高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第一节 热力学第一定律图文ppt课件

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必备知识·自主预习储备
知识点一　物体的内能1．分子势能(1)定义：由于分子间存在__________，分子间具有由它们的________决定的势能．(2)分子势能的决定因素．宏观上：与物体的____有关．微观上：与分子间的____有关．①若r＞r0，当r增大时，分子势能____．②若r＜r0，当r减小时，分子势能____．③若r＝r0，分子势能____．
2．分子动能(1)定义：物体内部的分子由于做______具有分子动能．(2)____变化，分子动能就改变．3．内能：物体中所有__________和________的总和．
提醒　温度是物体内分子热运动平均动能的标志．
知识点二　改变物体内能的两种方式1．改变物体内能的两种方式：____和______．2．物体内能的改变(1)如果物体与外界无热传递，若外界对物体做功，则物体的内能____；若物体对外做功，物体的内能____．(2)如果物体既不对外做功，外界也不对物体做功，则物体吸收热量时，它的内能____；物体放出热量时，它的内能____．
提醒　对于改变物体的内能来说，热传递和做功是等效的．
知识点三　热力学第一定律及其应用1．热力学第一定律(1)内容：物体内能的增量ΔU____物体____________和外界对物体________之和．(2)公式：ΔU＝Q＋W．
2．热力学第一定律的意义(1)内能的变化必然伴随有____或______．(2)一切涉及热现象的宏观过程中，能量可以发生____或____，此过程中总能量守恒．
提醒　在应用ΔU＝Q＋W进行计算时，应注意它们的正负号及其物理意义．
知识点四　能量守恒定律及第一类永动机不可能制成1．能量守恒定律(1)内容：能量既不会凭空____，也不会凭空____，它只能从一种形式____为其他形式，或者从一个物体____到别的物体；在转化和转移过程中其总量____．(2)意义：是自然界的一条________，不仅适用于无机界，也适用于生命过程，一切违背____________的观点，都被实践证明是错误的．
2．第一类永动机不可能制成(1)概念：不需要任何动力或燃料却能____________的机器．(2)结果：因违背能量守恒定律，是不可能制成的．
提醒　能量守恒定律有力地揭示了物质运动的不灭性和统一性．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)热量、功和内能三者单位相同，物理意义相同．(　　)(2)热量和功由过程决定，而内能由物体状态决定．(　　)(3)系统内能增加了100 J，可能是外界采用绝热方式对系统做功100 J，也可能是外界单纯地对系统传热100 J．(　　)(4)石子从空中落下，最后静止在地面上，说明能量消失了．(　　)
2．如图所示，在大口的玻璃瓶内装一些水，然后用一与打气筒相连的瓶塞密闭瓶口，向瓶内打气，当打到某一状态时，瓶塞会跳起来．当瓶塞跳起时，我们会看到瓶内出现了“白雾”．对于“白雾”的形成，下列说法正确的是(　　)A．这些“白雾”是当瓶塞跳起后外界的水蒸气在瓶口遇冷形成的小水珠B．这是打气筒向瓶内打进去的水蒸气C．这是瓶内的水向外膨胀形成的水雾D．瓶内空气推动瓶塞做功，空气的内能减小，温度降低，使水蒸气液化形成小水滴
D　[当用打气筒向瓶内打气时，外界对系统做功，使系统的内能增加，温度升高，压强增大，使瓶塞从瓶口中喷出．形成“白雾”的原因是，在瓶塞突然跳起时，瓶内气体对外做功，内能减少，温度下降，水蒸气有一部分液化成小水滴，故选项D正确．]
3．图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中(　　)A．外界对气体做功，气体内能增大B．外界对气体做功，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小
A　[筒内气体不与外界发生热交换，当气体体积变小时，则外界对气体做功，外界对气体做功使气体的内能增大．A正确．]
关键能力·情境探究达成
考点2　功、热传递、内能之间的变化关系
考点3　热力学第一定律
考点4　能量的转化与守恒
如图所示，一定质量的理想气体由a状态变化到b状态，请在图像基础上思考以下问题：(1)在变化过程中气体对外界做功，还是外界对气体做功？(2)在变化过程中气体吸热，还是向外放热？气体内能增加了，还是减少了？提示：(1)气体对外做功．(2)吸热；内能增加．
考点1　物体的内能1．分子动能(1)温度的微观含义温度是分子平均动能的标志，因不同的分子具有的速率一般不同，且不同时刻同一分子的速率一般也不相同，故单个分子的动能无意义．温度是物体内大量分子热运动的集体表现．只要温度相同，分子的平均动能就相同，但分子的平均速率不一定相同．
(3)温度与分子动能、分子平均动能的关系在宏观上温度是表示物体冷热程度的物理量．在微观上温度是物体中分子热运动的平均动能的标志．在相同温度下，各种物质分子的平均动能都相同，温度升高，分子平均动能增加；温度降低，分子平均动能减少．在同一温度下，虽然不同物质分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不一定相同，所以分子热运动的平均速率不一定相同．
2．影响分子势能大小的因素如图所示，随着分子间距离的变化，分子力做功，分子势能发生变化，分子势能的变化微观上决定于分子间的距离，宏观上与物体的体积有关．
3．物体的内能(1)内能的决定因素．①宏观因素：物体内能的大小由物体的质量、温度和体积三个因素决定，同时也受物态变化的影响．②微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定．
(2)内能与机械能的比较．
(3)物态变化对内能的影响：一些物质在物态发生变化时，如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气，温度不变．此过程中分子的平均动能不变，由于分子间的距离变化，分子势能变化，所以物体的内能变化．
【典例1】　(多选)如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线，下列说法正确的是(　　)A．当r>r1时，分子间的作用力表现为引力B．当rr0时，分子势能随分子间距离的增大而增大D．当分子间距离r0，故温度一定升高，选项A正确．]
考点4　能量的转化与守恒1．对能量守恒定律的理解(1)各种形式的能在转化和转移过程中总量守恒无需任何条件，而某种或几种形式的能的守恒是有条件的．例如：物体的机械能守恒，必须是只有重力或弹力做功．
(2)意义：能量守恒定律的发现，使人们进一步认识到，任何一部机器，只要对外做功，都要消耗能量，都只能使能量从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而不能无中生有地创造能量．不消耗能量，却可以源源不断地对外做功的机器(第一类永动机)是不可能制成的．
2．第一类永动机失败的原因分析如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即U2