減小，選項(xiàng)A正確 【答案】A 【方法總結(jié)】(1)在沒有特別說明的情況下，一般不考慮氣體分子間的作用力和分子勢能，物體的內(nèi)能只有分子動能 (2)氣體體積減小時外界對氣體做功，體積增大時氣體對外做功,2020/9/24,變式訓(xùn)練2在溫度均勻的液體中，一個小氣泡由液體的底層緩慢地升至液面，上升過程中氣泡的體積不斷增大，則氣泡在浮起過程中() A放出熱量 B吸收熱量 C不吸熱也不放熱 D無法判斷,2020/9/24,解析：選B.氣體分子之間的距離很大，相互作用力非常小，對氣體來說，氣體狀態(tài)變化時，分子勢能幾乎不變，所以，一定質(zhì)量的氣體的內(nèi)能變化，就是氣體分子熱運(yùn)動的動能總和的變化，即由溫度變化所決定在溫度均勻的液體中，一個小氣泡由液體的