第2章 热力学第一定律
思考题：
1. 对一定量的理想气体，下列单纯PVT过程是否可能：
① 等温下绝热膨胀。
② 等压下绝热压缩。
③ 体积不变，而温度上升，且过程绝热。
④ 吸热而温度不变。
⑤ 温度不变，且压力不变。
2. 在一个带有无摩擦、无质量的绝热活塞的绝热气缸内充入一定量的气体。气缸内壁绕有电阻丝，活塞上方施以一恒定压力，并与缸内气体成平衡状态，如图所示。现通入一微小电流，使气体缓慢膨胀。此过程为一等压过程，故Qp=ΔH，该系统为一绝热系统，则Qp=0，所以此过程的ΔH=0。此结论对否？
3. 已知下述反应的mrH：
① C(石墨) + 0.5 O2(g) == CO(g) )(IHmr
② CO+ 0.5 O2(g) == CO2(g) )(IIHmr
③ H2(g) + 0.5 O2(g) == H2O(g) )(IIIHmr
④ 2H2(g) + O2(g) == 2H2O(l) )(IVHmr
(i) )(IHmr，)(IIHmr，)(IIIHmr，)(IVHmr是否分别是CO(g) ，CO2(g) ，H2O(g)， H2O(l)的mfH？
(ii) )(IHmr，)(IIHmr，)(IIIHmr是否分别是C(石墨)，CO2(g)，H2(g)的mCH？
4. 什么情况下，一个化学反应的mrH不随温度变化？ 选择题：
1. 绝热水箱中装有水，水中绕有电阻丝，由蓄电池供给电流。假设电池放电过程中无热效应，通电后电阻丝和水的温度皆有升高。
A．Q=0，W<0，ΔU<0 B. Q<0，W>0，ΔU>0 C．Q>0，W=0，ΔU>0
D. Q=0，W>0，ΔU>0 E. Q<0，W=0，ΔU<0
① 以电池为系统，水和电阻丝为环境，上述正确的是
② 以电阻丝为系统，水和电池为环境，上述正确的是
1 甲
乙 第二节 热力学第一定律 学案
班级 姓名 2014/3/12
【学习目标】
1. 理解热力学第一定律的内容及表达式，并能进行简单的计算。
2. 会用热力学第一定律分析、解释有关的物理问题。
【学习过程】
一、热力学第一定律
1. 热力学第一定律：如果物体和外界同时发生做功和热传递的过程，那么物体内能的增加ΔU就等于 和 之和。
2.公式：ΔU= 。
其中，ΔU表示 ，Q表示 ，W表示 。
3.公式中各量正负号的意义
+（>0） -(<0)
W
Q
ΔU
例1. 一定质量的气体，在被压缩的过程中外界对气体做功３００ J，但这一过程中气体的内能减少了300 J，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收（或放出）多少热量？
二、热力学第一定律在理想气体中的应用
理想气体的特点：由于理想气体不计分子间的作用力，也就忽略了分子的势能，所以理想气体的内能只是分子热运动
的总和，理想气体的内能只跟
有关。
1. 绝热过程
（1）绝热系统：不与外界发生热交换的系统
（2）写出绝热系统的热力学第一定律表达式：
（3）如何改变一个绝热系统的内能？
气体与外界无热交换，Q= 。体积膨胀，外界对气体做 （正、负）功，内能 ；体积压缩，外界对气体做 （正、负）功，内能 。
例2．(单选)如图所示活塞将气缸分成两气室，气缸和活塞（连同拉杆）都是绝热的，且不漏气，以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中：（ ） 2
A．E甲不变，E乙减小
第二章 热力学第一定律
1、如果一个系统从环境吸收了J40的热，而系统的热力学能却增加了J200,问系统从环境中得到了多少功？如果该系统在膨胀过程中对环境作了kJ10的功，同时收了kJ28的热，求系统的热力学能变化值。
解：根据WQU热力学第一定律,可知
JQUW160)40200(（系统从环境吸热，0Q）
kJWQU181028（系统对环境做功，0W）
2、有mol10的气体（设为理想气体），压力为kPa1000，温度为K300，分别求出等温时下列过程的功：
（1）在空气中压力为kPa100时，体积胀大31dm；
（2）在空气中压力为kPa100时，膨胀到气体压力也是kPa100；
（3）等温可逆膨胀至气体的压力为kPa100；
解：（1）外压始终维持恒定，系统对环境做功
JVpWe1001011010033
（2）
)11()()(12112212ppnRTppnRTpnRTpVVpVpWeeee
343311108.31430010010()2.21010010100010J
（3）等温可逆膨胀：
2112lnln21ppnRTVVnRTdVpWVVe
J41074.51001000ln300314.810
3、1mol单原子理想气体，,32VmCR，始态（1）的温度为273K,体积为322.4dm，经历如下三步，又回到始态，请计算每个状态的压力，Q,W和U。
（1）等容可逆升温由始态（1）到546K的状态（2）；
（2）等温（546K）可逆膨胀由状态（2）到44.8dm3的状态（3）；
（3）经等压过程由状态（3）回到始态10mol,300K
1000kPa,V1 10mol,300K
100kPa,V2
（1）；
1 甲
乙 第二节 热力学第一定律 学案
班级 姓名 2014/3/12
【学习目标】
1. 理解热力学第一定律的内容及表达式，并能进行简单的计算。
2. 会用热力学第一定律分析、解释有关的物理问题。
【学习过程】
一、热力学第一定律
1. 热力学第一定律：如果物体和外界同时发生做功和热传递的过程，那么物体内能的增加ΔU就等于 和 之和。
2.公式：ΔU= 。
其中，ΔU表示 ，Q表示 ，W表示 。
3.公式中各量正负号的意义
+（>0） -(<0)
W
Q
ΔU
例1. 一定质量的气体，在被压缩的过程中外界对气体做功３００ J，但这一过程中气体的内能减少了300 J，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收（或放出）多少热量？
二、热力学第一定律在理想气体中的应用
理想气体的特点：由于理想气体不计分子间的作用力，也就忽略了分子的势能，所以理想气体的内能只是分子热运动
的总和，理想气体的内能只跟
有关。
1. 绝热过程
（1）绝热系统：不与外界发生热交换的系统
（2）写出绝热系统的热力学第一定律表达式：
（3）如何改变一个绝热系统的内能？
气体与外界无热交换，Q= 。体积膨胀，外界对气体做 （正、负）功，内能 ；体积压缩，外界对气体做 （正、负）功，内能 。
例2．(单选)如图所示活塞将气缸分成两气室，气缸和活塞（连同拉杆）都是绝热的，且不漏气，以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中：（ ） 2
A．E甲不变，E乙减小
