鲁科版高中物理选择性必修第三册精品课件 第3章 热力学定律 分层作业11 热力学第一定律.ppt

1234567891011121312.如图所示,一定质量的理想气体从状态A经绝热过程到达状态B,再经等容过程到达状态C,此过程的p-V图像如图所示,图中虚线为等温线。在B→C的过程中,气体吸收热量为12J。(1)试比较气体在A和B状态的内能EA、EB的大小;(2)求气体从A→B过程中气体对外界做的功。答案(1)EAEB(2)12J解析(1)A→B过程绝热,Q=0,体积V增大,对外做功,由ΔU=W+Q知内能减小,EAEB。12345678910111213(2)A→B→C过程中有ΔU=WAB+WBC+QAB+QBCA、C温度相等,内能不变ΔU=0A、B绝热过程QAB=0B、C等容变化不做功WBC=0在B→C的过程中,气体吸收热量为12J,即QBC=12J故WAB=-12J即从A→B过程中气体对外做功12J。1234567891011121313.(2023浙江1月选考)某探究小组设计了一个报警装置,其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积S=100cm2、质量m=1kg的活塞密封一定质量的理想气体,活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度TA=300K、活塞与容器底的距离h0=30cm的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热,活塞缓慢上升d=3cm恰好到达容器内的卡口处,此时气体达到状态B。活塞保持不动,气体被继续加热至温度TC=363K的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了ΔU=158J。取大气压p0=0.99×105Pa,求气体:(1)在状态B的温度;(2)在状态C的压强;(3)由状态A到状态C过程中从外界吸收的热量Q。12345678910111213答案(1)330K(2)1.1×105Pa(3)188J解析(1)根据题意可知,气体由状态A变化到状态B的过程中,封闭气体的压12345678910111213(2)从状态A到状态B的过程中,活塞缓慢上升,则pBS=p0S+mg解得pB=1×105Pa根据题意可知,气体由状态B变化到状态C的过程中,气体的体积不变,则有(3)根据题意可知,从状态A到状态C的过程中气体对外做功为W0=pBSΔh=30J由热力学第一定律有ΔU=W+Q解得Q=ΔU+W0=188J。12345678910111213A组必备知识基础练1.(多选)下列关于系统的内能的说法正确的是()A.系统的内能是由系统的状态决定的B.分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能是一致的C.做功可以改变系统的内能,但单纯地对系统传热不能改变系统的内能D.气体在大气中做绝热膨胀时做了功,但气体的内能不变AB12345678910111213解析系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量,所以是由系统的状态决定的,A正确。内能是由系统的状态决定的,所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的内能是一致的,B正确。做功和传热都可以改变系统的内能,C错误。气体做绝热膨胀时对外界做了功,又与外界没有发生热交换,所以系统的内能要减小,D错误。123456789101112132.(多选)下列实例属于做功来增加物体内能的是()A.铁棒放在炉子里被烧红B.锯条锯木头时会发热C.古时候的人钻木取火D.冬天在阳光下取暖BC解析A、D属于热传递,锯条锯木头与钻木取火时都是做功,从而使物体的内能增加。123456789101112133.(多选)如图所示为简易测温装置,玻璃管中一小段水银封闭了烧瓶内一定质量的气体,当温度升高时()A.瓶内气体的密度增大B.瓶内气体分子的平均动能增加C.外界对瓶内气体做正功D.热传递使瓶内气体的内能增加BD解析由题图可知,当温度升高时,烧瓶内气体的变化为等压膨胀,故瓶内气体的密度减小,气体分子的平均动能增加,瓶内气体对外做正功,选项B正确,A、C错误;由热力学第一定律ΔU=W+Q可知,瓶内气体内能增加是由于气体从外界吸收了热量,选项D正确。123456789101112134.学校用如图所示的压缩式喷雾器对教室走廊等场所消毒。给储液罐打足气,打开开关就可以让药液喷洒出来。若罐内气体温度保持不变,随着药液的不断喷出,则罐内气体内能(选填“不断增大”“不断减小”或“保持不变”),气体(选填“吸收”或“放出”)热量。?保持不变吸收12