2019年高中物理 3.2 热力学第一定律课件 新人教版选择性必修第三册

热力学第一定律改变内能的两种方式做功热传递对内对外（外界对物体做功）（物体对外界做功）（物体从外界吸热）（物体对外界放热）吸热放热内能减少内能增加内能减少内能增加∆𝑼=𝑾∆𝑼=𝑸∆𝑼=𝑾∆𝑼=𝑸绝热过程仅传热过程如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，内能的变化Δ𝑈与热量𝑄及做的功𝑊之间又有什么关系呢？一、热力学第一定律1.表述：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。2.意义：热力学第一定律反映了功、热量跟系统内能改变之间的定量关系。ΔU=Q+W一、热力学第一定律3.定律中各量的正、负号及含义物理量符号意义符号意义W+-Q+-ΔU+-外界对物体做功物体吸收热量内能增加物体对外界做功物体放出热量内能减少ΔU=Q+W例题1：一定量的气体，从外界吸收热量2.7×105J，内能增加4.3×105J。在这一过程中，是气体对外做功，还是外界对气体做功？做了多少功？𝑸=+𝟐.𝟕×𝟏𝟎𝟓𝑱𝚫𝑼=+𝟒.𝟑×𝟏𝟎𝟓𝑱得：𝑾=𝟏.𝟔×𝟏𝟎𝟓𝑱＞𝟎即外界对气体做功𝚫𝑼＝𝑾+𝑸二、热力学第一定律的应用运用热力学第一定律解决问题1.根据符号法则写出各已知量（𝑊、𝑄、Δ𝑈）的正、负。3.再根据未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做功情况。2.根据方程Δ𝑈＝𝑊＋𝑄求出未知量。例题2：一定量的气体膨胀对外做功100J，同时从外界吸收了120J的热量，它的内能的变化可能（）A．减小20JB．增大20JC．减小220JD．增大220JB1．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做了900J的功，同时汽缸向外散热210J，汽缸里空气的内能改变了多少？1110J2．如图，在汽缸内活塞左边封闭着一定量的空气，压强与大气压相同。把汽缸和活塞固定，使汽缸内空气升高一定的温度，空气吸收的热量为Q1。如果让活塞可以自由滑动（活塞与汽缸间无摩擦、不漏气），也使汽缸内空气温度升高相同温度，其吸收的热量为Q2。（1）Q1和Q2哪个大些？（2）气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会有不同？（1）Q1＜Q2（2）定压时，吸热会膨胀。3．某风景区有一处约20层楼高的瀑布，甚为壮观。请估计：瀑布上、下水潭的水温因瀑布的机械能转化成内能而相差多少？水的比热容c为4.2×103J/（𝑘𝑔·℃）。0.14℃4．奶牛的心脏停止跳动后，大约在1h内体温由37.0℃降低到33.5℃。请你由此估算，在这种环境下饲养奶牛，要维持一个体重400kg奶牛的内能不变，每天喂养奶牛的食物至少要能为它提供多少热量？计算时，可以认为奶牛体内绝大部分是水。水的比热容c为4.2×103𝐽/（𝑘𝑔·℃）。1.41×108J