人教版高中物理选修3-3课件10.3热力学第一定律能量守恒定律
A.气体对外界做功，内能减少 B.气体不做功，内能不变 C.气体压强变小，温度降低 D.气体压强变小，温度不变
【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：
a内气体进
入真空b内
W=0
绝热容器，
Q=0
没有热传递
内能 改变 情况
温度 变隔板K后，a内的稀薄气体进入真空b 内，a内的稀薄气体做功W=0，绝热容器不与外界发生热传递， 则Q=0，根据热力学第一定律：ΔU＝W+Q,可得ΔU=0,则内能不 变，故A错误，B正确；稀薄气体可看做理想气体，内能仅由温 度决定，由于ΔU＝0，则气体温度不变.根据玻意耳定律，气 体体积变大，则压强变小，故C错误，D正确.
【要点整合】 1.能量的存在形式及相互转化 各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运 动有内能，还有诸如电磁能、化学能、原子能等. 各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化，例如：利用电 炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能； 列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能.
【想一想】快速推动活塞对汽缸内气体做功10 J，气体内能改 变了多少？若保持气体体积不变，外界对汽缸传递10 J 的热 量，气体内能改变了多少？能否说明10 J的功等于10 J的热量？
提示：无论外界对气体做功10 J，还是外界给气体传递10 J的 热量，气体内能都增加了10 J，说明做功和热传递在改变物体 内能上是等效的，不能说10 J的功等于10 J的热量，因为功与 热量具有本质区别.
3.判断是否做功的方法 一般情况下外界对物体做功与否，需看物体的体积是否变化. （1）若物体体积增大，表明物体对外界做功，W＜0. （2）若物体体积减小，表明外界对物体做功，W＞0.
【特别提醒】内能ΔU的符号理解记忆，增加取正号减少取负 号，然后利用单纯的绝热过程理解W的符号.ΔU=W，内能增加， 当然要外界对物体做功，故外界对物体做功时取正号.再利用 单纯的热传递过程理解Q的符号.ΔU=Q，内能增加，当然要吸 热，故吸收热量时取正号.
难点：1．热力学第一定律的应用. 2．第一类永动机的理解.
一、热力学第一定律 1.改变内能的两种方式：_做__功__与_热__传__递__.两者在改变系统内 能方面是_等__效__的__. 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）数学表达式：Δ U=_Q_+_W_.
【案例展示】如图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的， 中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和气体 乙．现将活塞P缓慢地向B移动一段距离．已知气体的温度随其 内能的增加而升高，则在移动P的过程中（ ）
A．外力对乙做功，甲的内能增加 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 【规范解答】选A、C.以气体乙为研究对象，外力对气体乙做 功，内能增加．因而气体的温度随其内能的增加而升高．B是 固定的导热隔板，通过热传递，乙传递热量给甲，甲的内能增 加，A正确．固定容器及可动活塞都是绝热的，以系统为研究 对象，由热力学第一定律ΔU=W+Q得Q＝0，W为正值．则ΔU增 大，故C选项正确．
【典例1】（2011·江苏高考）（1）如图所示，一演示用的 “永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形 状记忆合金制成的叶片.轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展 而“划水”，推动转轮转动.离开热水后，叶片形状迅速恢复， 转轮因此能较长时间转动.下列说法正确的是（ ）
A.转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量 B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身 C.转动的叶片不断搅动热水，水温升高 D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
【特别提醒】层出不穷的第一类永动机设计方案，由于违背 了能量守恒定律，无一例外地宣布失败，人类制造永动机的 企图是没有任何成功希望的.
【典例2】如图所示，一个质量为20 kg的绝热汽缸竖直放置， 绝热活塞的质量为5 kg，处于静止状态时被封闭气体的高度为 50 cm,现在在活塞上方加一15 kg的物体，待稳定后，被封闭 气体的高度变为40 cm.求在这一过程中气体的内能增加多少？ （g取10 m/s2，不考虑活塞的大气压力及摩擦阻力）
【易错分析】本题易错选项及错误原因分析如下：
易错选项
（2）对公式中Δ U、Q、W符号的规定
符号 + -
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
2．几种特殊情况 （1）若过程是绝热的，即Q=0，则Δ U=W，物体内能的增加量 等于外界对物体做的功. （2）若过程中不做功，即W＝0，则Δ U=Q，物体内能的增加量 等于物体从外界吸收的热量. （3）若过程的始末状态物体的内能不变，即Δ U＝0，则W＝-Q （或Q＝-W），外界对物体做的功等于物体放出的热量（或物 体吸收的热量等于物体对外界做的功）．
（1）外界对物体做功，物体的内能一定增加吗？ （2）物体向外界传递热量，它的内能是否一定减少呢？
【要点整合】 1.对热力学第一定律的理解 （1）对Δ U=W+Q的理解：热力学第一定律将单纯的绝热过程和 单纯的热传递过程中内能改变的定量表述推广到一般情况，既 有做功又有热传递的过程，其中Δ U表示内能改变的数量，W表 示做功的数量，Q表示外界与物体间传递的热量.
4.第一类永动机失败的原因分析 如果没有外界热源供给热量，则有U2-U1=W，就是说，如果系 统内能减少，即U2<U1，则W<0，系统对外做功是要以内能减少 为代价的，若想源源不断地做功，就必须使系统不断回到初始 状态，在无外界能量供给的情况下是不可能的.
5.应用热力学第一定律解题的思路与步骤 （1）首先应明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统. （2）分别列出物体（或系统）吸收或放出的热量；外界对物 体（或系统）所做的功或物体（或系统）对外界所做的功. （3）根据热力学第一定律Δ U=Q+W列出方程进行求解. （4）特别注意的就是物理量的正负号及其物理意义.
答案：（1）D
（2）增大 Q-p0（V2-V1）
对能量守恒定律的理解 【探究导引】 在能源日益短缺的今天，有同学设计 了这样的设备.如图为风力发电机， 发出的电供给电风扇，电风扇把风吹 到发电机上发电，循环往复，不需要 消耗其他能量风扇就可以一直工作下去.
（1）设计者认为此设备一直工作下去的理由是什么？ （2）试着用能量守恒观点说明此设备能否一直工作下去？ （3）怎样理解能量守恒定律中的“转化”和“转移”?
二、能量守恒定律 1.能量守恒定律内容：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）各种形式的能可以_相__互__转__化__. （2）各种物理现象可以用_能__量__守__恒__定__律__联系在一起.
（2）如图所示，内壁光滑的汽缸水 平放置，一定质量的理想气体被活 塞密封在汽缸内，外界大气压强为 p0.现对汽缸缓慢加热，气体吸收热 量Q后，体积由V1增大为V2，则在此 过程中，气体分子平均动能______（选填“增大”、“不变” 或“减小”），气体内能变化了.
【思路点拨】解答本题时注意理解以下两点： 关键点 （1）“永动机”转动时能量的来源. （2）理想气体内能大小因素.
【判一判】 （1）某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加. （） （2）石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失 了.（ ） （3）自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，减少的机械能转化 为内能，但总能量守恒.（ ）
提示：（1）能量在不同的物体间发生转移，在转移的过程中 能量守恒，（1）正确. （2）石子下落过程中，机械能在转化，比如受到空气阻力作 用，机械能减小，但机械能并没有消失，而是转化成了其他形 式的能量，（2）错. （3）自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，是由于机械能转化 为秋千和周围空气的内能，但总能量守恒，（3）正确.
三、永动机不可能制成 1.第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地_对__外__ _做__功__的机器. 2.第一类永动机不可能制成的原因：违背了_能__量__守__恒__定律.
【想一想】有一种所谓“全自动”机械手表，既不需要上发条， 也不用任何电源，却能不停地走下去.这是不是一种永动机？ 如果不是，维持表针走动的能量是从哪儿来的？
热力学第一定律的应用 应用热力学第一定律时应挖掘题目中的隐含条件，如： （1）“绝热”，意味着系统与外界无热交换，Q=0. （2）“缓慢”移动活塞：此处缓慢意味着系统与系统或者系 统与外界充分达到热平衡. 另外结合系统“体积”的变化，判断是外界对系统做功还是系 统对外界做功； 最后需明确：对气体如果未加特别说明，温度升高，气体内能 增加；温度降低，气体内能减少.
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3 热力学第一定律 能量守恒定律
1．理解热力学第一定律，并掌握其表达式． 2．能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问 题． 3．理解能量守恒定律，知道能量守恒是自然界普遍遵从的基 本规律． 4．知道第一类永动机是不可能制成的．
重点：1．热力学第一定律的定性分析和定量计算. 2．能量守恒定律的理解和综合应用.
提示：这不是永动机.手表戴在手腕上，通过手臂的运动，机 械手表获得能量，供手表指针走动.若将此手表长时间放置不 动，它就会停下来.
热力学第一定律
【探究导引】 一汽缸竖直放在水平地面上，加上重物压 缩活塞做功，稳定后重物做功为20 J，同 时汽缸向外界放出热量12 J，则汽缸内气 体的内能增加,结合以上情景,思考如下问 题:
【规范解答】（1）该“永动机”叶片进入热水中，吸收热量
而伸展划水，推动转轮转动，离开水面后向空气中放热，叶片
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2020-2021学年人教版选修3-3 10.3 热力学第一定律 能量守恒定律 课件(40张)
3 热力学第一定律 能量守恒定律
必备知识·自主学习
一、热力学第一定律 【情境思考】 问题1:这个机械的动力力矩大于阻力力矩吗? 问题2:这个机械能自动地转动下去永不停止吗? 提示:1.不大于 总动力力矩的和不大于总阻力力矩的和 2.不能 因为违反了能量守恒定律
1.改变内能的两种方式:做功与_热__传__递__。两者在改变系统内能方面是_等__效__的__。 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)数学表达式:ΔU=_Q_+_W_。 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__。
【解析】选A、D。温度是分子平均动能的标志,温度不变,则分子平均动能不变, 理想气体分子势能不计,故在气泡上升过程中,气体的内能不变,故A正确;由题意 知气泡对外界做功,则体积变大,B错误;由热力学第一定律可知:W+Q=ΔU,气体对 外做功,故W=Q=0.6 J,故气体从外界吸热,吸收的热量Q=0.6 J,故C错误、D正确。
【解析】选A、B、C。A选项是指不同形式的能量间的转化,转化过程中能量是守 恒的;B选项是指能量在不同的物体间发生转移,转移过程中能量是守恒的,这正好 是能量守恒定律的两个方面——转化与转移;第一类永动机是不可能制成的,因为 它违背了能量守恒定律,所以A、B、C正确;D选项中石子的机械能在变化,比如受 空气阻力作用,机械能减少,但机械能并没有消失,只是转化为其他的形式 ——内能,D错误。故选A、B、C。
知识点二 能量守恒定律的应用 1.能量的存在形式及相互转化: (1)各种运动形式都有对应的能:机械运动有机械能,分子的热运动有内能,还有 电磁能、化学能、原子能等。 (2)各种形式的能,通过某种力做功可以相互转化。例如,利用电炉取暖或烧水, 电能转化为内能;煤燃烧,化学能转化为内能;列车刹车后,轮子温度升高,机械能 转化为内能。
必备知识·自主学习
一、热力学第一定律 【情境思考】 问题1:这个机械的动力力矩大于阻力力矩吗? 问题2:这个机械能自动地转动下去永不停止吗? 提示:1.不大于 总动力力矩的和不大于总阻力力矩的和 2.不能 因为违反了能量守恒定律
1.改变内能的两种方式:做功与_热__传__递__。两者在改变系统内能方面是_等__效__的__。 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)数学表达式:ΔU=_Q_+_W_。 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__。
【解析】选A、D。温度是分子平均动能的标志,温度不变,则分子平均动能不变, 理想气体分子势能不计,故在气泡上升过程中,气体的内能不变,故A正确;由题意 知气泡对外界做功,则体积变大,B错误;由热力学第一定律可知:W+Q=ΔU,气体对 外做功,故W=Q=0.6 J,故气体从外界吸热,吸收的热量Q=0.6 J,故C错误、D正确。
【解析】选A、B、C。A选项是指不同形式的能量间的转化,转化过程中能量是守 恒的;B选项是指能量在不同的物体间发生转移,转移过程中能量是守恒的,这正好 是能量守恒定律的两个方面——转化与转移;第一类永动机是不可能制成的,因为 它违背了能量守恒定律,所以A、B、C正确;D选项中石子的机械能在变化,比如受 空气阻力作用,机械能减少,但机械能并没有消失,只是转化为其他的形式 ——内能,D错误。故选A、B、C。
知识点二 能量守恒定律的应用 1.能量的存在形式及相互转化: (1)各种运动形式都有对应的能:机械运动有机械能,分子的热运动有内能,还有 电磁能、化学能、原子能等。 (2)各种形式的能,通过某种力做功可以相互转化。例如,利用电炉取暖或烧水, 电能转化为内能;煤燃烧,化学能转化为内能;列车刹车后,轮子温度升高,机械能 转化为内能。
高中物理选修3-3人教版10.3热力学第一定律能量守恒定律
A．气体对外界做功，内能减少 B．气体不做功，内能不变 C．气体压强变小，温度降低 D．气体压强变小，温度不变
答案 BD
核心能概模力念型提升规考练律点再对现点练
答案
解析 b 内为真空，a 中气体进入 b 中为自由扩散过程，对外界不做功， 而容器是绝热的，所以气体与外界无热量交换，根据热力学第一定律可知气 体内能不变，故 A 错误，B 正确；气体内能不变，稀薄气体分子势能不计， 则其分子动能不变，气体温度不变，根据pTV＝C 知，气体体积增大，压强减 小，故 C 错误，D 正确。
点练
提升训练
对点训练
典型考点一 热力学第一定律 1．(多选)下列过程可能发生的是( ) A．物体吸收热量，对外做功，同时内能增加 B．物体吸收热量，对外做功，同时内能减少 C．外界对物体做功，同时物体吸热，内能减少 D．外界对物体做功，同时物体放热，内能增加
答案 ABD
核心能概模力念型提升规考练律点再对现点练
答案 C
核心能概模力念型提升规考练律点再对现点练
答案
解析 外界对物体做功时 W 为正，反之为负；吸热时 Q 为正，反之为 负；内能增加时 ΔU 为正，反之为负，故 C 正确。
核心能概模力念型提升规考练律点再对现点练
5. (多选)如图所示，一绝热容器被隔板 K 隔开成 a、b 两部分。已知 a 内 有一定量的稀薄气体，b 内为真空。抽开隔板 K 后，a 内气体进入 b，最终达 到平衡状态。在此过程中( )
核心能概模力念型提升规考练律点再对现点练
三、永动机不可能制成
1．永动机：不消耗任何 □01 动力或燃料 ，却能不断地对外做功，这
种机器叫永动机。人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机。
2．不能制成的原因：违背了 □02 能量守恒定律 。
人教版高中物理选修3-3课件第10章第3节热力学第一定律能量守恒定律
A．尾气的温度越低，柴油机越节能
B．尾气的温度越高，柴油机越节能
C．尾气的温度高低与柴油机是否节能无关
D．以上说法均不正确
A
解析：高温高压的燃气推动活塞向下运动，对活塞做功，燃气的内能大部分转化为活塞的机械能， 在做功的过程中，内能转化为活塞的机械能越多，尾气的温度越低，柴油机越节能，故A正确，BCD错误。
『想一想』 有一种所谓“全自动”机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去。这是不 是一种永动机？如果不是，你知道维持表针走动的能量是从哪儿来的吗？
答案：不是永动机，手表戴在手上，手运动的能量一部分转化为手表的能量(动能)。
课内互动探究
探究 一
对热力学第一定律的理解
思考讨论 1
C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高 D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
解析：形状记忆合金进入水后受热形状发生改变而搅动热水，由能量守恒知能量来源于热水，故A、 B、C错；由能量守恒知，叶片吸收的能量一部分转化成叶片的动能，一部分释放于空气中，故D对。
归纳总结
1．能量的存在形式及相互转化
各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁能、化学能、 原子能等。
各种形式的能，通过做功可以相互转化，例如：利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧， 化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能
Hale Waihona Puke 2．守恒条件与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的，例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力做功； 而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然界现象都遵守的基本规律。
(3)具有重大实践意义，即彻底粉碎了永动机的幻想。
10.3 热力学第一定律 能量守恒定律同步备课课件 新人教版选修3-3课件
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
新课标·物理 选修 3-3
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
新课标·物理 选修 3-3
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
(1)一定数量的功与确定数量的热相对应．(√) (2)一定量的气体，膨胀过程中一定是外界对气体 做功．(×) (3)物体向外放热 85 J，其内能一定减少 85 J．(×)
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
新课标·物理 选修 3-3
教 学 教 法 分 析
3．探究交流 外界对物体做功 10 J(绝热过程)，物体内能改变了 多少？若外界对物体传递 10 J 的热量(单纯热传递过
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
程)， 物体内能改变了多少？能否说明 10 J 的功等于 10 J 的热量？
【提示】 无论外界对物体做功 10 J， 还是外界给 物体传递 10 J 的热量，物体内能都增加了 10 J，说明
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
做功和热传递在改变物体内能上是等效的， 不能说 10 J 的功等于 10 J 的热量，因为功与热量具有本质区别.
课 时 作 业
菜
单
新课标·物理 选修 3-3
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
一般情况下外界对物体特别是气体做功与否， 需看
教 学 方 案 设 计
物体的体积是否变化． 1．若物体体积增大，表明物体对外界做功，W<0. 2．若物体体积变小，表明外界对物体做功，W>0.
高二物理选修热力学第一定律-能量守恒定律(课堂PPT)
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(2018广州一模）某同学制作了一个简易温度计：如 图，一根两端开口的玻璃管水平穿过玻璃瓶口处的橡 皮塞，玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱。当温度 为T=280K时，水银柱刚好处在瓶口位置，此时该装 置密封气体的体积V=480cm3。已知大气压强为 p0=1.0×105 Pa，玻璃管内部横截面积为S=0.4cm2，瓶 口外玻璃管的长度为L=48cm。
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
ΔU + 内能增加 － 内能减少
4.几种特殊情况 （1）.若过程绝热 ΔU=W （2）.若过程不做功 ΔU=Q （3）.若过程内能不变 W+Q=0， W=-Q
例1.一定质量的气体，在被压缩过程中外 界对气体做功300J，但这一过程中气体 的内能减少300J，问此过程过程中气体 是吸热还是放热？吸收（或放出）多少 热量？
动，活塞的横截面积为S，活塞的下面吊着一个 重为G的物体，大气压强恒为p0，起初环境的热 力学温度为T0时，活塞到汽缸底面的距离为L.当 环境温度逐渐升高，导致活塞缓慢下降，该过程
中活塞下降了0.1L，汽缸中的气体吸收的热量为 Q.求：
(1)汽缸内部气体内能的增量ΔU；
(2)最终的环境温度T.
答案 (1)Q－0.1p0SL＋0.1LG (2)1.1T0
体的温度和气缸吸收的热量
（2）当加热到热力学温度为3T1时气
31
33．【物理——选修3–3】（15分） （1）（5分）物体体积变化时，分子间距离会随 之变化，分子势能也会发生变化.下图为分子势能 Ep与分子间距离r的关系曲线，以下判断正确的是
人教版高中物理选修3-3 第10章 第3节 热力学第一定律-能量守恒定律3
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练习7.一定量气体可经不同的过程从状态 (P1、 V1、T1) 变到状态 (P2、V2、T2)，已知T2＞T1，则 在这些过程中 ( D ) A．气体一定都从外界吸收热量 B．气体和外界交换的热量都是相等的 C．外界对气体所做的功都是相等的 D．气体内能的变化量都是相等的
17
阅读PP55——56归纳能量 守恒定律建立过程
(1)物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少U正 (2)物体放出多少热量，它的内能就减少多少U负
Q= U
3
热力学第一定律
一个物体，如果跟外界同时发生做功和热传 递的过程物体内能的增加为
U=W+Q 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功的和 上式在物理学中叫做热力学第一定律。
• A．外力对乙做功；甲的内能不变 • 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
15
练习6.如图所示的绝热容器，把隔板抽掉，让左侧气 体自由膨胀到右侧直至平衡（ C ） A．气体对外做功，内能减少，温度降低 B．气体对外做功，内能不变，温度不变 C．气体不做功，内能不变，温度不变，压强减小 D．气体不做功，内能减少，压强减小
增大
升高 增加 吸热 0
不变
不变 减小 降低 减少 放热 +
增大 减小 升高 增加
0
+
11
练习4.一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外
做功，则此过程的末态与初态相比， （
）
A．气体D 内能一定增加
B．气体内能一定减小
C．气体内能一定不变
D．气体内能是增是减不能确定
12
例题3：
一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一
练习7.一定量气体可经不同的过程从状态 (P1、 V1、T1) 变到状态 (P2、V2、T2)，已知T2＞T1，则 在这些过程中 ( D ) A．气体一定都从外界吸收热量 B．气体和外界交换的热量都是相等的 C．外界对气体所做的功都是相等的 D．气体内能的变化量都是相等的
17
阅读PP55——56归纳能量 守恒定律建立过程
(1)物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少U正 (2)物体放出多少热量，它的内能就减少多少U负
Q= U
3
热力学第一定律
一个物体，如果跟外界同时发生做功和热传 递的过程物体内能的增加为
U=W+Q 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功的和 上式在物理学中叫做热力学第一定律。
• A．外力对乙做功；甲的内能不变 • 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
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练习6.如图所示的绝热容器，把隔板抽掉，让左侧气 体自由膨胀到右侧直至平衡（ C ） A．气体对外做功，内能减少，温度降低 B．气体对外做功，内能不变，温度不变 C．气体不做功，内能不变，温度不变，压强减小 D．气体不做功，内能减少，压强减小
增大
升高 增加 吸热 0
不变
不变 减小 降低 减少 放热 +
增大 减小 升高 增加
0
+
11
练习4.一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外
做功，则此过程的末态与初态相比， （
）
A．气体D 内能一定增加
B．气体内能一定减小
C．气体内能一定不变
D．气体内能是增是减不能确定
12
例题3：
一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一
人教版高中物理选修(3-3)《热力学第一定律 能量守恒定律》ppt课件
②如果放出热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？
ΔU = Q
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？
一、热力学第一定律
ΔU 物体内能的增加量 W 外界对物体做的功 Q 物体吸收的热量
ΔU = W + Q
（数学表达式）
该式表示的是内能的变化量跟功、热量的 定量关系，在物理学中叫做热力学第一定律.
②同理可得：
W ′=ΔU′－ Q ′ = 1.6 ×105J － 2.6×105J= － 1.0×105J W为 负值，说明气体对外界做功（气体体积变大），做了1.0×105J 的功。
应用热力学第一定律解题的一般步骤： ①根据符号法则写出各已知量（W、Q、 ΔU）的正、负； ②根据方程ΔU=W+Q求出未知量； ③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。
说明：
(1) 热力学第一定律、机械能守恒定律都是能量守 恒定律的具体体现。 (2) 能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程。
(3) 能量守恒定律的重要意义:
第一，能量守恒定律是支配整个自然界运动、发展、变化的 普遍规律，学习这个定律，不能满足一般理解其内容，更重 要的是，从能量形式的多样化及其相互联系，互相转化的事 实出发去认识物质世界的多样性及其普遍联系，并切实树立 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失的观点，作为以后学 习和生产实践中处理一切实际问题的基本指导思想之一。 第二，宣告了第一类永动机的失败。
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；在转化和转移过程 中其总量不变，这就是能量守恒定律.
例题1
一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功， 则此过程的末态与初态相比， （ D ） A．气体内能一定增加
人教版高中物理选修3-3热力学第一定律 能量守恒定律名师公开课优质课件(38张)
功与热传递之间的定量关系。此定律是标量式，应用时
热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。
菜
单
物理·选修3-3
第十章
基 础 落 实 · 新 知 探 究
热力学定律
2．热力学第一定律的符号法则
正负值
做功W
热量Q
内能的变化 ΔU
取正值 外界对系统 系统从外界吸收 系统的内能 “＋” 做功 热量 增加
课 堂 互 动 · 突 破 考 点
菜
单
物理·选修3-3
第十章
基 础 落 实 · 新 知 探 究
热力学定律
课堂互动·突破考点
考点一 热力学第一定律 1．热力学第一定律的意义 热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改
综 合 训 练 · 能 力 提 升
课 堂 互 动 · 突 破 考 点
变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做
机械能消失了。( × )
(2)用太阳灶烧水是太阳能转化为内能。( √ ) 三、永动机不可能制成
课 堂 互 动 · 突 破 考 点
1．第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能
不断地__________ 对外做功 的机器。 2．第一类永动机不可能制成的原因：违背了
综 合 训 练 · 能 力 提 升
__________ 能量守恒 定律。
热力学定律
名师点拨 应用热力学第一定律解题的方法
(1) 首先应明确研究对象是哪个物体或者是哪个热
力学系统； (2) 分别列出物体 ( 或系统 ) 吸收或放出的热量，外
课 堂 互 动 · 突 破 考 点
界对物体(或系统)所做的功或物体 (或系统)对外所做的
功； (3) 根据热力学第一定律 ΔU ＝ Q ＋ W 列出方程进行
10.1-10.3 热力学第一定律—人教版高中物理选修3-3课件(共25张PPT)
1.什么是绝热过程？
绝热过程 系统只通过对外界做功或外界对它做功而与外界交 换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热。
2.做功与内能变化的关系？
在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统内能的增加量。
表达式：ΔU＝W
说明： 1.系统内能的改变量，只与初末状态的内能U1、U2有关，与做功的过程、方式无关； 2. 外界对系统做功时w为正；系统对外界做功时w为负。
每日一题 14
如图所示，在质量为m、长度为L1的匀质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直 悬挂的弹簧相连，弹簧的劲度系数为k。在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小 为B，方向垂直纸面向外。与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的示数，MN 的长度大于ab，ab＝cd＝L2。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域 的cd边重合，且指针指到刻度尺的0刻度位置，重力加速度为g。 (1)若要使该电流表能正常工作，则待测电流必须从金属棒的哪一端流入? (2)刻度尺上距0刻度为x处对应的电流大小是多少? (3)若弹簧在弹性限度内的最大伸长量为xm，则该电流表的最大量程为多少?
以下说法正确的是（ BD ）
A．从状态d到c，气体不吸热也不放热 B．从状态c到b，气体放热 C．从状态a到d，气体对外不做功 D．从状态b到a，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)各种形式的能可以相互转化。 (2)各种物理现象可以用能量守恒定律联系在一起。
三、永动机不可能制成 考察选择题
1．第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器。 2．不可制成的原因：违背了能量守恒定律。
人教版高中物理选修33第十章+第三节+热力学第一定律能量守恒定律+(共32张PPT)
•物体内所有分子的ＥK 和ＥP 总和
•物体的内能与温度和体积有关，还和物体所 含的分子数有关。
1.关于内能，下列说法正确的是 A、温度相同的物体内能一样多
C 机械能增大
B、一罐气放在卡车上随卡车做加速运动，罐中气体
动能越来越大，所以内能也越来越大
C、一定质量的物体的内能，由温度和体积决定
D、某物体的内能为E，含分子数为n个，那么每个分
4．一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，
则此过程的末态与初态相比， （
）D
A．气体内能一定增加
B．气体内能一定减小
C．气体内能一定不变
D．气体内能是增是减不能确定
5．下列说法正确的是
（D ）
A．外界对气体做功，气体的内能一定增大
B．气体从外界只收热量，气体的内能一定增大
C．气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
二、能量守恒定律
用热力学第一定律解释柴油机正常工 作时压燃的原理 能活量塞既压不缩会气凭体空，产活生塞对，气也体不做会功凭，空由消于 失时，间很它短只，能散从热一可种以形不式计转，机化械为能另转一化种为 形体气可；式体“的点在，内燃转或能”化者，柴和从温油转一度。移个升过物高程体，中转达到其移柴总到油量别燃不的点变物，， 这就是能量守恒定律.
动能越大
D．气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均
•物体的内能与温度和体积有关，还和物体所 含的分子数有关。
1.关于内能，下列说法正确的是 A、温度相同的物体内能一样多
C 机械能增大
B、一罐气放在卡车上随卡车做加速运动，罐中气体
动能越来越大，所以内能也越来越大
C、一定质量的物体的内能，由温度和体积决定
D、某物体的内能为E，含分子数为n个，那么每个分
4．一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，
则此过程的末态与初态相比， （
）D
A．气体内能一定增加
B．气体内能一定减小
C．气体内能一定不变
D．气体内能是增是减不能确定
5．下列说法正确的是
（D ）
A．外界对气体做功，气体的内能一定增大
B．气体从外界只收热量，气体的内能一定增大
C．气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
二、能量守恒定律
用热力学第一定律解释柴油机正常工 作时压燃的原理 能活量塞既压不缩会气凭体空，产活生塞对，气也体不做会功凭，空由消于 失时，间很它短只，能散从热一可种以形不式计转，机化械为能另转一化种为 形体气可；式体“的点在，内燃转或能”化者，柴和从温油转一度。移个升过物高程体，中转达到其移柴总到油量别燃不的点变物，， 这就是能量守恒定律.
动能越大
D．气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均