1、自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析3熱力學第一定律能量守恒定律熱力學第一定律能量守恒定律自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析1理解熱力學第一定律，并掌握其表達式理解熱力學第一定律，并掌握其表達式2能運用熱力學第一定律解釋自然界能量的轉化、轉移問題能運用熱力學第一定律解釋自然界能量的轉化、轉移問題3理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵從的理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵從的基本規(guī)律基本規(guī)律4知道第一類永動機是不可能制成的知道第一類永動機是不可能制成的自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析一、熱

2、力學第一定律一、熱力學第一定律 定律內容：定律內容：一個熱力學系統(tǒng)一個熱力學系統(tǒng)的內能增量等于外界向它傳遞的內能增量等于外界向它傳遞 的的與外界對它所做的與外界對它所做的 的和的和 數(shù)學表達式：數(shù)學表達式：U .QW熱量熱量功功自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析二、能量守恒定律二、能量守恒定律 大量大量事實表明，各種形式的能量可以相互轉化，并且在轉化事實表明，各種形式的能量可以相互轉化，并且在轉化過程中總量保持過程中總量保持 能量既不能憑空能量既不能憑空 ，也不能憑空，也不能憑空 ，它只能從一種形，它只能從一種形式式 成另一種形式，或者從一個物體成另一種形式，或者從一個物體 到別的

3、物體，在到別的物體，在轉化和轉移的過程中其總量轉化和轉移的過程中其總量 能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的規(guī)律之一能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的規(guī)律之一不變不變產(chǎn)生產(chǎn)生消失消失轉化轉化轉移轉移保持不變保持不變自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析三、永動機不可能制成三、永動機不可能制成 第一類永動機：第一類永動機：人們人們把設想的不消耗把設想的不消耗的機器稱為第一的機器稱為第一類永動機類永動機 第一類永動機由于違背了第一類永動機由于違背了 ，所以不可能制成，所以不可能制成溫馨提示溫馨提示 能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)，使人們進一步認識到，任何一部機器，能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)，使人們進一步

4、認識到，任何一部機器，只要對外做功，都要消耗能量，使能量從一種形式轉化為另只要對外做功，都要消耗能量，使能量從一種形式轉化為另一種形式，不消耗能量，卻可以源源不斷地對外做功的機器一種形式，不消耗能量，卻可以源源不斷地對外做功的機器(第一類永動機第一類永動機)是不可能制成的是不可能制成的能量能量能量守恒定律能量守恒定律自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析一、熱力學第一定律一、熱力學第一定律 對熱力學第一定律的理解對熱力學第一定律的理解(1)對對UWQ的理解：做功和熱傳遞都可以改變內能，如的理解：做功和熱傳遞都可以改變內能，如果物體跟外界同時發(fā)生做功和熱傳遞的過程，那么外界對物果物體跟外

5、界同時發(fā)生做功和熱傳遞的過程，那么外界對物體所做的功體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量加上物體從外界吸收的熱量Q等于物體內能的增等于物體內能的增加加U，即，即UQW.自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析(2)對對U、Q、W符號的規(guī)定符號的規(guī)定功功W：外界對系統(tǒng)做功，：外界對系統(tǒng)做功，W0，即，即W為正值為正值系統(tǒng)對外界做功，系統(tǒng)對外界做功，W0；系統(tǒng)放熱為負：系統(tǒng)放熱為負：Q0，即，即U為正值為正值系統(tǒng)內能減少，系統(tǒng)內能減少，U0，即，即U為負值為負值自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析 改變內能的兩種方式比較改變內能的兩種方式比較 比較項目比較項目做功做功熱傳遞熱傳遞內

6、能變化內能變化外界對物體做功，物體外界對物體做功，物體的內能增加的內能增加物體對外界做功，物體物體對外界做功，物體的內能減少的內能減少物體吸收熱量，內能增加物體吸收熱量，內能增加物體放出熱量，內能減少物體放出熱量，內能減少物理實質物理實質其他形式的能與內能之其他形式的能與內能之間的轉化間的轉化不同物體間或同一物體不不同物體間或同一物體不同部分之間內能的轉移同部分之間內能的轉移相互聯(lián)系相互聯(lián)系做一定量的功或傳遞一定量的熱在改變內能的效果上做一定量的功或傳遞一定量的熱在改變內能的效果上是相同的是相同的自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析判斷是否做功的方法判斷是否做功的方法一般情況一般情況

7、下外界對物體做功與否，需看物體的體積是否變化下外界對物體做功與否，需看物體的體積是否變化(1)若物體體積增大，表明物體對外界做功，若物體體積增大，表明物體對外界做功，W0. 自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析二、能量守恒定律的理解二、能量守恒定律的理解 能量的存在形式及相互轉化能量的存在形式及相互轉化各種運動各種運動形式都有對應的能：機械運動有機械能，分子的熱形式都有對應的能：機械運動有機械能，分子的熱運動有內能，還有諸如電磁能、化學能、原子能等運動有內能，還有諸如電磁能、化學能、原子能等各種形式的能，通過某種力做功可以相互轉化，例如：利用各種形式的能，通過某種力做功可以相互轉化，

8、例如：利用電爐取暖或燒水，電能轉化為內能；煤燃燒，化學能轉化為電爐取暖或燒水，電能轉化為內能；煤燃燒，化學能轉化為內能；列車剎車后，輪子溫度升高，機械能轉化為內能內能；列車剎車后，輪子溫度升高，機械能轉化為內能 與某種運動形式對應的能是否守恒是有條件的，例如，物體與某種運動形式對應的能是否守恒是有條件的，例如，物體的機械能守恒，必須是只有重力做功；而能量守恒定律是沒的機械能守恒，必須是只有重力做功；而能量守恒定律是沒有條件的，它是一切自然現(xiàn)象都遵守的基本規(guī)律有條件的，它是一切自然現(xiàn)象都遵守的基本規(guī)律自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析能量守恒定律的重要意義能量守恒定律的重要意義(1)

9、找到了找到了各種自然現(xiàn)象的公共量度各種自然現(xiàn)象的公共量度能量，從而把各種自然能量，從而把各種自然現(xiàn)象用定量規(guī)律聯(lián)系起來，揭示了自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一現(xiàn)象用定量規(guī)律聯(lián)系起來，揭示了自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一性性(2)突破了人們關于物質運動的機械觀念的范圍，從本質上表突破了人們關于物質運動的機械觀念的范圍，從本質上表明了各種運動形式之間相互轉化的可能性能量守恒定律比明了各種運動形式之間相互轉化的可能性能量守恒定律比機械能守恒定律更普遍，它是物理學中解決問題的重要思維機械能守恒定律更普遍，它是物理學中解決問題的重要思維方法能量守恒定律與電子的發(fā)現(xiàn)、達爾文的進化論并稱方法能量守恒定律與電子的發(fā)現(xiàn)、達爾文的

10、進化論并稱19世紀自然科學中三大發(fā)現(xiàn)，其重要意義由此可見世紀自然科學中三大發(fā)現(xiàn)，其重要意義由此可見(3)具有重大實踐意義，即徹底粉碎了永動機的幻想具有重大實踐意義，即徹底粉碎了永動機的幻想自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析第一類永動機失敗的原因分析第一類永動機失敗的原因分析如果沒有外界如果沒有外界熱源供給熱量，則有熱源供給熱量，則有U2U1W，就是說，如，就是說，如果系統(tǒng)內能減少，即果系統(tǒng)內能減少，即U2U1，則，則W0故溫度升高，選故溫度升高，選A.答案答案A圖圖10-3-1自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析【例【例2】 如圖如圖10-3-2所示，一個小鐵塊沿半徑為所

11、示，一個小鐵塊沿半徑為R0.2 m的半球內的半球內壁自上端由靜止下滑，當滑至半壁自上端由靜止下滑，當滑至半球底部時，速度為球底部時，速度為1 m/s，設此過程，設此過程中損失的機械能全部變?yōu)閮饶埽⒂兄袚p失的機械能全部變?yōu)閮饶?，并?0%被鐵塊吸收已知鐵的比熱容被鐵塊吸收已知鐵的比熱容c0.46103 J/(kg)，重力加速度，重力加速度g取取10 m/s2.求鐵塊升高的溫度求鐵塊升高的溫度能量守恒定律的理解和應用能量守恒定律的理解和應用 圖圖10-3-2自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析【變式【變式2】 如圖如圖10-3-3所示，所示

12、，A、B是兩個完全相同的鐵球，是兩個完全相同的鐵球，A放在放在絕熱板上，絕熱板上，B用絕熱繩懸掛，現(xiàn)只讓它們吸收熱量，當它們用絕熱繩懸掛，現(xiàn)只讓它們吸收熱量，當它們升高相同的溫度時，它們所吸收的熱量分別為升高相同的溫度時，它們所吸收的熱量分別為QA、QB，則，則()圖圖10-3-3AQAQB BQAQB D無法確定無法確定QA、QB的大小的大小自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析解析解析由熱脹冷縮可知，由熱脹冷縮可知，A、B兩球體積增加，所以兩球體積增加，所以A球重心升高，球重心升高，克服重力做功，而克服重力做功，而B球重心降低，重力做正功，球重心降低，重力做正功，A、B兩球升高相兩

13、球升高相同的溫度，內能的增加相同，即同的溫度，內能的增加相同，即U相同，由熱力學第一定律可知：相同，由熱力學第一定律可知：QAUWA；QBUWB，故，故QAQB.答案答案C自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析【例【例3】 2012江蘇單科，江蘇單科，12A(3)如圖如圖10-3-4所示所示，一定質量的一定質量的理想氣體從狀態(tài)理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過程到狀態(tài)經(jīng)等壓過程到狀態(tài)B.此過程中此過程中，氣體壓強氣體壓強p1.0105 Pa，吸收的熱量吸收的熱量Q7.0102 J，求此過程中氣體求此過程中氣體內能的增量內能的增量熱力學第一定律與氣體實驗定律的綜合應用熱力學第一定律與氣體實驗定律的

14、綜合應用 圖圖10-3-4自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析【變式【變式3】 一定質量的理想氣體的狀態(tài)變化過程表示在如圖一定質量的理想氣體的狀態(tài)變化過程表示在如圖10-3-5所示的所示的pV圖上，氣體先由圖上，氣體先由a狀態(tài)沿雙曲線經(jīng)等溫過程變化狀態(tài)沿雙曲線經(jīng)等溫過程變化到到b狀態(tài)，再沿與橫軸平行的直線變化到狀態(tài)，再沿與橫軸平行的直線變化到c狀態(tài)，狀態(tài)，a、c兩點位兩點位于與縱軸平行的直線上，以下說法中正確的是于與縱軸平行的直線上，以下說法中正確的是 ()圖圖10-3-5自自 主主 學學 習

15、習 分分 類類 例例 析析A由由a狀態(tài)至狀態(tài)至b狀態(tài)過程中，氣體放出熱量，內能不變狀態(tài)過程中，氣體放出熱量，內能不變B由由b狀態(tài)至狀態(tài)至c狀態(tài)過程中，氣體對外做功，內能增加，平均每狀態(tài)過程中，氣體對外做功，內能增加，平均每個氣體分子在單位時間內與器壁碰撞的次數(shù)不變個氣體分子在單位時間內與器壁碰撞的次數(shù)不變Cc狀態(tài)與狀態(tài)與a狀態(tài)相比，狀態(tài)相比，c狀態(tài)分子平均距離較大，分子平均動能狀態(tài)分子平均距離較大，分子平均動能較大較大Db狀態(tài)與狀態(tài)與a狀態(tài)相比，狀態(tài)相比，b狀態(tài)分子平均距離較小，分子平均動能狀態(tài)分子平均距離較小，分子平均動能相等相等自自 主主 學學 習習 分分 類類 例例 析析解析解析由由a到到b的過程是等溫過程，所以內能不發(fā)生變化，氣體體的過程是等溫過程，所以內