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1、第十章第3节热力学第一定律能量守恒定律编号：34制作人：高二物理组 审核人：高二物理组日期：2017.5学习目标：“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，知道能量守恒定律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预习导航：一、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 与外界对它所做的的和2. 数学表达式：AU=.二、能量守恒定律1 大量事实表明，各种形式的能量可以相互转化，并且在转化过程中总量保持.2能量既不能凭空 ,也不能凭空，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
2、别的物体，在转化和转移的过程中，能量的总量3能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的规律之一三、永动机不可能制成1 第一类永动机：人们把设想的不消耗的机器称为第一类永动机2第一类永动机由于违背了，所以不可能制成新课探究：合作探究一、热力学第一定律1 对热力学第一定律的理解(1) 对AJ二W+ Q的理解：(2) 对AJ、Q、W符号的规定2判断是否做功的方法一般情况下外界对系统做功与否，需看系统的体积是否变化例1空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2X105J的功，同时空气的内能增加了1.5X105J,这一过程中空气向外界传递的热量是多少？8X 104J的功，气体的内能减针对训练1一定量的气体在某
3、一过程中，外界对气体做了 少了 1.2X105J,则下列各式中正确的是（）454A W = 8X 10 J AJ= 1 -2X10JQ= 4X10 J455B W = 8X104J AU=1 2X105JQ=-2X105J454c W=8X 10 J AJ= 1 2X 10 J, Q=2X 10 JD W=8X 10 J, AJ=541 2X 10 J Q= 4X 10 J针对训练2定量的气体从外界吸收了2.6 X105 J的热量，内能增加了 4.2X105J.(1)是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？如果气体吸收的热量仍为2.6X105J不变，但是内能增加了 1.6X
4、105J,计算结果W二-51.0 X 10 J,是负值，怎样解释这个结果？(3) 在热力学第一定律AU二W + Q中，W、Q和山为正值、负值各代表什么物理意义？针对训练3关于内能的变化，以下说法正确的是()A.物体吸收热量，内能一定增大C物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变B.物体对外做功，内能一定减少 合作探究二、銘勒秫密麒量，同时对外做功,内能可能不变不同形式的能量之间可以相互转化能量守恒定律及意义第一类永动1. 机是不可能制成的2. 2如图1所示，直立容器内部被隔板隔开的 A、B两部分气体,3. 例A的密度小，B的密度大，加热气体，并使两部分气体混合均匀，设此过程中气体吸热为Q,气体
5、 内能的增量为人11,则()A. AU二 QB. AU<Q C.AU>QD.无法比较针对训练4自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是A. 机械能守恒C.只有动能和重力势能的相互转化B. 能量正在消失D.减少的机械能转化为内能，但总能量守恒合作探究三、气体实验定律和热力学第一定律的综合应用气体实验定律和热力学第一定律的结合点 是温度和体积注意三种特殊过程的特点:1.等温过程：内能不变，AJ二0 2.等容过程：体积不变，W二0 3.绝热过程：Q= 0例3如图2所示，倒悬的导热汽缸中封闭着一定质量的理想气体，轻质活塞可无摩擦地上下移动， 活塞的横截面积为S,活塞的下面吊着一个重
6、为G的物体，大气压强恒为P.,起初环境的热力学温度为 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 山；dG(2) 最终的环境温度T.针对训练5如图3所示，两个截面积都为S的圆柱形容器，右边容器高为H,上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞.两容器由装有阀门的极细管道相连，容器、活塞和细管都是绝热的开始时阀门关闭，左边容器中装有理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H,右边容器内为真空.现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到新 的平衡，此时理想气体的温度增加为