人教版 (2019)选择性必修 第三册第三章 热力学定律2 热力学第一定律公开课ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册第三章 热力学定律2 热力学第一定律公开课ppt课件，共13页。PPT课件主要包含了问题导入，热力学第一定律，对系统做机械功，对系统做电功，热传递，外界对物体做功，物体对外界做功，物体从外界吸热，物体对外界放热，内能增加等内容，欢迎下载使用。

汽缸内有一定质量的气体，压缩气体的同时给汽缸加热。那么，气体内能的变化会比单一方式（做功或传热）更明显。这是为什么呢?
压缩气体，内能增大，给气体加热内能也是增大。两者叠加所以就更明显。
焦耳的实验：做功与传热在改变系统内能方面是等价的。
思考：如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，内能又如何变化呢？
一个热力学系统的内能变化量等于外界向他传递的热量与外界对他所做的功的和。这就是著名的热力学第一定律。
＊气体内能只与温度有关
＊发生物态变化时：温度不变，但内能改变
对于一般气体而言：体积减小(压缩)时外界对气体做功，W>0
体积增大(膨胀)时气体对外界做功，W<0
一定质量的气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功?如果膨胀时气体对外做的功是135 J，同时向外放热85J，气体内能的变化量是多少?内能是增加了还是减少了?请你通过这个例子总结功和热量取正、负值的物理意义。
系统对外做功：W=-135J
系统向外放热：Q=-85J
ΔU =-135+（-85） =-220J
内能变化了220J，减少
热力学第一定律中各量的正、负号及含义
二、热力学第一定律的应用
如图，一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1 m，这段过程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于2×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功（图甲）。内燃机工作时汽缸温度高于环境温度，该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25J。 (1) 求上述压缩过程中气体内能的变化量。 (2) 燃烧后的高压气体对活塞做功，气体推动活塞移动0.1m，其做的功相当于9×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功（图乙），该做功过程气体传递给汽缸的热量 为30J，求此做功过程气体内 能的变化量。
分析：明确W与Q的正负。
解 （1）压缩过程活塞（外界）对气体（系统）做功，W是正值：
W1= F1l1= 2×10²×0.1 J = 200 J
系统向外放热：Q=-25J
气体内能的变化量：ΔU1= W1＋Q1= 200 J -25 J = 175 J
（2）气体膨胀过程中气体（系统）对外界所做功，W是负值：
W2= F2L2=-9×10²×0.1 J =-900 J
系统向外放热：Q=-30J
气体内能的变化量：ΔU2= W2＋Q2=-900 J - 30J =-930 J
③再根据未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做功和 内能增减情况。
①根据符号法则写出各已知量（W、Q、∆U）的正负。
②代入方程ΔU＝W＋Q 求出未知量。