3.2 熱力學(xué)第一定律 課件-高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊

3.2熱力學(xué)第一定律第二章熱力學(xué)定律目錄CONTENTS熱力學(xué)第一定律01熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用02思考與討論：

汽缸內(nèi)有一定質(zhì)量的氣體，壓縮氣體的同時給汽缸加熱。那么，氣體內(nèi)能的變化會比單一方式（做功或傳熱）更明顯。這是為什么呢？改變內(nèi)能的兩種方式回顧：做功W熱傳遞Q外界對物體做功物體對外界做功內(nèi)能增加內(nèi)能減少吸熱放熱內(nèi)能增加內(nèi)能減少絕熱過程僅傳熱過程如果物體在跟外界同時發(fā)生做功和熱傳遞的過程中，內(nèi)能的變化ΔU與熱量Q及做的功W之間又有什么關(guān)系呢？熱力學(xué)第一定律01一、熱力學(xué)第一定律1.內(nèi)容：一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與對它所做的功的和。2.表達式：ΔU＝Q+W熱傳遞的熱量做功內(nèi)能的改變量3.意義：熱力學(xué)第一定律反映了功、熱量跟系統(tǒng)內(nèi)能改變之間的定量關(guān)系.思考與討論：

一定質(zhì)量的氣體，膨脹過程中是外界對氣體做功還是氣體對外界做功？如果膨脹時氣體對外做功是135J，同時向外放熱85J，氣體內(nèi)能變化量是多少？內(nèi)能是增加了還是減少了？請你通過這個例子總結(jié)功和熱量取正、負值的物理意義。熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用02二、熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用1.定律中各量的正、負號及含義：物理量符號意義符號意義W+-Q+-ΔU+-外界對物體做功物體吸收熱量內(nèi)能增加物體對外界做功物體放出熱量內(nèi)能減少ΔU=Q+W二、熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用2.判斷是否做功的方法：

一般情況下外界對物體做功與否，需看物體的體積是否變化。(1)若物體體積增大，表明物體對外界做功，W<0。(2)若物體體積減小，表明外界對物體做功，W>0。二、熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用3.對理想氣體應(yīng)用熱力學(xué)第一定律：理想氣體：在任何溫度、任何壓強下都遵從氣體實驗定律的氣體。1、忽略分子勢能，只有分子動能2、內(nèi)能看溫度，做功看體積①溫度不變，理想氣體內(nèi)能不變△U=0②氣體體積減小→外界對氣體做功W＞0③氣體積增大→氣體對外界做功W＜0【例題】如圖，一臺四沖程內(nèi)燃機，活塞在壓縮沖程某段時間內(nèi)移動的距離為0.1m，這段過程活塞對氣體的壓力逐漸增大，其做的功相當于2×103N的恒力使活塞移動相同距離所做的功(如圖甲)。內(nèi)燃機工作時汽缸溫度高于環(huán)境溫度，該過程中壓縮氣體傳遞給汽缸的熱量為25J。求：(1)求上述壓縮過程中氣體內(nèi)能的變化量；(2)燃燒后的高壓氣體對活塞做功，氣體推動活塞移動0.1m，其做的功相當于9×103N的恒力使活塞移動相同距離所做的功(如圖乙)，該做功過程氣體傳遞給汽缸的熱量為30J，求此做功過程氣體內(nèi)能的變化量。課堂練習(xí)031．一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體做功7.0×104J，氣體內(nèi)能減少1.3×105J，則此過程（）A．氣體從外界吸收熱量2.0×105JB．氣體向外界放出熱量2.0×105JC．氣體從外界吸收熱量6.0×104JD．氣體向外界放出熱量6.0×104JB練習(xí)1.(熱力學(xué)第一定律與氣體實驗定律的綜合應(yīng)用)[2022·青島二中期中]如圖所示,汽缸內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,汽缸和活塞是絕熱的,汽缸固定不動,一條細線左端連接在活塞上,另一端跨過定滑輪后吊著一個裝沙的小桶,開始時活塞靜止,某時刻開始小桶中的沙緩慢漏出,不計活塞與汽缸壁的摩擦,則下列說法正確的是(

)A.汽缸內(nèi)的活塞向右運動B.汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能變小C.汽缸內(nèi)氣體的壓強減小D.汽缸內(nèi)氣體的分子平均動能變大D練習(xí)2.(熱力學(xué)第一定律與氣體實驗定律的綜合應(yīng)用)(多選)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C,其V-T圖像如圖所示.下列說法正確的是 (

)A.A→B的過程中,氣體對外界做功B.A→B的過程中,氣體放出熱量C.B→C的過程中,氣體壓強不變D.A→B→C的過程中,氣體內(nèi)能增加BC2．將裝有一定質(zhì)量氧氣的薄鋁筒開口向下浸入20℃的水中，如圖所示，緩慢推動鋁筒，使其下降2m，鋁筒內(nèi)氧氣無泄漏，不計氣體分子間相互作用，則鋁筒在緩慢下降過程中，氧氣（）A．從外界吸熱 B．對外界做正功C．向外界放熱 D．內(nèi)能減小C4．一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其P-T圖像如圖所示，其中對角線ac的延長線過原點O。下列判斷錯誤的是（）。A．氣體在a、