6.4 熱力學(xué)第一定律

6.4熱力學(xué)第一定律夏天，空調(diào)能夠使其中的溫度穩(wěn)定在設(shè)定的值，從而滿足人類對(duì)于舒適溫度的需求。你有好奇過(guò)它是如何制冷的嗎？思考一、內(nèi)能1、物體的內(nèi)能：物體中所有的分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和稱為物體內(nèi)能。2、內(nèi)能大小與物體的質(zhì)量、體積、溫度等因素有關(guān)。3、理想氣體的內(nèi)能：理想氣體的內(nèi)能是所有分子的動(dòng)能之和。（1）、對(duì)于理想氣體，因忽略其分子之間的相互作用，所以沒(méi)有分子勢(shì)能。（2）、理想氣體的內(nèi)能的大小只與溫度有關(guān)。對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，溫度越高，內(nèi)能越大；溫度越低，內(nèi)能越小。4、改變內(nèi)能的兩種方式：熱傳遞和做功（1）、熱傳遞總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物體進(jìn)行（2）、熱傳遞的過(guò)程實(shí)質(zhì)是物體內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過(guò)程（3）、物體吸收熱量或外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加（4）、物體放熱或?qū)ν庾龉?，?nèi)能減少（5）、就改變物體的內(nèi)能而言，熱傳遞和做功是等效的活動(dòng)壓縮空氣點(diǎn)燃棉花在一個(gè)厚壁玻璃筒里放一小塊硝化棉，用力迅速地壓下活塞，對(duì)氣體做功，使氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，硝化棉在瞬間燃燒，產(chǎn)生明亮的火焰。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，體會(huì)內(nèi)能的變化。1、內(nèi)容理解：物體內(nèi)能的改變一般是由做功和熱傳遞兩種方式共同引起的。如右圖所示，一定質(zhì)量的蒸汽在汽缸中，它可以從底部熱源吸熱，同時(shí)氣體膨脹推動(dòng)活塞對(duì)外做功。在熱力學(xué)中常把研究對(duì)象稱為熱力學(xué)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為系統(tǒng)。我們把汽缸中的蒸汽作為系統(tǒng)，它從外界吸收熱量Q,同時(shí)對(duì)外做W,那么系統(tǒng)內(nèi)能的增量為ΔE＝Q-W二、熱力學(xué)第一定律2、公式：ΔE＝Q-W（1）物體的熱力學(xué)能增加時(shí)，ΔE＞0；熱力學(xué)能減少時(shí)，ΔE＜0。（2）外界對(duì)物體做功時(shí)，W＜0；物體對(duì)外界做功時(shí)，W＞0。（3）物體從外界吸熱時(shí)，Q＞0；物體向外界放熱時(shí)，Q＜0。例題分析一定質(zhì)量的氣體，從外界吸收熱量5×105J，內(nèi)能增加了2×105J，它對(duì)外做了多少功？分析：氣體作為一個(gè)系統(tǒng)，它一方面從外界吸熱，同時(shí)又對(duì)外做功，通過(guò)熱力學(xué)第一定律可以由氣體吸收的熱量和內(nèi)能的增加量得到氣體對(duì)外界做的功的多少解：根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔE＝Q-W則系統(tǒng)對(duì)外做功W=Q-?E=5×105-2×105=3×105J生活·物理·社會(huì)人體的能量人體的生長(zhǎng)發(fā)育和維持正常的生命活動(dòng)，均需要一定的能量。人體的能量來(lái)源于吃進(jìn)的食物和飲料，經(jīng)復(fù)雜的化學(xué)變化后轉(zhuǎn)變成人體的內(nèi)能儲(chǔ)存在體內(nèi)，主要用于維持器官的活動(dòng)和組織的代謝，最終轉(zhuǎn)變?yōu)槿梭w散失的熱量和對(duì)外做功。對(duì)于健康的成