《热力学第一定律能量守恒定律》ppt课件(人教版高三物理选修3-3)
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1、讲解人: 时间:2020.5.25 MENTAL HEALTH COUNSELING PPT 第3节 热力学第一定律能量守恒定律 第十章 热力学定律 人 教 版 高 中 物 理 选 修 3 - 3 改变内能的两种方式 做功热传递 对内对内对外对外 吸热放热 内能增加内能增加内能减少内能减少 (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) 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U与热量Q及 做的功W之间又有什么关系呢? 新课导入 实验一 发电机 重物实验二 以不同的方式对系统做功时,只要始末两个状态是确定的,做功的数量就是确定的。 另一方面也向我们表明
2、,为了改变系统的状态,做功和传热这两种方法是等价的,也就是说,一定 数量的功与确定数量的热相对应。 做功与传热在改变系统内能方面是等价的。同时做功又加热时: 新课导入 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。 U = W + Q U是物体内能的增加量 W是外界对物体做的功 Q是物体吸收的热量 U有增加或减少W有正功或负功Q有吸热或放热 一、热力学第一定律 思考与讨论 解 : 气体对外界做功 在热力学第一定律中W表示外界对气体做功,故此时W为负。 W=-135J向外放热Q=-85J U = W + Q 代入得 U =-135+(-85)=-220J 内能变化了220
3、J,减少 一、热力学第一定律 定律中各量的正、负号及含义 物理量符号意义符号意义 W + 外界对物体做功 物体对外界做功 Q + 物体吸热 物体放热 U + 内能增加 内能减少 气体被压缩气体膨胀 一、热力学第一定律 例题1:空气压缩机在一次压缩中,空气向外界传递的热量2.0 105J,同时空 气的内能增加了1.5 105J。这时,在压缩空气的过程中,外界对空气做了多少功 ? 向外传热Q=-2.0105J W=3.5 105J 解 : 以被压缩的空气为研究对象 做功W=? 内能增加U=1.5 105J U = W + Q 代入得 1.5 105=W+(-2.0105) 解得: 一、热力学第一定
4、律 解题的一般步骤 再根据未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做功和内能增减情况。 确定研究对象,见得多的是气体。 根据符号法则写出各已知量(W、Q、U)的正负。 代入方程UWQ 求出未知量。 一、热力学第一定律 在必修二的时候已经学过能量守恒定律。现在我重新沿着科学家们的思路再来认 识它。 从18世纪末到19世纪40代,不同领域的科学家从不同角度都提出了能量守恒的 思想。人类对于能量守恒的认识经历、 任何一个化学反应,不论是一步完成,还是分几步完放出的总 热量相同。这表明一个系统(即参加化学反应的几种物质)存在 着一个与热量关的物理量,在一个确定的化学反应中这个量是 不变的。这一发现被认
5、为是能量守恒定的先驱。 俄国化学家盖斯 二、能量守恒定律 德国医生J.R.迈尔任船医时,认为在热带时人体会从外界获得一些热 量(或说人体向界散发的热量较少),因而机体需要从食物获得的热量较少 ,食物氧化过程减弱,静脉中留下较多的氧,显红色。他由此想到食物中 化学能与热能的等效性。 提出了“张力(势能)与“活力”(即动能)的转换。他还分析了在电 磁现象和生物机体中能的守恒问题。此外,还有好几位科学家对这 条定律做出了贡献。. 二、能量守恒定律 能量守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化 为另一种形式,或者从一个物体转移到另外的物体,在转化或转移过程中其总量 不变。 意
6、义:1、不同形式的能量之间可以相互转化。 2、能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的规律之一,也是19世纪自 然科学的三大发现之一,被恩格斯称为“伟大的运动基本规律”。 二、能量守恒定律 例2、水平马路上行驶的汽车,在发动机熄火后,速度越来越慢,最后停止.这一 现象符合能的转化和守恒定律吗?如果符合,汽车失去的动能变成了什么? 符合能的转化和守恒定律 地面、轮胎的内能动能 二、能量守恒定律 他们不懈努力反映了人类追求幸福生活的美好愿 望。 二、能量守恒定律 2、永动机给我们的启示 人类利用和改造自然时,必须遵循自然规律。 1、 第一类永动机 概念:不需要任何动力或燃料,却能源源不断地对外做功。(
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