人教版 (2019)选择性必修 第三册第三章 热力学定律2 热力学第一定律课前预习ppt课件

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1. 进一步掌握能的转化和守恒定律，并了解能的转化和守恒定律的意义2．运用公式△U＝W＋Q分析有关问题并具体进行计算
知识点 热力学第一定律
(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。这个关系叫做热力学第一定律。(2)数学表达式为：ΔU＝W＋Q
公式中符号的意义：①W＞0，表示外界对系统做功；W＜0，表示系统对外界做功；②Q＞0，表示系统吸热；Q＜0，表示系统放热；③ΔU＞0，表示系统内能增加；ΔU＜0，表示系统内能减少。
例：一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式中正确的是(　　)A.W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 JB.W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 JC.W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×104 JD.W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J
解析　因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104 J；内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105 J；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105 J－8×104 J＝－2×105 J，B选项正确.答案　B
①热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功、向外界散热和内能减少的情况。②若一根金属丝通过某一物理过程，温度升高了，除非事先知道，否则根本不能判断是通过对它做了功，还是发生了热传递使它的内能增加，因为单纯对系统做功和单纯对系统传热都能改变系统的内能，由于它们在改变系统内能方面是等效的，那么既对系统做功又对系统传热也能改变系统的内能。内能改变了多少就由热力学第一定律来定量分析计算。
知识点 热力学第一定律的应用
(1)与热力学第一定律相匹配的符号法则
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根据方程ΔU＝W＋Q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。
（2）应用热力学第一定律的几种特殊情况等容过程：气体等容变化时，由于V＝恒量，所以外界对气体不做功。根据热力学第一定律有ΔU＝Q。在等容过程中，气体吸收的热量全部用于增加内能，温度升高；反之，气体放出的热量是以减小内能为代价的，温度降低。
等温过程：气体在等温过程中，有pV＝恒量。理想气体的内能只与温度有关，所以理想气体在等温过程中内能不变，即ΔU＝0，因此有Q＝－W。
例：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；
密封气体对外做功W＝pS×0.1L由热力学第一定律ΔU＝Q－W得ΔU＝Q－0.1p0SL＋0.1LG答案　Q－0.1p0SL＋0.1LG
(2)最终的环境温度T.解析　该过程是等压变化，由盖—吕萨克定律有解得T＝1.1T0答案　1.1T0
1．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
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。答案：A
2.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