第三章　2　热力学第一定律-3　能量守恒定律.pptx

DISANZHANG第三章2热力学第一定律3能量守恒定律

1.理解热力学第一定律，并能运用热力学第一定律分析和解决相关问题(重点)。2.理解并会运用能量守恒定律解决实际问题(难点)。3.知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因。学习目标

一、热力学第一定律二、能量守恒定律课时对点练内容索引

热力学第一定律一

汽缸内有一定质量的气体，压缩气体的同时给汽缸加热。那么，气体内能的变化会比单一方式(做功或传热)更明显。这是为什么呢？答案给汽缸加热，即向汽缸内传热，汽缸内气体的内能会增加，压缩气体，外界对气体做功，也会使汽缸内气体的内能增加，所以两种方式同时作用时，气体内能的变化比单一方式更明显。

1.改变内能的两种方式：与。两者对改变系统的内能是的。2.热力学第一定律：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的与外界对它的和。3.热力学第一定律的表达式：ΔU=。梳理与总结做功传热等价热量所做的功Q+W

一定质量的气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功？如果膨胀时气体对外做的功是135J，同时向外放热85J，气体内能的变化量是多少？内能是增加了还是减少了？思考与讨论答案膨胀过程中气体对外界做功，W=-135J，气体向外放热：Q=-85J，根据热力学第一定律：ΔU=W+Q，代入得：ΔU=-135J+(-85)J=-220J，所以气体内能减少了220J。

1.ΔU的正负：当系统内能增加时，ΔU取正值，内能减少时，ΔU取负值。2.W的正负：外界对系统做功时，W取正值；系统对外界做功时，W取负值。3.Q的正负：外界对系统传递热量时，Q取正值；系统向外界传递热量时，Q取负值。提炼·总结

(1)一定质量的气体，从外界吸收3.5×105J的热量，同时气体对外界做功2.5×105J，则气体的内能是增加还是减少？改变量是多少？例1答案增加1.0×105J由题意知，Q=3.5×105J，W=-2.5×105J，则根据热力学第一定律有ΔU=Q+W=1.0×105JΔU为正值，说明气体的内能增加，增加量为1.0×105J。

(2)一定质量的气体，外界对其做功1.6×105J，内能增加了4.2×105J，此过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？答案吸热2.6×105J由题意知，ΔU=4.2×105J，W=1.6×105J，则根据热力学第一定律有Q=ΔU-W=2.6×105JQ为正值，说明此过程中气体从外界吸热，吸收的热量为2.6×105J。

总结提升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ΔU=W+Q列方程求出未知量；(3)再根据未知量结果的正负来确定吸、放热情况、做功情况或内能变化情况。

(多选)(2024·湛江市模拟)航天服是保障航天员的生命活动和正常工作的个人密闭装备，可防护空间的真空、高低温、太阳辐射和微流星等环境因素对人体的危害。航天员穿着航天服，从地面到达太空时内部气体将急剧膨胀，若航天服内气体的温度不变，视为理想气体并将航天服视为封闭系统。则关于航天服内的气体，下列说法正确的是A.体积增大，内能减小B.压强减小，内能不变C.对外界做功，吸收热量D.压强减小，分子平均动能增大例2√√

由于航天服内气体视为理想气体，温度决定内能，温度不变，内能不变，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子平均动能也不变。由于航天服内气体体积增大，气体对外界做功，温度不变，由热力学第一定律ΔU=Q+W，可知由于W0，ΔU=0，则Q0，所以航天服内气体将吸收热量，又由等温变化有p1V1=p2V2可知体积变大，则压强减小。综上所述，故B、C正确，A、D错误。

总结提升1.判断气体内能变化：由于理想气体分子间距离较大，忽略其分子势能，只考虑其分子动能，故温度升高，分子动能增大，内能增大；反之内能减小。2.判断是否做功及做功正负的方法一般情况下外界对气体做功与否，需看气体的体积是否变化。(1)若气体体积增大，表明气体对外界做功，W0。(2)若气体体积减小，表明外界对气体做功，W0。3.判断吸热还是放热气体在变化过程是吸热还是放热要结合内能变化和气体做功情况，由热力学第一定律ΔU=W+Q综合判断。

如图所示，内壁光滑的绝热汽缸固定在水平面上，其右端由于有挡板，厚度不计的绝热活塞不能离开汽缸，汽缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞距汽缸右端的距离为0.2m。现对封闭气体加热，活塞缓慢移动，一段时间后停止加热，此时封闭气体的压强变为2×105Pa