高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 功、热和内能的改变优质复习课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 功、热和内能的改变优质复习课件ppt，共30页。PPT课件主要包含了知识清单，PART01，重点突破，PART02，热力学第二定律，物理模型归纳，PART03，热学规律的选用，PART04，综合应用等内容，欢迎下载使用。
功和内能：在绝热情况下， 是内能变化的量度热量和内能：只发生传热时，热量是 变化的量度做功和传热在改变内能上是 的
内容：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表达式：ΔU＝ ＋___
能量守恒定律第一类永动机不能制成的原因：违背_____________
克劳修斯表述：_______________________________ _______开尔文表述：_________________________________ ___________________________第二类永动机不能制成的原因：违背了___________ _____能源是有限的
热量不能自发地从低温物体传到高
不可能从单一热库吸收热量，使之完
全变成功，而不产生其他影响
热力学第一定律与能量守恒定律
1.热力学第一定律的理解(1)内能的变化常用热力学第一定律进行分析。(2)做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，W为负；体积缩小，外界对气体做功，W为正。(3)与外界绝热，则不发生传热，此时Q＝0。(4)如果研究对象是理想气体，因理想气体忽略分子势能，所以当它的内能变化时，体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化。
2.三种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界(物体)对物体(外界)做的功等于物体内能的增加(减少)。(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收(放出)的热量等于物体内能的增加(减少)。(3)若在过程的初、末状态，物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界(物体)对物体(外界)做的功等于物体放出(吸收)的热量。
【例题】 (2023·天津卷，2)如图是爬山所带的氧气瓶，爬高过程中，氧气瓶里的气体体积和质量均不变，温度降低，则气体(　　)A.对外做功 B.内能减少C.吸收热量 D.压强不变
解析：爬高过程中，气体的体积保持不变，则气体对外不做功，A错误；爬高过程中，气体温度降低，则气体的内能减少，B正确；根据热力学第一定律可知ΔU＝W＋Q，又W＝0，ΔUQAC，故D错误。
【例题】(2023·安徽合肥市第二次质检)蔬菜大棚通常靠通风来调节温度，某研究小组设计了一款温控报警装置，其原理如图所示。将导热汽缸竖直悬挂在大棚内，缸内通过活塞封闭了一定质量的空气。当棚内温度为7 ℃时，活塞静止于距汽缸顶部70.0 cm的C处；当棚内温度缓慢升高，活塞下移5 cm至D处，此时涂有导电物质的活塞下表面恰与a、b触点接触，蜂鸣器报警。已知活塞质量m＝0.5 kg、横截面积S＝25 cm2、厚度不计，活塞与汽缸之间的摩擦不计，大气压强p0＝1.0×105 Pa，g取10 m/s2。求：(1)蜂鸣器刚报警时棚内温度；(2)活塞由C至D过程，若缸内空气的内能增加了37 J，缸内空气吸收的热量。
答案（1）300 K或27 ℃　（2）
可得TD＝300 K，即27 ℃
（2）汽缸内空气在等压膨胀过程中压强恒为p，活塞受力如图由平衡条件得p0S＝mg＋pS解得p＝9.8×104 Pa，该过程中外界对气体做功W＝－pΔV＝－12.25 J，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可得Q＝49.25 J。
【例题】如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑的绝热汽缸中有加热装置，汽缸壁内有卡槽，卡槽距缸底的高度H＝2 m。质量M＝10 kg、横截面积S＝5×10－3 m2的活塞停在卡槽处，其下方封闭有一定质量压强为p1＝0.8×105 Pa、温度为t1＝17 ℃的理想气体，现通过加热装置对缸内气体缓慢加热。已知外界大气压强p0＝1×105 Pa保持不变，热力学温度与摄氏温度的关系T＝t＋273 K，重力加速度g＝10 m/s2。
(1)求活塞刚要离开卡槽时缸内气体的热力学温度T2；(2)若活塞离开卡槽后继续上升了h＝0.2 m，该过程中气体吸收了Q＝370 J的热量，求该过程中气体内能的变化量ΔU。
答案　(1)435 K　(2)250 J解析　(1)已知p1＝0.8×105 Pa，T1＝290 K当活塞刚要离开卡槽时，根据受力分析则有p2S＝p0S＋Mg解得p2＝1.2×105 Pa
联立解得活塞刚要离开卡槽时，气体的热力学温度T2＝435 K。(2)活塞离开卡槽上升过程中，是等压变化，故气体对外做功，则有W＝－p2Sh＝－120 J由热力学第一定律得ΔU＝W＋Q代入数据解得此过程中气体内能的变化量ΔU＝250 J。