3　热力学第一定律　能量守恒定律

[学习目标]　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

[导学探究]　(1)如图1所示，快速推动活塞对汽缸内气体做功10 J，气体内能改变了多少？若保持气体体积不变，外界对汽缸传递10 J的热量，气体内能改变了多少？

图1

(2)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　(1)都增加了10 J.

(2)系统内能的增量ΔU＝Q＋W.

[知识梳理]

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.

[即学即用]　判断下列说法的正误．

(1)外界对系统做功，系统的内能一定增加．(　×　)

(2)系统内能增加，一定是系统从外界吸收了热量．(　×　)

(3)系统从外界吸收热量5 J，内能可能增加5 J．(　√　)

(4)系统内能减少，一定是系统对外界做了功．(　×　)

二、能量守恒定律

[导学探究]　(1)使热力学系统内能改变的方式有做功和热传递．做功的过程是其他形式的能转化为内能的过程，热传递是把其他物体的内能转移为系统的内能．在能量发生转化或转移时，能量的总量会减少吗？