高二物理热力学第一定律
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热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律内容是:研究对象内能的改变量,等于外界对它传递的热量与外界对它所做的功之和。
注:热量的传导与做功均需要注意正负性。
热力学第一定律公式热力学第一定律公式:△U=W+Q其中,△U——内能的变化量,单位焦耳(J),如果为负数,则说明研究对象内能减小。
Q——研究对象吸收的热量,单位焦耳(J),如果为负数,则说明研究对象向外释放热量。
在自然态下,Q传导具有方向性,即只能从高温物体向低温物体传递热量。
W——外界对研究对象做的功,单位焦耳(J),如果为负数,则说明研究对象对外界做功。
热力学第一定律理解误区之吸热内能一定增加?老师:并非如此。
如果对外做功,内能可能不变,甚至减小。
物体的内能是变大还是变小,取决于两个外在因素,其一是吸收(或放出)热量,另外一个是做功。
如果吸收了10J的热量,向外界做了20J的功,物体的内能不会增加,反而会减小(减小10J)。
热力学第一定律深入理解之温度与分子平均动能关系老师:分子平均动能Ek与热力学温度T是正比例关系,即分子平均动能Ek越大,热力学温度T就越大。
分子平均动能Ek是微观表现方式,而热力学温度T是宏观表现方式。
热力学第一定律深入理解之做功与气体体积关系老师:W与气体的体积相关,V减小,则是外界对气体做正功(压缩气体)。
反之,V增大,则是外界对气体做负功(气体膨胀向外界做功)。
热力学第一定律深入理解之能量守恒定律在热学的变形式老师:从热力学第一定律公式来看:△U=W+Q这与能量守恒定律是一致的。
能量守恒定律的内容是:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体传递给另一个物体,而且能量的形式也可以互相转换。
在热学领域,物体内能改变同样遵守能量守恒定律。
物体内能的增加,要么是伴随着外界做功,要么是由外界热量传导引起的。
在物体A内能增加的同时,物体B因为向A做功能量减小,或者物体C把自身内能以热量形式向物体A传导,自身能量减小。
第二章 热力学第一定律一、目的及要求:掌握热力学第一定律在闭口系统及开口系统的表达式,掌握状态参数热力学能U 及焓H 的含义,掌握各种功(流动功、推动功、容积变化功、技术功等)的含义。
二、内容:2.1热力学第一定律的实质 2.2热力学能和总能 2.3能量的传递与转化 2.4焓及热力学第一定律的基本能量方程式 2.5 开口系统的能量方程式及能量方程式的应用三、重点及难点:2.1 深入理解热力学第一定律的实质,熟练掌握热力学第一定律及其表达式。
能够正确、灵活地应用热力学第一定律表达式来分析计算工程实际中的有关问题。
2.2 掌握能量、储存能、热力学能、总能的概念。
2.3 掌握体积变化功、推动功、轴功和技术功的要领及计算式。
2.4 注意焓的引出及其定义式。
四、主要外语词汇:enthalpy, first law of thermodynamics,五、本章节采用多媒体课件六、复习思考题及作业:思考题:1、热力学第一定律的实质是什么?2、闭口系热力学第一定律的两个数学表达式q du w δδ=+和t q dh w δδ=+的适用范围有何不同?3、工质进行膨胀时是否必须对工质加热?工质吸热后热力学能是否一定增加?对工质加热其温度反而降低是否有可能?4、膨胀功、推动功、轴功和技术功四者之间有何联系和区别?5、为什么推动功出现在开口系能量方程式中,而不出现在闭口系能量方程式中?6、什么是焓?它的物理意义是什么?为什么说它是工质的状态参数?7、如图中过程1-2与过程1-a-2,有相同的初态和终态,试比较两过程的功谁大谁小?热量谁大谁小?热力学能的变化量谁大谁小?8、如图所示一内壁绝热的容器,中间用隔板分为两部分,A 中存有高压空气,B 中保持高度真空。
如果将隔板抽出,容器中空气的热力学能如何变化?为什么?作业:2-3,2-5,2-6,2-8,2-9,2-11,2-12第二章热力学第一定律热力学第一定律是热力学的基本定律之一,它给出了系统与外界相互作用过程中,系统能量变化与其它形式能量之间的数量关系。
热力学第一定律的内容及公式
热力学第一定律是热力学很重要的定律,简称为第一定律。
热力学第一定律是物理和化学中最基本也是最重要的定律,概括地说,它指出了总热量是不可消失的,即能量守恒定律。
它是由德国物理学家莱布尼兹在1850年发现的。
热力学第一定律指出,内能系统内所有物质之间的总热量交换是不可消失的,即总热量守恒定律,在反应过程中能量不会消失,它只能以动能形式存在,也就是说,能量可以有很多形式存在,但是总量是不变的。
它可以用如下的公式来表示:
E=q+w
其中,E表示热力学第一定律定义的能量总量;q表示热量;w
表示功能。
热力学第一定律可以用来解释诸如内能的变化、热动力学中的功能过程、经典热力学定律的发展,以及熵的概念。
它的应用还可以普遍用于热力学和热工程的其他领域。
所有的能量转换都可以用热力学第一定律进行表述,即能量在某种形式变换到另一种形式的守恒定律。
比如,当将动能转化为功能,则q+w=E,即动能变为功能的过程中,能量总量E是不变的。
当功能转化为动能,则q-w=E,即功能变为动能的过程中,能量总量E也是不变的。
总之,热力学第一定律是一个重要的定律,它表明能量总量在任何过程中都是守恒的,它是对物理和化学中反应过程能量变化的最基
本的定律。
热力学第一定律解释了热力学和热工程中诸如内能的变化、热动力学中的功能过程、熵的性质及其变化的原理,在热力学和热工程的理论和应用方面有着重要的意义。