第三节热力学第一定律能量守恒定律预习导航情境导入课程目标有一种全自动手表，既不需要上发条，也不用任何电池，却能不停地走下去，这是不是一种永动机呢？如果不是，你知道维持指针走动的能量是从哪儿来的吗？你能设法验证吗？1.能够从能量守恒的观点理解热力学第一定律，会利用热力学第一定律分析计算有关问题。2．理解能量守恒定律，知道它是自然界普遍遵循的基本规律，会应用能量守恒定律分析计算有关问题；知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因。一、热力学第一定律1．改变内能的两种方式：做功与热传递。(1)联系：两者在改变系统内能方面是等效的，一定数量的功与确定数量的热相对应。(2)区别：做功是内能与其他形式能量的相互转化，而热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移。2．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。(3)W、Q、ΔU正负号的确定：①W：外界对系统做功，W取正值；系统对外界做功，W取负值。②Q：系统从外界吸热，Q取正值；系统向外界放热，Q取负值。③ΔU：系统内能增加，ΔU取正值；系统内能减少，ΔU取负值。思考给旱区送水的消防车停于水平地面。在缓慢放水的过程中，若车胎不漏气且胎内气体温度不变，不计分子间的势能，试分析气体的吸放热情况。提示：由于胎内气体温度不变，故气体分子的平均动能不变，内能不变。放水过程中气体体积增大对外做功，由热力学第一定律可知，胎内气体吸热。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，能量的总量保持不变。2．意义(1)能量守恒定律告诉我们，各种形式的能量可以相互转化。(2)各种互不相关的物理现象——力学的、热学的、电学的、磁学的、光学的、化学的、生物学的等可以用能量守恒定律联系在一起。思考热力学第一定律、机械能守恒定律是能量守恒定律的具体体现吗？提示：是。热力学第一定律、机械能守恒定律是能量守恒定律在不同形式的能相互转化1时的具体体现。三、永动机不可能制成1．第一类永动机：人们设想中的不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器。2．第一类永动机不可制成的原因：违背了能量守恒定律。3．意义：正是历史上设计永动机的失败，才使后人的思考走上了正确的道路。2
