高中鲁科版 (2019)第1节 热力学第一定律完美版ppt课件

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在空气压缩引火仪底部放置少量的硝化棉，迅速压下筒中的活塞，可以观察到硝化棉燃烧的火苗。为什么筒底的硝化棉会被点燃呢？你能解释这个现象吗？
在寒冷的冬天，如何让冰凉的手升温？
总结：做功和热传递是升温的两种方式
一 功、热量与内能
1．改变物体内能的两种方式做功和热传递．
2．做功与内能的变化的关系(1)做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程．(2)在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，就有多少内能转化为其他形式的能，物体的内能就减少多少．
3．改变内能两种方式的比较
5.应用热力学第一定律解题的一般步骤(1)首先选定研究对象是哪个物体或哪个热力学系统．(2)根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的正、负．(3)根据方程ΔU＝W＋Q求出未知量．(4)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．
6．判断气体做功正、负的方法(1)若气体体积增大，表明气体对外界做功，W<0．(2)若气体体积变小，表明外界对气体做功，W>0．
7．几种常见的气体变化过程(1)绝热过程：过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对气体做的功等于气体内能的增加．(2)等容过程：在该过程中气体不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，气体吸收的热量等于气体内能的增加．(3)等温过程：在过程的始末状态，气体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，表示气体吸收的热量全部用来对外做功或外界对气体所做的功全部转换为热量放出．
【例】　(1)一定量的气体从外界吸收了2.6×105 J 的热量，内能增加了4.2×105 J，是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做了多少功？(2)一定质量的气体，从外界吸收3.5×105 J的热量，同时气体对外界做功2.3×105 J，则气体的内能怎样变化？
[解析]　(1)根据热力学第一定律表达式中的符号法则，知Q＝2.6×105 J，ΔU＝4.2×105 J．由ΔU＝W＋Q，则W＝ΔU－Q＝4.2×105 J－2.6×105 J＝1.6×105 J．W＞0，说明是外界对气体做了功．(2)Q＝3.5×105 J，W＝－2.3×105 J，则ΔU＝Q＋W＝1.2×105 J，ΔU为正值，说明气体的内能增加1.2×105 J．
[答案]　(1)外界对气体做功　1.6×105 J　(2)增加了1.2×105 J
1．概念：不消耗任何能量而能永远对外做功的机器．2．结果17～18世纪，人们提出了许多永动机设计方案，但都以失败而告终．3．原因设想能量能够无中生有地创造出来，违背了热力学第一定律．4．启示人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律．
1.改变内能的两种方式：做功与热传递
1.［多选］以下过程可能发生的是（　　）A.对物体做功，物体的内能增加B.对物体做功，同时物体吸热，物体的内能不变C.物体对外做功，同时放热，物体的内能不变D.物体对外做功，同时吸热，物体的内能不变
【解析】　根据热力学第一定律ΔU=Q+W判断A对：对物体做功，物体的内能会增加。B错：对物体做功，同时物体吸热，物体的内能增加。C错：物体对外做功，同时放热，物体的内能减少。D对：物体对外做功，同时吸热，且做功与吸热的数值相等，物体的内能不变。
2.一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104 J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程（　　）A.气体从外界吸收热量2.0×105 J　B.气体向外界放出热量2.0×105 JC.气体从外界吸收热量6.0×104 J　D.气体向外界放出热量6.0×104 J
解析：根据热力学第一定律可知，Q= ΔU -W=（-1.3×105 J）-7.0×104 J=-2.0×105 J，即气体向外界放出热量2.0×105 J。
3. 如图所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空。现将隔板抽掉，让左侧气体自由膨胀到右侧直至平衡，在此过程中（　　）A.气体对外界做功，温度降低，内能减少B.气体对外界做功，温度不变，内能不变C.气体不做功，温度不变，内能不变D.气体不做功，温度不变，内能减少
4.如图所示，一定质量的理想气体经历A→B、B→C、C→A三个变化过程，则：（1）符合查理定律的变化过程是　　　　；C→A过程中气体　　　　（选填“吸收”或“放出”）热量，　　　　（选填“外界对气体”或“气体对外界”）做功，气体的内能　　　　（选填“增加”“减少”或“不变”）。（2）已知理想气体在状态A时的温度是27 ℃，求气体在状态C时的温度是　　　　。
5.如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为20 cm，用竖直向下的力F压活塞，使空气柱长度变为原来的一半，人对活塞做功10 J，大气压强为p0=1×105 Pa，不计活塞的重力，求：（1）若用足够长的时间缓慢压缩，压缩后气体的压强；（2）若以适当的速度压缩气体，此过程气体向外散失的热量为2 J，则气体的内能增加多少？（活塞的横截面积S=1 cm2）
解：（1）设压缩后气体的压强为p，缓慢压缩，气体温度不变，由玻意耳定律：p0V0=pV解得p=2×105 Pa。（2）大气压力对活塞做功W1=p0SΔh=1 J，人对活塞做功W2=10 J，由热力学第一定律：ΔU=W1+W2+Q将数据代入，解得ΔU=9 J。