新教材2023_2024学年高中物理第3章热力学定律本章整合课件新人教版选择性必修第三册

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第三章本章整合核心知识·整合构建专项提升·综合突破目录索引 核心知识·整合构建功内能等效QW正负能量守恒定律自发地不可能功热力学第二定律专项提升·综合突破突破点一　热力学第一定律与气体图像的综合1.根据气体图像的特点判断气体的温度、体积的变化情况,从而判断气体与外界的吸、放热关系及做功关系。2.结合热力学第一定律判断有关问题。3.在p-V图像中,图线与V轴围成的面积表示气体对外界或外界对气体做的功。【例1】 (多选)(2023山东日照高二期末)一定质量的理想气体从状态A开始,经A→B、B→C、C→A三个过程后回到初始状态A,其p-V图像如图所示,下列说法正确的是(　　)A.B→C过程中,气体温度先降低后升高B.B→C过程中,气体内能先增大后减小C.C→A过程中,外界对气体做功400 JD.A→B→C→A一个循环过程中,气体放出热量200 JBC解析 B→C过程中,压强与体积的乘积先增大后减小,根据理想气体的状态方程 =C,可知气体温度先升高后降低,故A错误。一定质量的理想气体的内能只与温度有关,B→C过程中,气体温度先升高后降低,则气体内能先增大后减小,故B正确。C→A过程中,外界对气体做功,W1=pΔV1=2.0×105 ×(4-2)×10-3 J=400 J,故C正确。A→B过程中,气体体积不变,外界对气体不做功;B→C过程中,气体体积增大,外界对气体做负功, ×105×(2-4)×10-3 J=-600 J;则在A→B→C→A一个循环过程中,外界对气体做功W=W1+W2=-200 J,而气体内能不变,则由热力学第一定律可知,气体吸收热量200 J,故D错误。突破点二　热力学第一定律与气体实验定律的综合应用解题基本思路 【例2】 如图所示,一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B。此过程中,气体压强p=1.0×105 Pa不变,吸收的热量Q=7.0×102 J,求此过程中气体内能的增量。答案 5.0×102 J 对外做的功W=p(VB-VA)根据热力学第一定律有ΔU=Q-W代入数据解得ΔU=5.0×102 J。【例3】 如图所示,竖直放置的圆柱形汽缸由上、下两部分组成,上面部分横截面积为4S,下面部分横截面积为S,两部分高度均为h。汽缸顶部与大气连通,其余部分绝热。有一质量m= 的绝热活塞放在汽缸的水平段MN、PO的垫片上,垫片体积、厚度均不计。一定质量的理想气体被封闭在汽缸下面部分,初始时封闭气体压强为0.5p0,温度为T0,现用电热丝对封闭气体缓慢加热。不计活塞厚度及其与汽缸之间的摩擦,活塞移动时保持水平且与汽缸之间气密性良好,大气压强为p0,重力加速度为g。(1)求活塞刚好与MN、PO的垫片分离时封闭气体的温度T1。(2)求当活塞恰升至汽缸口时封闭气体的温度T2。(3)若从开始到活塞恰升至汽缸口的过程中,封闭气体内能增加量为ΔU,求电热丝对气体提供的热量Q。解析 (1)当活塞刚好离开MN、PO时,对活塞受力分析有p0·4S+mg=p·4S(2)从活塞刚好离开MN、PO到恰升至汽缸口,活塞缓慢移动,始终处于平衡(3)全过程中,气体对外做功W=pΔV=4pSh由热力学第一定律ΔU=Q-W可得Q=ΔU+5p0Sh。