《热力学第一定律》课件1.ppt

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1、第二节　热力学第一定律热力学基础1．理解热力学第一定律的内容和数学表达式，并能进行简单计算．2．会用热力学第一定律分析、解释有关物理问题．夏天取一瓶与室温相同的啤酒，用开瓶盖的起子将瓶盖迅速打开，你手上就会觉得有一股比室温稍低的冷气冒出，随之还有一些泡沫向外涌．这里冒出的气为什么温度会比室温低呢？1．热力学第一定律内容：如果物体与外界之间同时发生____和________的过程，那么，物体内能的增加量ΔU等于外界对物体所做的功W与物体从外界吸收的热量Q之和．2．热力学第一定律表达式：___________.做功　热传递ΔU＝Q＋W热力学第一定律如

2、果物体与外界之间同时存在做功和热传递的过程，那么，物体内能的增加量ΔU等于外界对物体所做的功W与物体从外界吸收的热量Q之和叫做热力学第一定律.热力学第一定律不仅反映了做功和热传递对改变物体内能是等效的，而且给出了内能的变化量和功、热量之间的定量关系．其表达式ΔU＝Q＋W是标量式，三个物理量的单位统一为国际单位制中的焦耳(J)．几种特殊情况：①绝热过程，则Q＝0，ΔU＝W，外界对物体做的功等于物体内能的增加量.②不做功，则W＝0，ΔU＝Q，物体吸收的热量等于物体内能的增加量；③始末状态内能不变，则ΔU＝0，Q＋W＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于

3、物体放出的热量．(双选）如图，一绝热容器被隔板K隔成a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空，抽开隔板K后a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中()A．气体对外界做功，内能减少B．气体不做功，内能不变C．气体压强变小，温度降低D．气体压强变小，温度不变解析：绝热容器的稀薄气体与外界没有热传递，Q＝0，稀薄气体向真空扩散没有做功，W＝0.根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变，A、C错误，B正确．稀薄气体扩散体积增大，压强必然减小，D正确．答案：BD课堂训练1．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是()A．物体吸收热量，

4、内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变解析：根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，物体内能的变化与外界对气体做功(或气体对外界做功)，气体从外界吸热(或向外界放热)两种因素有关，物体吸收热量，但有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，故A错，同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减小，B错；若物体吸收的热量与对外做功相等，则内能不变，C正确．而放热与对外做功是使物体内能减小，所以D错．答案：C热力学第一定律的应用热力学第一定律是功、热量跟内能的变

5、化的定量关系．表达式ΔU＝Q＋W也适用于物体对外做功、向外放热和内能减小的情况：①Q为正——物体吸热；Q为负——物体放热；②W为正——外界对物体做功；W为负——物体对外界做功；③ΔU为正——物体内能增大；ΔU为负——物体内能减小．一定质量的气体，在被压缩的过程中外界对气体做功300J，但这一过程中气体的内能减少了300J，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收(或放出)多少热量？解析：由题意知，W＝300J，ΔU＝－300J根据热力学第一定律：ΔU＝Q＋W可得：Q＝ΔU－W＝－300J－300J＝－600JQ为负值表示气体放热，因此气体放出600J

6、的热量．课堂训练2．如图是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800J，同时气体向外界放热200J，缸内气体的()A．温度升高，内能增加600JB．温度升高，内能减少200JC．温度降低，内能增加600JD．温度降低，内能减少200J解析：由热力学第一定律，ΔU＝Q＋W＝－200J＋800J＝600J，内能增加600J，则温度一定升高，A正确．答案：A1．（双选）一定质量的理想气体，如果体积膨胀，同时吸收热量，下列关于该气体内能变化的说法中正确的是()A．如果气体对外做的功大于吸收的热量，气体内能将减少B．如果气体对外做的功小于吸收

7、的热量，气体内能将减少C．如果气体对外做的功等于吸收的热量，气体内能将不变D．如果气体对外做的功等于吸收的热量，气体内能可能改变解析：体积膨胀，则气体的压力一定对外做功，W＜0，吸收热量Q＞0，所以气体内能的变化要比较二者的大小关系，由ΔU＝W＋Q可知A、C正确．答案：AC2．下图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中()A．外界对气体做功，气体内能增大B．外界对气体做功，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内

8、能减小解析：由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，Q＝0，W>0，ΔU>0.答案：A3．给旱区送水的消防车停于水平面，在缓缓放水的过程中，若车胎