20xx人教版高中物理選修3-3103熱力學(xué)第一定律能量守恒定律word學(xué)案(參考版)
2024-11-23 16:02本頁面
【正文】 學(xué)案 3 熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律 [目標(biāo)定位 ] ， 并會運用于分析和計算 . .3.知道什么是第一類永動機及其不可能制成的原因 ． 一、熱力學(xué)第一定律 [問題設(shè)計 ] 一根金屬絲經(jīng)過某一物理過程，溫度升高了，除非事先知道，否則根本無法判定是通過做功的方法，還是使用了傳熱的方法使它的內(nèi)能增加 ． 因為單純地對系統(tǒng)做功和單純地對系統(tǒng)傳熱都能改變系統(tǒng)的內(nèi)能 ． 既然它們在改變系統(tǒng)內(nèi)能方面是等價的，那么當(dāng)外界對系統(tǒng)做功為W，又對系統(tǒng)傳熱為 Q 時，系統(tǒng)內(nèi)能的增量 ΔU 應(yīng)該是多少？ 答案 系統(tǒng)內(nèi)能的增量 ΔU＝ Q＋ W. [要點提煉 ] 1． 改變內(nèi)能的兩種方式 ： 做功 與 熱傳遞 ． 兩者在改變系統(tǒng)內(nèi)能方面是等價的 ． 2． 熱力學(xué)第一定律 ： 一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的 熱量 與外界對它所 做的功 的和 ． 3． 熱力學(xué)第一定律的表達式 ： ΔU＝ Q＋ W. 4． 對公式 ΔU＝ Q＋ W符號的規(guī)定 符號 W Q ΔU ＋ 體積 減小 ，外界對熱力學(xué)系統(tǒng)做功 熱力學(xué)系統(tǒng) 吸收 熱量 內(nèi)能 增加 － 體積 增大 ，熱力學(xué)系統(tǒng)對外界做功 熱力學(xué)系統(tǒng) 放出 熱量 內(nèi)能 減少 (1)根據(jù)符號法則寫出各已知量 (W、 Q、 ΔU)的正負 ； (2)根據(jù)方程 ΔU＝ W＋ Q 求出未知量 ； (3)再根據(jù)未知量結(jié)果的正負來確定吸熱 、 放熱情況或做功情況 ． 6． 氣體實驗定律和熱力學(xué)第一定律的關(guān)系 兩者的結(jié)合點是體積 V 和溫度 T. 注意三個特殊過程的特點 ： (1)等溫過程 ： 內(nèi)能不變 ， ΔU＝ 0； (2)等容過程 ： 體積不變 ， W＝ 0； (3)絕熱過程 ： Q＝ 0. 二、能量守恒定律 [問題設(shè)計 ] 使熱力學(xué)系統(tǒng)內(nèi)能改變的方式有做功和熱傳遞 ． 做功的過程是其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，熱傳遞是把其他物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)移為系統(tǒng)的內(nèi)能 ． 在能量發(fā)生轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移時，能量的總量會減少嗎？ 答案 能量的總量保持不變 ． [要點提煉 ] 1． 能量既不會憑空產(chǎn)生 ， 也不會憑空消失 ， 它只能從一種形式 轉(zhuǎn)化 為另一種形式 ， 或者從一個物體 轉(zhuǎn)移 到別的物體 ， 在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中 ， 能量的總量 保持不變 ． 2． 對能量守恒定律的理解 (1)某種形式的能量減少 ， 一定有其他形式的能量增加 ， 且減少量和增加量一定 相等 ． (2)某個物體的能量減少 ， 一定存在其他物體的能量增加 ， 且減少量和增加量一定 相等 ． 3． 能量的存在形式及相互轉(zhuǎn)化 各種運動形式都有對應(yīng)的能 ： 機械運動有機械能 ， 分子的熱運動有內(nèi)能 ， 還有諸如電磁能 、化學(xué)能 、 原子能等 ． 各種形式的能通過某種力做功可以相互轉(zhuǎn)化 ． 4． 第一類永動機 (1)定義 ： 不需要任何動力或 燃料 ， 卻能不斷地對外做功的機器 ． (2)不可能制成的原因 ： 違背了 能量守恒定律 ． [延伸思考 ] 熱力學(xué)第一定律、機械能守恒定律是能量守恒定律的具體體現(xiàn)嗎？ 答案 是 ． 一、熱力學(xué)第一定律 例 1 關(guān)于物體內(nèi)能的變化情況 ， 下列說法中正確的是 ( ) A． 吸熱的物體 ， 其內(nèi)能一定增加 B． 體積膨脹的物體 ， 其內(nèi)能一定減少 C． 放熱的物體 ， 其內(nèi)能也可能增加 D． 絕熱壓縮的氣體 ， 其內(nèi)能一定增加 解析 做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能，不能依據(jù)一種方式的變化就判斷內(nèi)能的變化 ． 答案 CD 例 2 空氣壓縮機在一次壓
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