(3)若过程的始末状态物体的内能不变,即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q,外界对物体做的功等于物体放出的热量。
4.判断是否做功的方法
一般情况下外界对物体做功与否,需看物体的体积是否变化。
(1)若物体体积增大,表明物体对外界做功,W<0;
(2)若物体体积变小,表明外界对物体做功,W>0。
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。
【例题1】 (2013·西城高二检测)外界对一定质量的气体做了200 J的功,同时气体又向外界放出了80 J的热量,则气体的内能________(选填"增加"或"减少")了________J。
解析:外界对气体做了200 J的功,则W=200 J,气体向外界放出了80 J的热量,则Q=-80 J,根据热力学第一定律ΔU=W+Q得:
ΔU=200 J-80 J=120 J>0,故内能增加,增加了120 J。
答案:增加 120
题后反思应用热力学第一定律计算时,要依据符号法则代入数据,对运算结果的正、负,也同样依照符号法则来解释其意义。
探究二能量守恒定律
问题导引
1. 不耗油的汽车能不能制成,为什么?不消耗能量的汽车呢?
提示:前者能制成而后者不能制成。这是因为可以用太阳能、电能等能源代替石油能源制造出太阳能汽车、电动汽车等,但是不消耗任何能量的汽车不可能制成,因为它违背能量守恒定律。
2.热力学第一定律与能量守恒定律是什么关系?
提示:能量守恒定律是各种形式的能相互转化或转移的过程,总能量保持不变。它包括各个领域,其范围广泛,热力学第一定律是物体内能与其他形式的能之间的相互转化或转移,是能量守恒定律的具体体现。
名师精讲
1.能量的存在形式及相互转化