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103 热力学第一定律 能量守恒定律PPT课件

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人教版物理选修3-3第十章第3节10.3热力学第一定律 能量守恒定律(共26张PPT)(优质版)

人教版物理选修3-3第十章第3节10.3热力学第一定律 能量守恒定律(共26张PPT)(优质版)

3．热力学第一定律：物体内能的增加等 于外界对物体所做的功与从外界吸收的 热量之和．
U W Q
（l）热力学第一定律反映了功、热量跟内能改 变之间的定量关系．
（2）式中Q 、 U、 W的正负及含义如下所
述．
定律中各量的正、负号及含义
物ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
+
物体吸收热 量
－
物体放出 热量
ΔU + 内能增加 － 内能减少
课堂练习
1、关于物体的内能变化以下说法正确的是
（C）
A．物体吸收热量，内能一定增大 B．物体对外做功，内能一定减小 C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能
不变 D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能
不变
2、关于内能下列说法正确的是（ BC ） A.相同质量的两物体，升高相同的温度，内能 增量一定相同； B.一定量00C的水结成00C的冰，内能一定减小 C.一定量气体克服外界压力膨胀，但不吸热也
不放热，内能一定减小 D.一定量气体吸收热量而保持体积不变，内能
可能减小
3.一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热 量，内能增加了4.2×105J．是气体对外界做 了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦 耳的功？
解析：
引起物体内能变化的物理过程有两种，做功和 热传递，由于物体内能的增加量大于物体从 外界吸收的热量，所以一定存在外界对物体 做功
Q 2.6105 J 0, U 4.2105 J 0
根据热力学第一定律 U = Q ＋W 得：
W 4.2105 J 2.6105 J 1.6105 J 0

10.3 热力学第一定律(共22张PPT)

10.3 热力学第一定律(共22张PPT)

一、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。
ΔU 物体内能的增加量
2.表达式:
W 外界对物体做的功
Q 物体吸收的热量
ΔU＝W + Q
一定质量的理想气体从外界吸收
4.2×105J的热量，同时对外做功
2.6×105J，则内能变化了多少？是增加
还是减少？
等容过程
不变
一定质量的理想气体，
等压过程 不变
升高相同的温度，等 增大压过升程高和等容增过加程哪 吸热
-
增大 减小个吸升热高多？ 增加 绝热过程
0
+
小试身手
1.图中活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、 活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气，以U甲、 U乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在 将拉杆缓慢向外拉的过程中（ C ）
B．外力对乙做功；乙的内能不变
C．乙传递热量给甲；乙的内能增加
D．乙的内能增加；甲的内能不变
5.应用热力学第一定律解题的一般步骤：
（1）明确研究对象是哪个物体或是那个热力学 系统；
（2）根据符号法则写出各已知量（W、Q、ΔU）
的正、负； （3）根据热力学第一定律ΔU=W+Q求出未知量；
（4）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。
例1：如图所示，甲、乙两个相同的金属球， 甲用细线悬挂于空中，乙放在水平地面上。 现在分别对两球加热，使它们吸收相同的热 量，试讨论甲、乙两球内能增量的关系？ （假设金属球不向外散热）
分析：吸热后金属球体积膨 胀，甲球重心降低，重力做 正功，
乙球重心升高，重力做负功，
而又因为两球吸收相同热量，

能量守恒定律课件(23张ppt)

能量守恒定律课件(23张ppt)
的限制。
热力学第二定律
热力学第二定律指出，不可能从 单一热源吸收热量并完全转换为 有用的功而不产生其他影响。这
限制了热机的效率。
电磁波的产生与传播
电磁波的产生
电磁波是由电荷或电流的振动产生的波动现象。振荡的电 荷或电流产生电场，而振荡的电场产生磁场，两者相互激 发形成电磁波。
电磁波的传播
电磁波在空间中以波动的形式传播，其传播速度等于光速。 电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。
能量守恒定律具有方向性、守恒 性、不可创性和不可逾越性。
能量守恒定律的重要性
科学研究基础
人类生活影响
能量守恒定律是物理学、化学、生物学 等学科研究的基础，为科学家们提供了 研究物质运动和相互作用的共同框架。
能量守恒定律深刻影响着人类的生产和生 活方式，如能源利用、交通出行、工业生 产等，推动着人类社会的进步和发展。
微观领域
在微观领域，能量守恒定律适用 于原子和分子的运动和相互作用 ，如化学反应、核反应等。
相对论领域
在相对论领域，能量守恒定律适用 于高速运动和高能物理现象，如相
对论效应和量子力学效应等。
02
能量守恒定律的原理
能量转换与守恒
能量是物体做功的能力，可以 表现为多种形式，如机械能、 电能、化学能等。
03
节能意义
节能有助于减少能源消耗，降低环境污染，促进可持续发展。
动力机械与热机
动力机械
动力机械是利用能量转换原理将 一种形式的能量转换为另一种形 式的能量的机械装置。例如，内 燃机将燃料化学能转换为机械能。
热机
热机是一种将热能转换为机械能 的装置，如蒸汽机、汽轮机、内 燃机等。热机的效率受卡诺循环
能量守恒定律课件

热力学第一定律能量守恒定律课件

热力学第一定律能量守恒定律课件
第3节
热力学第一定律
能量守恒定律
编号：34
预习导航
一、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.数学表达式：ΔU＝ Q＋W .
二、能量守恒定律 1.大量事实表明，各种形式的能量可以相互转化，并且在
转化过程中总量保持 不变 .
2.能量既不能凭空 产生 ，也不能凭空 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，在转化和转移的过程中，能量的总量 保持不变. 3.能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的规律之一.
界对系统所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于系
统内能的增加ΔU，即ΔU＝Q＋W.
(2)对ΔU、Q、W符号的规定
①功W：外界对系统做功，W>0，即W为正值；
系统对外界做功，W<0，即W为负值.
②热量Q：系统吸热为正，Q>0；
系统放热为负，Q<0. ③内能变化：系统内能增加，ΔU>0，即ΔU为正值； 系统内能减少，ΔU<0，即ΔU为负值.
例2 如图1所示，直立容器内部被隔板隔开的A、B 两部分气体，A的密度小，B的密度大，加热气体， 气体内能的增量为ΔU，则( A.ΔU＝Q C.ΔU>Q ) 图1 并使两部分气体混合均匀，设此过程中气体吸热为Q， B.ΔU<Q D.无法比较
解析
因为外界对气体做功，W 取正值，即W＝ 8×104 J；
内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105 J；根据热力学
第一定律 ΔU ＝ W ＋ Q ，可知 Q ＝ ΔU － W ＝－ 1.2×105 J －
8×104 J＝－2×105 J，B选项正确. 答案 B

热力学第一定律 能量守恒定律 课件 (共22张PPT)

热力学第一定律 能量守恒定律 课件 (共22张PPT)
规律方法——应用能量守恒定律的思路方法(1)能量守恒的核心是总能量不变，因此在应用能量守恒定律时应首先分清系统中哪些能量在相互转化，是通过哪些力做功实现的，这些能量分别属于哪些物体，然后再寻找合适的守恒方程式．(2)在应用能量守恒定律分析问题时，应明确两点：①哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加．②哪个物体的能量减少，哪个物体的能量增加．
(3)应用①各种形式的能可以转化，但能量在转化过程中总伴有内能的损失．②各种互不相关的物理现象，可以用能量守恒定律联系在一起．
1．概念：不消耗任何能量而能永远对外做功的机器．2．结果：17～18世纪，人们提出了许多永动机设计方案，但都以失败而告终．3．原因：设想能量能够无中生有地创造出来，违背了热力学第一定律．4．启示：人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律．
解析：(1)根据热力学第一定律表达式中的符号法则，知Q＝2.6×105 J，ΔU＝4.2×105 J．由ΔU＝W＋Q，则W＝ΔU－Q＝4.2×105 J－2.6×105 J＝1.6×105 J．W＞0，说明是外界对气体做了功．(2)Q＝3.5×105 J，W＝－2.3×105 J，则ΔU＝Q＋W＝1.2×105 J，ΔU为正值，说明气体的内能增加1.2×105 J．答案：(1)外界对气体做功 1.6×105 J (2)增加了1.2×105 J
知识点二 能量守恒定律
(3)亥姆霍兹的贡献从理论上把力学中的能量守恒原理推广到热、光、电、磁、化学反应等过程，揭示了它们之间的统一性．4.能量守恒定律(1)内容：能量既不会消失，也不会创生，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一个物体，而能量的总值保持不变．(2)意义：揭示了自然科学各个分支之间的普遍联系，是自然界内在统一性的第一个有力证据．
3.2 热力学第一定律3.3 能量守恒定律

热力学第一定律 能量守恒定律 课件

热力学第一定律 能量守恒定律 课件
大,所以是气体对外做功,C 错误。因为气体对外界做功,而气体的温
度又升高,内能增大,由热力学第一定律知气体一定从外界吸热,D 正
确。
答案:ABD
方法规律
(1)一定质量的理想气体的内能只由温度决定,与体积无关。
(2)应注意 W+Q=ΔU

和 =C 及图象的巧妙结合,综合分析。

B.有可能经过体积减小的过程
C.外界必然对气体做正功
D.气体必然从外界吸热
解析:本题是气体状态变化、图象与热力学第一定律结合的综
合分析题。连接 OA、OB,得到两条等容线,故有 VB>VA,所以 A 正
确。由积再增大气体的体积到 B 状态,故 B 正确。因为气体体积增
着内能。
2.各种能量之间可以互相转化:不同形式的能量之间可以相互
转化。如摩擦可以将机械能转化为内能;炽热的灯丝发光可以将电
能转化为光能。
3.能量守恒定律的内容: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,能量的总量保持不变。
化为手表的能量。
一、 热力学第一定律的理解应用
知识精要
热力学第一定律的应用应注意的问题
1.在应用过程中应特别分清 W、Q 的正负号,以便准确地判断ΔU
的正、负。
2.符号法则:
做功 W
热量 Q
内能的变化ΔU
外界对系
系统从外界
系统的内
取正值“+”
统做功
吸收热量
能增加
系统对外
系统向外界
系统的内
取负值“-”
界做功
放出热量
能减少
3.判断是否做功的方法:

10.3热力学第一定律 能量守恒定律


守恒
做功→转化 传热→转移
能量的 总量不变
二、能量守守恒恒定律
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， 能量的总量保持不变。
二、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， 能量的总量保持不变。
U=W+Q
意义
+
-
物理量
W
Q
U
U=W+Q
意义
+
-
物理量
W 外界对系统做功
Q
系统吸收热量
U
系统内能增加
U=W+Q
意义
+
-
物理量
W 外界对系统做功 系统对外界做功
Q
系统吸收热量 系统放出热量
U
系统内能增加 系统内能减少
练习
一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的 热量，内能增加了4.2 ×105J，则（ ） A. 气体对外界做了1.6 ×105J的功 B. 外界对气体做了1.6 ×105J的功 C. 外界对气体做了6.8 ×105J的功 D. 气体体积变大
高二年级物理选修3-3（人教Fra bibliotek）功和内能 热力学系统经历单纯的做功过程时
U=W
热和内能 热力学系统经历单纯的传热过程时
U=Q
一、热力学第一定律
当外界既对系统做功，又对系统传热时，
U=W+Q
思考与讨论
如果一定质量的气体膨胀时做的 功是135J，同时吸热85J，气体内 能的变化量是多少？内能是增加 了还是减少了？

103热力学第一定律能量守恒定律PPT课件

9
新知识学习：
[问题回答]：改变物体内能的方式有哪些？ ①做功 ②和热传递
既然做功和热传递都可以改变物体的内能， 那么，功、热量跟内能的改变之间一定有某种 联系，今天我们就来研究这个问题.
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问题研究
1.一个物体，它既没有吸收热量也没有 放出热量，那么：
①如果外界做的功为Ｗ，则它的内能 如何变化？变化了多少？
（2）热传递：实质上是各物体间内能的转移
（3）做功和热传递在改变内能效果上是等 效的
8
2内能与热量的区别
1.内能是一个状态量，一个物体在不同的状态下 有不同的内能
2.热量是一个过程量，它表示由于热传递而引 起的变化过程中转移的能量，即内能的改变量。
3.如果没有热传递，就没有热量可言， 但此时仍有内能
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ΔU 物体内能的增加量 Q 物体吸收的热量 W 外界对物体做的功
ΔU = Q + W
16
一.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：ΔU
Q
+
W
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ΔU＝ Q +
W
2、定律中各量的正、负号及含义
物理量 符号
W
+
Q
+
外意界义对物 体做功
(2)气体吸收的热量Q；
(3)气体增加的内思能考ΔU。
如何求对外做的功？
汽化什热么和是哪汽些化因热素？有 关？
(1)169.7J，(2)2263.8J，(3)2094.1J
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的管道相连，整个装置与外界绝热，开始 时A的水面比B高，开启K，A中的水逐渐 向B中流，最后达到平衡，在这个过程中
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2、能量守恒定律的意义
（1）是一个普遍适用的定律。 （2）将各种现象联系在一起。 （3）指导着人们的生产、科研。 （4）19世纪自然科学三大发现之一。
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三、永动机不可能制成
1、第一类永动机 不需要动力或燃料，却能源源不
断对外做功的机器。 2、第一类永动机不可能制成
违背了能量守恒定律
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巩固练习：
10.3 热力学第一定律 能量守恒定律
1
改变系统内能的两种方功）
对外
（物体对外 界做功）
吸热
（物体从外 界吸热）
放热
（物体对外 界放热）
内能增加 内能减少 内能增加 内能减少
2
做功和热传递的区别
（1）做功改变内能：实质上是其它 形式的能和内能之间转化。
（2）热传递：实质上是各物体间内 能的转移。
5
3.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？
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一、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： ΔU＝ Q + W
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ΔU＝ Q + W
3、定律中各量的正、负号及含义
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
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写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
13
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
（3）做功和热传递在改变内能效果上 是等效的。
3
问题研究 1.一个物体，若它既没有吸收热量也 没有放出热量，那么 ①如果外界对它做的功为Ｗ，则它的 内能如何变化？变化了多少？ ②如果物体对外界做的功为Ｗ，则它
4
2.一个物体，如果外界既没有对物体 做功，物体也没有对外界做功，那么 ①如果物体吸收热量Ｑ，它的内能如 何变化？变化了多少？ ②如果物体放出热量Ｑ，它的内能如 何变化？变化了多少？
物理量 符号
W
+
Q
+
ΔU +
意义 符号
外界对物 体做功
－
物体吸收 热量
－
内能增加 －
意义
物体对外界 做功 物体放出 热量
内能减少
8
二、能量守恒定律
1、内容： 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。
1. 一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面
上的木块，未从木块中穿出．对于这一过程，下列说
法中正确的是
（
）
A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能
B．子弹减少的动量等于木块增加的动量
C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增
加的内能之和
D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木
块的内能增量之和