热力学第一定律 能量守恒定律一、习引入 【 问】改变物体的内能有那些
改变内能的效果怎样
【分析】做功和热传递,改变内能的效果是等效的, 【问】这两种方式的实质一样吗
如果不一样分别是什么呢
【分析】但这两种方式改变内能的实质是不一样的
做功的过程是其他形式的能转化为内能, 例如:一物体从 10m 高处往下落,到地面的速度为 5m/s,物体的机械能减少了多少减少的机械能 到那里去了
而热传递是物体间内能的转移过程,能量的 形式没有发生变化
只是热量从一物体 转移到另一物体
这节课我们具体来研究功、热量和内能之间的关系
二、热力学第一定律 【问】一物体,它既没有吸收热量,也没有放出热量,那么:如果外界对它做了 W 的功, 则它的内能如何改变
如果它对外界做了 W 的功,则它的内能又如何改变呢
改变的又是多少
【分析】外界对它做功,则内能增加,做了多少功,内能增加多少,它对外界做功,内能减少,对外做多少功,内能就减少多少
W=△U(外界对物体做 功,W 为正;物体对外界做功,W 为负;内能增加,△U 为正,内能减少,△U 为负)【问】一物体,外界没有对它做功,它也没有对外界做功,那么:如果物体吸收热量 Q,则物体内能如何变化,如果物体放出热量 Q,则物体的内能如何变化
【分析】物体吸收热量,则内能增 加,吸收了多少,内能增加多少;物体放出热量,则内能减少,放出多少,则内能减 少多少
Q=△U( 物体吸收热量,Q 为正;物体放出热量,Q 为负;内能增加,△U 为正,内能减少,△U 为负)如果物体和外界同时发生做功和热传递,则物体内能的增加等于物体所做功和从外界吸收的热量之和,这就是热力学第一定律
数学表达式:△U=W+Q 学生阅读思考和讨论:说明 W、Q、和△U 的正值、负值各代表什么意义
【分析】W 为正值,表示外界对物体做功;W 为负值表示物体对外做功