学案3　热力学第一定律　能量守恒定律

[目标定位] 1.理解热力学第一定律，并会运用于分析和计算.2.理解并会运用能量守恒定律.3.知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因．

一、热力学第一定律

[问题设计]

一根金属丝经过某一物理过程，温度升高了，除非事先知道，否则根本无法判定是通过做功的方法，还是使用了传热的方法使它的内能增加．因为单纯地对系统做功和单纯地对系统传热都能改变系统的内能．既然它们在改变系统内能方面是等价的，那么当外界对系统做功为W，又对系统传热为Q时，系统内能的增量ΔU应该是多少？

答案　系统内能的增量ΔU＝Q＋W.

[要点提炼]

1．改变内能的两种方式：做功与热传递．两者在改变系统内能方面是等价的．

2．热力学第一定律：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．

3．热力学第一定律的表达式：ΔU＝Q＋W.

4．对公式ΔU＝Q＋W符号的规定

符号 W Q ΔU ＋ 体积减小，外界对热力学系统做功 热力学系统吸收热量 内能增加 － 体积增大，热力学系统对外界做功 热力学系统放出热量 内能减少 5.应用热力学第一定律解题的一般步骤

(1)根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的正负；

(2)根据方程ΔU＝W＋Q求出未知量；

(3)再根据未知量结果的正负来确定吸热、放热情况或做功情况．

6．气体实验定律和热力学第一定律的关系

两者的结合点是体积V和温度T.

注意三个特殊过程的特点：

(1)等温过程：内能不变，ΔU＝0；

(2)等容过程：体积不变，W＝0；

(3)绝热过程：Q＝0.