熱力學(xué)第一定律【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．認(rèn)識(shí)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形式有多種，對應(yīng)不同運(yùn)動(dòng)形式的運(yùn)動(dòng)有不同形式的能，各種形式的能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。2．進(jìn)一步掌握能的轉(zhuǎn)化規(guī)律。3．運(yùn)用公式△U＝W+Q分析有關(guān)問題并具體進(jìn)行計(jì)算?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】熱力第一定律。【學(xué)習(xí)過程】1．熱力學(xué)第一定律：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：__________________2．定律中各量的正、負(fù)號(hào)及含義物理量符號(hào)意義符號(hào)意義W+－Q+－ΔU+－例題一定質(zhì)量的氣體，在被壓縮的過程中外界對氣體做功300J，但這一過程中氣體的內(nèi)能減少了300J，問氣體在此過程中是吸熱還是放熱？吸收（或放出）多少熱量？解：由題意知W=300JΔU=-300J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得：Q=ΔU-W=-300J-300J=-600JQ為負(fù)值表示氣體放熱，因此氣體放出600J的熱量?！緩?qiáng)化訓(xùn)練】1．如圖所示，用力F壓縮氣缸中的空氣，力F對空氣做了1800J的功，同時(shí)氣缸向外放熱2000J，空氣的內(nèi)能改變了多少？參考解答：由熱力學(xué)第一定律：ΔU=W+Q 得：＋1800J+（-2000）J=ΔU∴ΔU=-200J即空氣內(nèi)能減少了200J2．關(guān)于物體內(nèi)能的變化，以下說法中正確的是（）A．物體吸收熱量，內(nèi)能一定增大B．物體對外做功，內(nèi)能一定減少C．物體吸收熱量，同時(shí)對外做功，內(nèi)能可能不變D．物體放出熱量，同時(shí)對外做功，內(nèi)能可能不變解析：根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q，物體內(nèi)能的變化與外界對氣體做功（或氣體對外界做功），氣體從外界吸熱（或向外界放熱）兩種因素有關(guān)，物體吸收熱量，但有可能同時(shí)對外做功，故內(nèi)能有可能不變甚至減小，故A錯(cuò)，同理，物體對外做功的同時(shí)有可能吸熱，故內(nèi)能不一定減小，B錯(cuò)；若物體吸收的熱量與對外做功相等，則內(nèi)能不變，C正確。而放熱與對外做功是使物體內(nèi)能減小，所以D錯(cuò)。所以本題正確答案為C?？偨Y(jié)：運(yùn)用熱力學(xué)第一定律解決問題1．根據(jù)符號(hào)法則寫出各已知量的正、負(fù)。2．根據(jù)方程求出未知量。3．再根據(jù)未知量結(jié)果的正、負(fù)來確定吸熱、放熱情況或做功情況?！揪毩?xí)鞏固】1．用活塞壓縮汽缸里的空氣，對空氣做了900J的功，同時(shí)汽缸向外散熱210J，汽缸里空氣的內(nèi)能改變了多少？2．如圖，在汽缸內(nèi)活塞左邊封閉著一定量的空氣，壓強(qiáng)與大氣壓相同。把汽缸和活塞固定，使汽缸內(nèi)空氣升高一定的溫度，空氣吸收的熱量為Q1。如果讓活塞可以自由滑動(dòng)（活塞與汽缸間無摩擦、不漏氣），也使汽缸內(nèi)空氣溫度升高相同溫度，其吸收的熱量為Q2。（1）Q1和Q2哪個(gè)大些？（2）氣體在定容下的比熱容與在定壓下的比熱容為什么會(huì)有不同？ 3．某風(fēng)景區(qū)有一處約20層樓高的瀑布，甚為壯觀。請估計(jì)：瀑布上、下水潭的水溫因瀑布的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能而相差多少？水的比熱容c為4.2×103J/。