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第十章 熱力學(xué)定律,第三節(jié) 熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律,一、引入 改變物體內(nèi)能的方式有哪些？,做功、熱傳遞,（一）熱力學(xué)第一定律,1.一個物體，它既沒有吸收熱量也沒有放出熱量，那么： ①如果外界對它做的功為Ｗ，則它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？ ②如果該物體對外界做的功為Ｗ，則它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？,2.一個物體，如果外界既沒有對它做功，它也沒有對外界做功，那么： ①如果該物體吸收熱量Ｑ，它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？ ②如果放出熱量Ｑ，它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？,總結(jié),一個物體，如果它既沒有吸收熱量也沒有放出熱量，那么，外界對它做多少功，它的內(nèi)能就增加多少；物體對外界做多少功，它的內(nèi)能就減少多少. 如果外界既沒有對物體做功，物體也沒有對外界做功，那么物體吸收了多少熱量，它的內(nèi)能就增加多少，物體放出了多少熱量，它的內(nèi)能就減少多少.,如果物體與外界同時發(fā)生做功和熱傳遞，則物體內(nèi)能的變化與熱量Ｑ、做的功Ｗ之間又有什么關(guān)系呢？,ΔU=W+Q,這在物理學(xué)中叫做熱力學(xué)第一定律.,定律中各量的正、負號及含義,例題,一定質(zhì)量的氣體，在被壓縮的過程中，外界對它做功300 J，但這一過程中該氣體的內(nèi)能減少了300 J，問氣體在此過程中是吸熱還是放熱？吸收（或放出）多少熱量？,（二）能量守恒定律,通過前邊的學(xué)習(xí)我們知道：做功改變物體內(nèi)能的過程是內(nèi)能和其他形式的能的轉(zhuǎn)化過程，熱傳遞改變物體內(nèi)能的過程是內(nèi)能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體的過程.,總結(jié),能量可以由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，也可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體. 做功改變物體的內(nèi)能時，對物體做多少功就有多少機械能轉(zhuǎn)化為等量的內(nèi)能，物體對外界做多少功，就有多少內(nèi)能轉(zhuǎn)化為等量的機械能； 在熱傳遞過程中，物體吸收多少熱量，內(nèi)能就增加多少，物體放出多少熱量，內(nèi)能就減少多少,熱力學(xué)第一定律表示，做功和熱傳遞提供給一個物體多少能量，物體的能量就增加多少，能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移中守恒,能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變，這就是能量守恒定律.,（三）第一類永動機,什么是第一類永動機,不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功，這種機器叫第一類永動機,答“根據(jù)能量守恒定律，任何一部機器，只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，而不能無中生有地制造能量，因此第一類永動機是不可能制成的.（第一類永動機違反了能量守恒定律，所以不可能制成）,問：第一類永動機能不能制成？為什么？,［強化訓(xùn)練］,１.如圖所示，Ａ、Ｂ容器中各有一個可自由移動的輕活塞，活塞下是水，上為空氣，大氣壓恒定，Ａ、Ｂ底部由帶有閥門Ｋ的管道相連，整個裝置與外界絕熱，原先Ａ中水面比Ｂ中高，打開閥門，使Ａ中的水逐漸向Ｂ中流，最后達到平衡，則在這個過程中，大氣壓力對水做功是 ，水的內(nèi)能增加了 （設(shè)水的密度為ρ，活塞面積分別為SA、SB，原來Ａ、Ｂ中高度差為h）,圖1,答：大氣壓力對水不做功 閥門打開后，水從高處流向低處.在這個過程中水的重力做正功，所以水的內(nèi)能增加量等于水的重力勢能的減小量.,2.如圖2所示，直立容器內(nèi)部有被隔板隔開的Ａ、Ｂ兩部分氣體，Ａ的密度小，Ｂ的密度大，抽去隔板，加熱氣體，使兩部分氣體均勻混合，設(shè)在此過程中氣體吸熱Ｑ，氣體內(nèi)能增量為Δu，則 . A.Δu=Q B.ΔU＜Q C.Δu＞Q D.無法比較,圖2,答：Ａ、Ｂ .氣體開始的合重心在中線下，混合均勻后重心在中線，所以系統(tǒng)重力勢能增大，由能量守恒知，吸收熱量一部分增加氣體內(nèi)能，一部分增加重力勢能.,