热学第一定律 物体的内能不变，能否说明外界既没有对物体做功， 也没有发生热传递？
不能，可能是外界对物体做的功等于物体放出的热量 或者物体吸收的热量等于物体对外界做的功
热学第一定律 几种特殊情况： ①若过程为绝热过程 ②若过程中不做功 ③若过程中内能不变
热学第一定律
试分别分析三个气体实验定律对应的三个特殊过程中内能 变化、做功特点以及热传递情况
问题与练习
如果用Q表示物体吸收的能量，用W表示物体对外界所做的功
， 表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达
为
。怎样解释这个表达式的物理意义。
系统从外界吸收的热量Q等于系统对外界做的功与系统内能增 量之和。 这种表述是从热机的效率角度考虑，外界传递给系统的热量， 一部分用来增加系统的内能，另一部分就是系统对外所做的功 。
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高中物理选择性必修3 第三章 热力学定律
热力学第一定律
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教学目标 理解热力学第一定律 知道第一类永动机是不可能实现的 能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题 理解能量守恒定律，知道能量守恒时自然界普遍遵从的基 本规律 通过能量守恒定律的学习，认识自然规律的多样性和统一性
①等温过程（玻意耳定律） 内能不变 若增大压强，体积减小 若减小压强，体积增大
放热 吸热
热学第一定律
试分别分析三个气体实验定律对应的三个特殊过程中内能 变化、做功特点以及热传递情况
②等容过程（查理定律）
体积不变
若增大压强，温度升高
吸热
若减小压强，温度降低
放热
热力学第一定律
试分别分析三个气体实验定律对应的三个特殊过程中内 能变化、做功特点以及热传递情况
教学重点 能量转化和守恒定律的理解及综合应用 热力学第一定律的定性分析和定量计算
教学难点 热力学第一定律的正确运用 第一类永动机不可能制成
前情回顾
改变内能的方式有哪两种？ 做功
热传递
对内 （外界对物 体做功）
对外 （物体对 外界做功 ）
内能增加 内能减少
吸热
放热
（物体从外 （物体对外
界吸热） 界放热）
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
热力学第一定律的应用
如图，活塞将汽缸分成两室，汽缸、活塞（连同拉杆） 是绝热的，且不漏气，以 、 分别表示甲、乙两室中 气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中C（ ）
问题与练习
功、热量和内能的变化
一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对 外界做功，那么： ①如果物体吸收热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？ ②如果放出热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？ 如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么 物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少 物体放出了多少热量，它的内能就减少多少
③等压过程（盖·吕萨克定律）
压强不变
若体积增大，温度升高
吸热
若体积减小，温度降低
放热
热力学第一定律的应用
一定量的气体，从外界吸收热量
，内能增
加
。在这一过程中，是气体对外界做功，
还是外界对气体做功？做了多少功？
外界对气体做功
热力学第一定律的应用 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C中（ ）
功、热量和内能的变化 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 与热量Ｑ及做的功Ｗ之间又有什么关系呢 ？ 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
该式表示的是内能的变化量跟功、热量的定量关系
功、热量和内能的变化
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
（1）
（2）根据上一问可知，定容下的比热容小于定压下的比热容
问题与练习
为测算太阳射到地面的辐射能，某校科技实验小组的同学把 一个横截面积是300 的矮圆筒的内壁涂黑，外壁用保温 材料包裹，内装水0.6kg。让阳光垂直圆筒口照射2min后， 水的温度升高了1°C。请由此估算阳光直射时地面上每平方 米每分钟接受的太阳能量。
问题与练习
某风景区有一处约20层楼高的瀑布，甚为壮观。请估计：瀑布 上、下水潭的水温因瀑布的机械能转化成跳动后，大约在1h内体温由37.0°C降低到 33.5°C。请你由此估算，在这种环境下饲养奶牛，要维持一个 体重400kg奶牛的内能不变，每天喂养奶牛的食物至少要能为 它提供多少热量？计算时，可以认为奶牛体内绝大部分是水。
表达式：
热传递过程可能是系统吸收热量，也可能是系统放出热量
做功过程可能是系统对外界做功，也可能是外界对系统做
功
在表达式里如何体现这些？
热学第一定律 定律中各量的正、负号及含义
物理量
符号 + + +
意义 外界对物体做W功
物体吸收热Q量 内能增加
符号 － － －
意义 物体对外界做功
物体放出热量 内能减少
用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做了900J的功，同时汽缸 向外散热210J，汽缸里空气的内能改变了多少？ 内能增加了690J
问题与练习
如图所示，在汽缸内活塞左边封闭着一定量的空气，压强与大气压相同。把汽缸 和活塞固定，使汽缸内空气升高一定的温度，空气吸收的热量为 。如果让活 塞可以自由滑动（活塞与气缸间无摩擦、不漏气），也使汽缸内空气温度升高相 同温度，其吸收的热量为 。 （1） 和 哪个大些？ （2）气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会有不同？
内能增加 内能减少
既然做功和热传递都可以改变物体的内能 那么，功、热量跟内能的改变之间一定有某种联系
我们就来研究这个问题
热力学第一定律
理解热力学第一定律 能通过热力学第一定律计算热量、做功和内能变化 之间的关系
功、热量和内能的变化
一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么 ①如果外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少 ？ ②如果物体对外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化 了一多个少物？体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，那么 外界对它做多少功，它的内能就增加多少 物体对外界做多少功，它的内能就减少多少