热力学第一定律课件-高二下学期物理人教版选择性.pptx

2.热力学第一定律;;素养目标;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?;改变系统内能的两种方式;;热力学第一定律;;传递的热量Q;外界对系统所做的功W;热力学第一定律中各物理量的正、负号及含义;思考讨论：

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？请你通过这个例子总结功和热量取正、负值的物理意义。;热力学第一定律;三种特殊情况

(1)若过程是绝热的，即Q＝0，则ΔU＝W，物体内能的增加量等于外界对物体做的功。

(2)若过程中不做功，即W＝0，则ΔU＝Q，物体内能的增加量等于物体从外界吸收的热量。

(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对物体做的功等于物体放出的热量(或物体吸收的热量等于物体对外界做的功)。;从热机的角度理解热力学第一定律的意义;1.一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是()

A.W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104J

B.W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105J

C.W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104J

D.W＝－8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－4×104J

;答案：B

解析：因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104J；内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105J；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105J－8×104J＝－2×105J，B选项正确.;;应用热力学第一定律解题的方法;如图3.2-1，一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1m，这段过程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于2×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功（图3.2-2甲）。内燃机工作时汽缸温度高于环境温度，该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25J。

（1）求上述压缩过程中气体内能的变化量。;解：（1）压缩过程活塞对气体做的功;（2）燃烧后的高压气体对活塞做功，气体推动活塞移动0.1m，其做的功相当于9×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功（图3.2-2乙），该做功过程气体传递给汽缸的热量为30J，求此做功过程气体内能的变化量。;分析：在第（2）问中，气体膨胀推动活塞的过程是系统对外界做功，气体对外界所做的功W2为负值。在两种情况下，气体都把热量传递给了汽缸，都属于放热，因此Q1、Q2均为负值。;2.如图所示，倒悬的导热汽缸中封闭着一定质

量的理想气体，轻质活塞可无摩擦地上下移动，活

塞的横截面积为S，活塞的下面吊着一个重为G的物

体，大气压强恒为p0，起初环境的热力学温度为T0

时，活塞到汽缸底面的距离为L.当环境温度逐渐升高，导致活塞缓慢下降，该过程中活塞下降了0.1L，汽缸中的气体吸收的热量为Q.求：

(1)汽缸内部气体内能的增量ΔU；

;答案：Q－0.1p0SL＋0.1LG

;2.如图所示，倒悬的导热汽缸中封闭着一定质

量的理想气体，轻质活塞可无摩擦地上下移动，活

塞的横截面积为S，活塞的下面吊着一个重为G的物

体，大气压强恒为p0，起初环境的热力学温度为T0

时，活塞到汽缸底面的距离为L.当环境温度逐渐升高，导致活塞缓慢下降，该过程中活塞下降了0.1L，汽缸中的气体吸收的热量为Q.求：

(2)最终的环境温度T.

;热力学第一定律;如图所示，柴油机气缸内的空气受到活塞的压缩，在这过程中，气缸中的气体（）

A．内能增大

B．内能不变

C．内能减小

D．温度不变;答案：A

解析：柴油机气缸内的空气在压缩冲程中，机械能转化为内能，使得气缸内的气体内能增加，温度升高，故A正确，BCD错误。

故选：A。;关于热现象，下列说法正确的是（）

A．布朗运动就是分子的热运动

B．物体吸收热量，内能一定增大

C．温度升高，物体内分子的平均动能一定增加

D．气体能够充满容器的整个空间,是由于气体分子间呈现出斥力的作用;答案：C;夏天，从湖底形成的气泡在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂，如图所示.若越接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内气体看作理想气体.则气泡上升过程中，下列说法正确的是()

A.气泡内气体不对外界做功

B.气泡内每个气体分子的动能都变