高中物理选择性必修3优质课公开课3.2 热力学第一定律-学案.pdf

3.2热力学第一定律

【学习目标】

1．认识物质的运动形式有多种，对应不同运动形式的运动有不同形式的能，各种

形式的能在一定条件下可以相互转化。

2．进一步掌握能的转化规律。

3．运用公式△U＝W+Q分析有关问题并具体进行计算。

【学习重难点】

热力第一定律。

【学习过程】

1．热力学第一定律：

_______________________________________________________________________

__________________________________________________________________________。

其数学表达式为：__________________

2．定律中各量的正、负号及含义

物理量符号意义符号意义

W+－

Q+－

ΔU+－

例题

一定质量的气体，在被压缩的过程中外界对气体做功300J，但这一过程中气体的

内能减少了300J，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收（或放出）多少热量？

解：由题意知

W300JΔU-300J，根据热力学第一定律可得：QΔU-W-300J-300J-600J

Q为负值表示气体放热，因此气体放出600J的热量。

【强化训练】

1FF1800J

．如图所示，用力压缩气缸中的空气，力对空气做了的功，同时气缸

向外放热2000J，空气的内能改变了多少？

参考解答：

由热力学第一定律：ΔUW+Q

得：＋1800J+（-2000）JΔU∴ΔU-200J

即空气内能减少了200J

2．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是（）

A．物体吸收热量，内能一定增大

B．物体对外做功，内能一定减少

C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变

D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变

解析：根据热力学第一定律ΔUW+Q，物体内能的变化与外界对气体做功（或气

体对外界做功），气体从外界吸热（或向外界放热）两种因素有关，物体吸收热量，但

有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，故A错，同理，物体对外做功的

同时有可能吸热，故内能不一定减小，B错；若物体吸收的热量与对外做功相等，则内

CD

能不变，正确。而放热与对外做功是使物体内能减小，所以错。

所以本题正确答案为C。

总结：运用热力学第一定律解决问题

1．根据符号法则写出各已知量的正、负。

2．根据方程求出未知量。

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。

【练习巩固】

1．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做了900J的功，同时汽缸向外散热210J，汽

缸里空气的内能改变了多少？

2．如图，在汽缸内活塞左边封闭着一定量的空气，压强与大气压相同。把汽缸和

Q

活塞固定，使汽缸内空气升高一定的温度，空气吸收的热量为。如果让活塞可以自

1

由滑动（活塞与汽缸间无摩擦、不漏气），也使汽缸内空气温度升高相同温度，其吸收

的热量为Q。

2

1QQ

（）和哪个大些？

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