热力学定律和能量守恒课件.ppt

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1、,热力学定律和能量守恒课件,热力学定律和能量守恒课件,(对应学生用书P202)一、改变内能的两种方式的比较,热力学定律和能量守恒课件,(1)当一个系统的内能发生改变时，必然伴随着做功或热传递现象(2)当一个系统的内能发生改变时，其原因可能是由做功引起的，也可能是由热传递引起的，还可能是两种情况同时发生,热力学定律和能量守恒课件,问题探究热量是能量吗？热量跟内能的关系怎样？提示(1)热传递是改变内能的物理方式之一，热传递的过程是物体间内能转移的过程(2)内能的变化用热量来量度，热量总是跟热传递过程相对应的，没有热传递过程就谈不上热量这一概念因此热量是一个过程量(3)热量和功类似，打一比方说，热量

2、和功相当于一种量度工具，就象米尺可以测量物体的长度一样，米尺并不等于要测量的物体，如果你不进行测量，根本就谈不上测量工具了所以说功是不同形式能量转化的量度，功不是能量；同样，热量是物体内能转移的量度热量也不是热能(内能),问题探究热量是能量吗？热量跟内能的关系怎样？,二、热力学定律与能量守恒定律1热力学第一定律(1)内容：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)表达式：UQW.(3)符号法则,二、热力学定律与能量守恒定律,(4)几种特殊情况若过程是绝热的，则Q0，WU，外界对物体做的功等于物体内能的增加若过程中不做功，即W0，则QU，物体吸收的热量等于物体内能

3、的增加若过程的始、末状态物体的内能不变，即U0，则WQ0或WQ，外界对物体做的功等于物体放出的热量2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别的物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变,(4)几种特殊情况,3热力学第二定律(1)表述方式克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体开尔文的表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响(2)热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,3热力学第二定律,(对应

4、学生用书P202)要点一对改变内能的两种方式的进一步理解1.对两种方式的理解(1)“等效”的意义：在改变物体的内能上做功和热传递可以起到同样的效果，即要使物体改变同样的内能，通过做功或者热传递都可以实现若不知道过程，我们无法分辨出是通过做功还是热传递实现的这种改变,热力学定律和能量守恒课件,(2)做功和热传递的本质区别从运动形式上看：做功是宏观的机械运动向物体的微观分子热运动的转化；热传递则是通过分子之间的相互作用，使同一物体的不同部分或不同物体间的分子热运动发生变化，是内能的转移从能量的角度看：做功是其他形式的能向内能的转化过程，热传递是内能之间的转移，前者能的性质发生了变化，后者能的性质不

5、变,(2)做功和热传递的本质区别,2温度、内能、热量、功的比较,2温度、内能、热量、功的比较,(1)远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法“钻木取火”是通过_方式改变物体的内能，把_转变成内能(2)某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如右图所示这是因为烧瓶里的气体吸收了水的_，温度_，体积_,热力学定律和能量守恒课件,解析(1)“钻木”的过程是做功的过程，是把机械能转化为内能的过程(2)烧瓶里的气体吸收热量后，由热力学第

6、一定律知，气体的内能增加，因而温度升高，体积增大答案(1)做功机械能(2)热量升高增大,解析(1)“钻木”的过程是做功的过程，是把机械能转化为,要点二对热力学第一定律的理解1.热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳2对公式UQW符号的规定,要点二对热力学第一定律的理解,3.几种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q0，WU，外界对物体做的功等于物体内能的增加(2)若过程中不做功，即W0，则QU，物体吸收的热量等于物体内能的增加(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即U0，则WQ0或WQ.外界对物体做的功等于物体放出的热量,3.几种特殊情况,(1)应用热力学第一定律时要明确研究的对象是哪个物体或者是哪个热力学系统(2)应用热力学第一定律计算时，要依照符号法则代入数据对结果的正、负也同样依照规则来解释其意义,热力学定律和能量守恒课件,一定质量的气体，在从一个状态变化到另一个状态的过程中，吸收热量280 J，并对外做功120 J试问：(1)这些气体的内能发生