选择性必修 第三册2 热力学第一定律课文ppt课件

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一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
探究点一 热力学第一定律的理解和应用
1. 如图所示，汽缸内封闭了一定质量的气体。
例 （2021江苏南通高三月考）（多选）如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，活塞上方液体会缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变，则关于这一过程中汽缸内的气体( )
A. 单位时间内气体分子对活塞撞击的次数增多B. 气体分子间存在的斥力是活塞向上运动的原因C. 气体分子的速率分布情况不变D. 气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量
探究点二 热力学第一定律和气体实验定律的综合应用
爆米花酥脆可口、老少皆宜，是许多人喜爱的休闲零食。如图为“中国老式高压爆米花机”，那“嘭”的一声巨响，是许多70后、80后人童年的有趣记忆。玉米在铁质的密闭容器内被加热，封闭气体被加热成高温高压气体，当打开容器盖后，气体迅速膨胀，压强急剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花。思考以下问题：
2.理想气体与热力学第一定律综合问题的解法
（1） 容器的容积为多少？
1. （2021上海松江二中高二期中）被压瘪但尚未破裂的乒乓球放在热水里泡一会儿，就会重新鼓起来，这一过程乒乓球内的气体( )A. 吸热，对外做功，内能不变B. 吸热，对外做功，内能增加C. 温度升高，对外做功，内能不变D. 压强增大，单位体积内分子数增大
[解析] 被压瘪但尚未破裂的乒乓球放在热水里泡一会儿，重新鼓起来，体积增大，则气体对外做功，温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，此过程气体吸热。
2. （2021天津静海大邱庄中学高三月考）（多选）一封闭容器中装有一定质量的理想气体，当气体被压缩时（容器壁与外界没有热量交换）( )A. 气体对外界做功B. 气体内能不变C. 气体温度升高D. 气体压强增大
（1） 环境温度升高了多少？
（2） 气体的内能的变化量。
1. (多选)下列过程，可能发生的是( )A. 物体吸收热量，对外做功，同时内能增加B. 物体吸收热量，对外做功，同时内能减少C. 外界对物体做功，同时物体吸热，内能减少D. 物体对外界做功，同时物体放热，内能增加
[解析] 根据热力学第一定律可知做功和热传递都可以改变物体的内能。
3. 如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小，则筒内空气( )
A. 从外界吸热B. 内能增大C. 向外界放热D. 内能减小
[解析] 金属筒缓慢下降过程中，外界对筒内气体做功，而筒与水有热交换、水温恒定，所以筒内空气要向外界放热，温度保持不变，从而使内能保持不变。
4. (多选)如图所示，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的汽缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止状态，现逐渐取走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走。若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略，则在此过程中的下列说法中正确的是( )
A. 气体对外做功，气体温度可能不变B. 气体对外做功，内能可能不变C. 气体压强可能增大，内能可能不变D. 气体从外界吸热，内能一定增加
[解析] 由于汽缸是导热的，可以与外界进行热交换，所以细沙减少时，气体膨胀对外做功，可能由于与外界进行热交换吸热使内能不变，但压强减小。
7. 如图所示，有一导热性良好的汽缸放在水平面上，活塞与汽缸壁间的摩擦不计，汽缸内用一定质量的活塞封闭了一定质量的气体，忽略气体分子间的相互作用(即分子势能视为零)，忽略环境温度的变化，现缓慢推倒汽缸，在此过程中( )
A. 气体吸收热量，内能不变B. 汽缸内分子的平均动能增大C. 单位时间内撞击汽缸壁单位面积上的分子数增多D. 汽缸内分子撞击汽缸壁的平均作用力增大
[解析] 由题图可知，该过程气体对外做功，由于忽略环境温度变化，温度不变，内能不变，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，内能不变。
A. 充气过程中，储气室内气体内能增大B. 充气过程中，储气室内气体分子平均动能增大C. 喷水过程中，储气室内气体放热D. 喷水过程中，储气室内气体压强减小
（3） 完成一个循环，气体与外界热交换的热量是多少？是吸热还是放热？