第3課時(shí) 熱力學(xué)定律與能量守恒

1、第3課時(shí)熱力學(xué)定律與能量守恒學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.知道改變內(nèi)能的兩種方式 2.理解熱力學(xué)第一定律. 3.掌握能量守恒定律及其應(yīng)用一基本知識(shí)1物體內(nèi)能的改變(1) 是其他形式的能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程，內(nèi)能的改變量可用 的數(shù)值來(lái)量度(2) 是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過(guò)程，內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量用 來(lái)量度2熱力學(xué)第一定律(1)內(nèi)容： (2)表達(dá)式： .3能量守恒定律(1)內(nèi)容： (2)第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不可能制成的，因?yàn)樗`背了 .二典型問(wèn)題【例1】關(guān)于物體內(nèi)能及其變化，下列說(shuō)法中正確的是  (    )A物體的溫度改變時(shí)，其內(nèi)能必定改變B對(duì)物體做功，其內(nèi)能必定增加；物體向外傳出熱量其內(nèi)能

2、必定減少C若物體與外界不發(fā)生熱交換，則物體的內(nèi)能必定不改變D物體對(duì)外做功，其內(nèi)能不一定改變；向物體傳遞熱量，其內(nèi)能不一定改變【例2】(2009)（2）若一氣泡從湖底上升到湖面的過(guò)程中溫度保持不變，將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過(guò)程中，對(duì)外界做了0.6J的功，則此過(guò)程中的氣泡 （填“吸收”或“放出”）的熱量是 J。氣泡到達(dá)湖面后，溫度上升的過(guò)程中，又對(duì)外界做了0.1J的功，同時(shí)吸收了0.3J的熱量，則此過(guò)程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了 J【例3】（2011）如圖所示，一演示用的“永動(dòng)機(jī)”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，輕桿的末端裝有形狀記憶合金制成的葉片，輕推轉(zhuǎn)輪后，進(jìn)入熱水的葉片因伸

3、展面“劃水”，推動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。離開(kāi)熱水后，葉片形狀迅速恢復(fù)，轉(zhuǎn)輪因此能較長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是（ ）A轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動(dòng)，不需要消耗外界能量B轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)所需能量來(lái)自形狀記憶合金自身C轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片不斷攪動(dòng)熱水，水溫升高D葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量【例4】課本P56習(xí)題2 汽缸內(nèi)活塞左邊封閉這一定量的空氣，壓強(qiáng)和大氣壓相同。把汽缸和活塞固定，使汽缸內(nèi)空氣升高一定的溫度，空氣吸收的熱量Q1。如果讓活塞可以自由滑動(dòng)(活塞與汽缸間無(wú)摩擦、不漏氣)，也使汽缸內(nèi)空氣溫度升高相同溫度，其吸收的熱量為Q2。(1)Q1和Q2哪個(gè)大些? (2)氣體在定容下的比熱容與在定壓下的比熱容為什么會(huì)有

4、不同?【例5】在如圖3所示的坐標(biāo)系中，一定質(zhì)量的某種理想氣體先后發(fā)生以下兩種狀態(tài)變化過(guò)程：第一種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)B，外界對(duì)該氣體做功為6 J；第二種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)C，該氣體從外界吸收的熱量為9 J圖線AC的反向延長(zhǎng)線過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O，B、C兩狀態(tài)的溫度相同，理想氣體的分子勢(shì)能為零求：(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程，該氣體對(duì)外界做的功W1和其內(nèi)能的增量U1；(2)從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過(guò)程，該氣體內(nèi)能的增量U2及其從外界吸收的熱量Q2.【例6】（2012）(3)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)B.此過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)p1.0×105 Pa，吸收的熱量Q7.0×

5、;102 J，求此過(guò)程中氣體內(nèi)能的增量三鞏固提升1.(2013·廣東·18)圖6為某同學(xué)設(shè)計(jì)的噴水裝置，內(nèi)部裝有2 L水，上部密封1 atm的空氣0.5 L，保持閥門(mén)關(guān)閉，再充入1 atm的空氣0.1 L，設(shè)在所有過(guò)程中空氣可看作理想氣體，且溫度不變，下列說(shuō)法正確的有()A充氣后，密封氣體壓強(qiáng)增加B充氣后，密封氣體的分子平均動(dòng)能增加C打開(kāi)閥門(mén)后，密封氣體對(duì)外界做正功D打開(kāi)閥門(mén)后，不再充氣也能把水噴光2(2012·福建理綜·28(1)關(guān)于熱力學(xué)定律和分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法正確的是()A一定量的氣體吸收熱量，其內(nèi)能一定增大B不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體

6、C若兩分子間距離增大，分子勢(shì)能一定增大D若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大3.(2013·浙江自選·13)一定質(zhì)量的理想氣體，從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到A，體積V與溫度T的關(guān)系如圖7所示圖中TA、VA和TD為已知量(1)從狀態(tài)A到B，氣體經(jīng)歷的是_過(guò)程(填“等溫”、“等容”或“等壓”)(2)從B到C的過(guò)程中，氣體的內(nèi)能_(填“增大”、“減小”或“不變”)(3)從C到D的過(guò)程中，氣體對(duì)外_(填“做正功”、“做負(fù)功”或“不做功”)，同時(shí)_(填“吸熱”或“放熱”)(4)氣體在狀態(tài)D時(shí)的體積 VD_.4二氧化碳是導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”的主要原因之一，人類(lèi)在采取節(jié)能減排措施

7、的同時(shí)，也在研究控制溫室氣體的新方法，目前專(zhuān)家們正在研究二氧化碳的深海處理技術(shù)在某次實(shí)驗(yàn)中，將一定質(zhì)量的二氧化碳?xì)怏w封閉在一可自由壓縮的導(dǎo)熱容器中，將容器緩慢移到海水某深處，氣體體積減為原來(lái)的一半，不計(jì)溫度變化，則此過(guò)程中()A封閉氣體對(duì)外界做正功 B封閉氣體向外界傳遞熱量C封閉氣體分子的平均動(dòng)能增大 D封閉氣體從外界吸收熱量5一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖象如圖8所示，AB、BC分別與p軸和T軸平行，氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)為p0、體積為V0，在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)為2p0，則氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積為_(kāi)；氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過(guò)程中，對(duì)外做的功為W，內(nèi)能增加了U，則此過(guò)程氣體

8、_(選填“吸收”或“放出”)的熱量為_(kāi)7.如圖1所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中，容器內(nèi)裝有一可以活動(dòng)的絕熱活塞今對(duì)活塞施加一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后，氣體的體積減小若忽略活塞與容器壁間的摩擦力，則被密封的氣體()A溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少 B溫度降低，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少C溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增加 D溫度降低，壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加8.如圖3，一絕熱容器被隔板K隔開(kāi)成a、b兩部分已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體，b內(nèi)為真空抽開(kāi)隔板K后，a內(nèi)氣體進(jìn)入b，最終達(dá)到平衡狀態(tài)在此過(guò)程中()A氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少B氣體不做功，內(nèi)能不變C氣體壓強(qiáng)變小

9、，溫度降低D氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變9被活塞封閉在汽缸中的一定質(zhì)量的理想氣體，溫度增加，壓強(qiáng)保持不變，則()A汽缸中每個(gè)氣體分子的速率都增大B汽缸中單位體積氣體分子數(shù)減小C汽缸中的氣體吸收的熱量等于氣體內(nèi)能的增加量D汽缸中的氣體吸收的熱量大于氣體內(nèi)能的增加量10.如圖4所示，倒懸的導(dǎo)熱汽缸中有一個(gè)可無(wú)摩擦上下移動(dòng)且不漏氣的活塞A，活塞A的下面吊著一個(gè)重物，汽缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體起初各部分均靜止不動(dòng)，大氣壓強(qiáng)保持不變對(duì)于汽缸內(nèi)的氣體，當(dāng)其狀態(tài)緩慢發(fā)生變化時(shí)，下列判斷正確的是()A若環(huán)境溫度升高，則氣體的壓強(qiáng)一定增大B當(dāng)活塞向下移動(dòng)時(shí)，外界一定對(duì)氣體做正功C保持環(huán)境溫度不變，緩慢增加重物的質(zhì)量，氣體一定會(huì)吸熱D若環(huán)境溫度降低，緩慢增加重物的質(zhì)量，氣體體積可能保持不變11.固定的水平汽缸內(nèi)由活塞B封閉著一定量的理想氣體，氣體分子之間的相互作用力可以忽略假設(shè)汽缸壁的導(dǎo)熱性能很好，環(huán)境的溫度保持不變?nèi)粲猛饬將活塞B緩慢地向右拉動(dòng)，如圖5所示，則在拉動(dòng)活塞的過(guò)程中，關(guān)于汽缸內(nèi)氣體的下列結(jié)論，其中正確的是 ()A氣體對(duì)外做功，氣體內(nèi)能不變B氣體對(duì)外做功，氣體內(nèi)能減小C外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能不變D氣體從外界吸熱，氣體內(nèi)能減小12帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體氣體開(kāi)始處于狀態(tài)a，然后經(jīng)過(guò)過(guò)程ab達(dá)到狀態(tài)b或經(jīng)過(guò)過(guò)程ac