课堂探究
探究一热力学第一定律
问题导引
1.一个物体,它既没有吸收热量也没有放出热量,那么:
(1)如果外界对物体做的功为W,则它的内能如何变化?变化了多少?
(2)如果物体对外界做的功为W,则它的内能如何变化?变化了多少?
提示:(1)一个物体,如果它既没有吸收热量也没有放出热量,那么,外界对它做功为W,它的内能就增加W;
(2)物体对外界做功为W,它的内能就减少W。
2.一个物体,外界既没有对它做功,它也没有对外界做功,那么:
(1)如果物体从外界吸收热量Q,它的内能如何变化?变化了多少?
(2)如果物体向外界放出热量Q,它的内能如何变化?变化了多少?
提示:(1)如果外界既没有对物体做功,物体也没有对外界做功,那么物体从外界吸收热量Q,它的内能就增加Q;
(2)物体向外界放出热量Q,它的内能就减少Q。
3.如果某一过程中,物体跟外界同时发生了做功和热传递,那么,该物体内能的变化ΔU与热量Q及做的功W之间又满足怎样的关系呢?
提示:ΔU=W+Q。该式表示的是功、热量跟内能改变之间的定量关系,在物理学中叫作热力学第一定律。
名师精讲
1.热力学第一定律的意义
热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的过程是等效的,而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系。此定律是标量式,应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。
2.热力学第一定律的符号法则
做功W 热量Q 内能的变化ΔU 取正值"+" 外界对系
统做功 系统从外界
吸收热量 系统的内
能增加 取负值"-" 系统对外
界做功 系统向外界
放出热量 系统的内
能减少 3.几种特殊情况
(1)若过程是绝热的,则Q=0,W=ΔU,外界对物体做的功等于物体内能的增加。
(2)若过程中不做功,即W=0,则Q=ΔU,物体吸收的热量等于物体内能的增加。