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第三讲热力学定律与能量守恒定律教案一、热力学第一定律1．改变物体内能的两种方式(1)做功；(2)热传递．2．热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和．(2)表达式：ΔU＝Q＋W.(3)ΔU＝Q＋W中正、负号法则：二、能量守恒定律1．内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者是从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．2．条件性能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的．3．第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律．三、热力学第二定律1．热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．(2)开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响或表述为“第二类永动机是不可能制成的”．2．用熵的概念表示热力学第二定律在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．3．热力学第二定律的微观意义一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．4．第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律．[小题快练]1．判断题(1)为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，做功和热传递的实质是相同的．( × )(2)绝热过程中，外界压缩气体做功20 J，气体的内能可能不变．( × )(3)在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为打气筒从外界吸热．( × )(4)可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功．( √ )2．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程( B )A．气体从外界吸收热量2.0×105 JB．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 JD．气体向外界放出热量6.0×104 J3．(多选)对热力学第二定律，下列理解正确的是( BD )A．自然界进行的一切宏观过程都是可逆的B．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的C．热量不可能由低温物体传递到高温物体D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的考点一热力学第一定律 (自主学习)1．热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系，即ΔU＝Q＋W.2．三种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量．(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加量．(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量．1－1.[热力学第一定律的理解] (多选)(2015·广东卷)图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气( )A．内能增大B．压强增大C．分子间引力和斥力都减小D．所有分子运动速率都增大答案：AB1－2.[热力学第一定律的应用] (多选) (2019·拉萨北京实验中学月考)如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空．现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个气缸．待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积．假设整个系统不漏气．下列说法正确的是( )A．气体自发扩散前后内能相同B．气体在被压缩的过程中内能增大C．在自发扩散过程中，气体对外界做功D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变解析：气体向真空扩散过程中不对外做功，且又因为气缸绝热，可知气体自发扩散前后内能相同，选项A正确，C错误；气体在被压缩的过程中活塞对气体做功，因气缸绝热，则气体内能增大，选项B、D正确；气体在被压缩的过程中，因气体内能增加，则温度升高，气体分子的平均动能增加，选项E错误．答案：ABD[反思总结]判定物体内能变化的方法1．内能的变化都要用热力学第一定律进行综合分析．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，则不发生热传递，此时Q＝0.4．如果研究对象是理想气体，则由于理想气体没有分子势能，所以当它的内能变化时，主要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．考点二热力学第二定律 (自主学习)1．对热力学第二定律关键词的理解在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”的含义：(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助．(2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等．2．热力学第二定律的实质自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．如(1)高温物体热量Q能自发传给热量Q不能自发传给低温物体(2)功能自发地完全转化为不能自发地且不能完全转化为热(3)气体体积V1能自发膨胀到不能自发收缩到气体体积V2(较大)(4)不同气体A和B能自发混合成不能自发分离成混合气体AB3．两类永动机的比较2－1.[热力学第二定律的理解] (多选)根据热力学定律，下列说法正确的是( ) A．第二类永动机违反能量守恒定律，因此不可能制成B．效率为100%的热机是不可能制成的C．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递D．从单一热源吸收热量，使之完全变为功而不引起其他变化是提高机械效率的常用手段E．吸收了热量的物体，其内能也不一定增加答案：BCE2－2.[热力学定律的理解] (多选)下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是( ) A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律B．能量耗散过程中能量不守恒C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性E．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功答案：ADE考点三气体实验定律与热力学第一定律的综合应用 (自主学习)气体实验定律与热力学第一定律的结合量是气体的体积和温度，当温度变化时，气体的内能变化，当体积变化时，气体将伴随着做功，解题时要掌握气体变化过程的特点：(1)等温过程：内能不变，即ΔU＝0.(2)等容过程：W＝0.(3)绝热过程：Q＝0.3－1.(多选)(2019·甘肃一中期中)如图所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p－T图中从a到b的直线所示，在此过程中( )A．气体的体积减小B．气体对外界做功C．气体的内能不变D．气体先从外界吸收热量，后向外界放出热量E．外界对气体做功，同时气体向外界放出热量解析：由p1V1＝p2V2得，由a到b压强变大，体积减小．故A正确；温度不变气体内能不变．故C正确；由热力学第一定律可得，外界对气体做功，同时气体向外界放出热量，故E正确．答案：ACE3－2.如图所示，一根上粗下细、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端封闭、下端开口，横截面积S 1＝4S 2，下端与大气连通．粗管中有一段水银封闭了一定质量的理想气体，水银柱下表面恰好与粗管和细管的交界处平齐，空气柱和水银柱长度均为h ＝4 cm.现在细管口连接一抽气机(图中未画出)，对细管内气体进行缓慢抽气，最终使一半水银进入细管中，水银没有流出细管．已知大气压强为p 0＝76 cmHg.(1)求抽气结束后细管内气体的压强；(2)抽气过程中粗管内气体吸热还是放热？请说明原因．解析：(1)缓慢抽气过程，粗管内气体温度不变，设抽气后粗管内气体压强为p 1，细管内气体压强为p 2，由玻意耳定律知(p 0－ρgh )hS 1＝p 1(h ＋12h )S 1，由S 1＝4S 2知抽气后细管内水银柱长度为2h ，故p 2＝p 1＋(12h ＋2h )ρg ，解得p 2＝58 cmHg.(2)吸热．抽气过程中，粗管内气体温度不变，内能不变，ΔU ＝W ＋Q ＝0，气体体积增大，对外做功，W ＜0，则Q ＞0，故气体需要吸热． 答案：(1)58 cmHg (2)见解析1．关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是( D ) A ．一定量气体吸收热量，其内能一定增大 B ．不可能使热量由低温物体传递到高温物体 C ．若两分子间距离增大，分子势能一定增大 D ．若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大2．(多选)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体( AC )A ．体积减小，内能增大B ．体积减小，压强减小C ．对外界做负功，内能增大D ．对外界做正功，压强减小3．(多选)夏天，自行车内胎充气过足，放在阳光下受到暴晒，车胎极易爆裂．关于这一现象对车胎内气体描述正确的有(暴晒过程中内胎容积几乎不变)( BCD ) A ．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，分子间斥力急剧增大的结果B ．在爆裂前的过程中，车胎内气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大C ．在爆裂前的过程中，车胎内气体吸热，内能增加D ．在车胎突然爆裂的瞬间，车胎内气体内能减少4. 如图所示，一个厚度和质量不计、横截面积为S ＝10 cm 2的绝热汽缸倒扣在水平桌面上，汽缸内有一绝热的“T”形活塞固定在桌面上，活塞与汽缸封闭一定质量的理想气体，开始时，气体的温度为T 0＝300 K, 压强为p ＝0.5×105Pa, 活塞与汽缸底的距离为h ＝10 cm ，活塞与汽缸可无摩擦滑动且不漏气，大气压强为p 0＝1.0×105Pa.求：(1)此时桌面对汽缸的作用力F ；(2)现通过电热丝给气体缓慢加热到T ，此过程中气体吸收热量为Q ＝7 J ， 内能增加了ΔU ＝5 J ，整个过程活塞都在汽缸内，求T 的值． 解析：(1)对汽缸受力分析，由平衡条件有F ＋pS ＝p 0S ，得F ＝(p 0－p )S ＝50 N.(2)设温度升高至T 时活塞距离汽缸底H ，则 气体对外界做功W ＝p 0ΔV ＝p 0S (H －h )， 由热力学第一定律ΔU ＝Q －W ， 解得H ＝12 cm.气体温度从T 0升高到T 的过程，由理想气体状态方程得pSh T 0＝p 0SH T， 解得T ＝p 0HphT 0＝720 K. 答案：(1)50 N (2)720 K[A 组·基础题]1．(2015·重庆卷)某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大．若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么( D ) A ．外界对胎内气体做功，气体内能减小B．外界对胎内气体做功，气体内能增大C．胎内气体对外界做功，内能减小D．胎内气体对外界做功，内能增大2. (2018·开封模拟)一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在( B )A．ab过程中不断减小B．bc过程中保持不变C．cd过程中不断增加D．da过程中保持不变解析：因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B 正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A错误；cd是等压线，温度降低则体积减小，C 错误；连接aO交cd于e，则ae是等容线，即V a＝V e，因为V d<V e，所以V d<V a，所以da过程中体积发生变化，D错误．3．(多选)根据热力学定律，下列说法中正确的是( AB )A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机D．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”4．(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是( ACE )A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D．不可能使热量从低温物体传向高温物体E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程5．(多选) 如图所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是( ACE )A ．气体A 吸热，内能增加B ．气体B 吸热，对外做功，内能不变C ．气体A 分子的平均动能增大D ．气体A 和气体B 内每个分子的动能都增大E ．气体B 分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少[B 组·能力题]6. 如图所示，—个绝热的汽缸(汽缸足够高)竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将汽缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体A 和B .活塞的质量m ＝8 kg ，横截面积S ＝10 cm 2，与隔板相距h ＝25 cm ，现通过电热丝缓慢加热气体，当A 气体吸收热量Q ＝200 J 时，活塞上升了h ′＝10 cm ，此时气体的温度为t 1＝27 ℃，已知大气压强p 0＝1×105Pa ，重力加速度g 取10 m/s 2.(1)加热过程中，若A 气体的内能增加了ΔU 1＝55 J ，求B 气体的内能增加量ΔU 2； (2)现在停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时，A 气体的温度为t 2＝30 ℃，求添加砂粒的总质量M . 解析：(1)B 气体对外做功W ＝(p 0S ＋mg )h ′＝18 J ，由热力学第一定律得ΔU 1＋ΔU 2＝Q －W ，ΔU 2＝Q －W －ΔU 1＝127 J. (2)B 气体的初状态p 1＝p 0＋mg S＝1.8×105Pa ， V 1＝(h ＋h ′)S ＝3.5×10－4 m 3，T 1＝(27＋273) K ＝300 K ， B 气体的末状态p 2＝p 0＋(m ＋M )g S，V 2＝hS ＝2.5×10－4 m 3，T 2＝(30＋273) K ＝303 K ，由理想气体状态方程得p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2，代入数据得M ＝7.452 kg. 答案：(1)127 J (2)7.452 kg7．一定质量的理想气体，其内能跟温度成正比．在初始状态A 时，体积为V 0，压强为p 0，温度为T 0，已知此时其内能为U 0.该理想气体从状态A 经由一系列变化，最终还回到原来状态A ，其变化过程的p －T 图象如图所示，其中CA 延长线过坐标原点，B 、A 在同一竖直线上．求： (1)气体在状态B 的体积；(2)气体在状态C 的体积；(3)从状态B 经由状态C ，最终回到状态A 的过程中，气体与外界交换的热量．解析：(1)由题图可知，从状态A 到状态B 气体温度T 1＝T 0，为等温变化过程，在状态B 时气体压强p 1＝3p 0，设体积为V 1，由玻意耳定律有p 0V 0＝p 1V 1，解得V 1＝V 03.(2)由题图可知，从状态B 到状态C 气体压强p 2＝p 1＝3p 0，为等压变化过程，在状态C 时气体温度T 2＝3T 0，设体积为V 2，由盖—吕萨克定律有V 1T 1＝V 2T 2，解得V 2＝V 0.(3)由状态B 经状态C 回到状态A ，设外界对气体做的总功为ΔW ，从状态B 到状态C ，设外界对气体做功为ΔW BC ， ΔW BC ＝p 2(V 1－V 2)， 联立解得ΔW BC ＝－2p 0V 0.从状态C 回到状态A ，由图线知为等容过程，外界对气体不做功，所以ΔW ＝ΔW BC ＝－2p 0V 0. 由状态B 经状态C 回到状态A ，气体内能增加量为ΔU ＝0，设气体从外界吸收的热量为ΔQ ，由热力学第一定律ΔU ＝ΔQ ＋ΔW ，解得ΔQ ＝2p 0V 0，即气体从外界吸收热量2p 0V 0. 答案：(1)V 03 (2)V 0 (3)从外界吸收热量2p 0V 0。
第三节热力学第一定律能量守恒定律一、教学目标1、知道热力学第一定律的内容及其表达式2、理解能量守恒定律的内容3、了解第一类永动机不可能制成的原因二、教学重点与难点从能量转化的观点理解热力学第一定律，会用ΔU = W + Q 分析和计算有关问题是本节的重点。
热力学第一定律ΔU = W + Q中各物理量的意义及正负号的确定，如何用能量转化和守恒的观点分析物理现象是本节的难点。
三、教学方法与建议问题讨论法、阅读法四、学情分析通过对上两节课内容的归纳，即做功和热传递都可以改变物体的内能，并且二者是等效的。
在此基础上，提出当外界对物体既做功又热传递时，物体的内能如何改变？学生通过分析讨论，自然得出热力学第一定律。
能量守恒定律的知识，学生一直都有，故不存在什么问题。
永动机学生虽然比较陌生，但通过影片的播放介绍，学生应该能够有所了解。
五、教学过程（一）引入新课[问题]：改变物体内能的方式有哪些？学生回答：做功和热传递。
教师：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么，功、热量跟内能的改变之间一定有某种联系，我们就来研究这个问题。
（二）新课讲授一、热力学第一定律1、思考与讨论（1）一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：①如果外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？②如果物体对外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？学生思考回答：一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，那么，外界对它做多少功，它的内能就增加多少；物体对外界做多少功，它的内能就减少多少。
（2）一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：①如果物体吸收热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？②如果放出热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？学生思考回答：如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多少.（3）如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，内能的变化ΔU与热量Ｑ及做的功Ｗ之间又有什么关系呢？学生思考后应该能够得出ΔU = W + Q的结论。
10.3热力学第肯定律能量守恒定律教学目的（1）知道热力学第肯定律，理解能量守恒定律（2）对热力学第肯定律的数学表达式有简洁相识（3）知道永动机是不行能的教材分析分析一：本节由变更物体内能的两种方式引出热力学第肯定律及其数学表达式，在此根底上结合以往的学问总结出能量守恒定律，最终通过能量守恒定律阐述永动机是不行能的．分析二：依据热力学第肯定律知，物体内能的变更量，运用此公式时，须要留意各物理量的符号：物体内能增加时，为正，物体内能削减时，为负；外界对物体做功时，为正，物体对外界做功时，为负；物体汲取热量时，为正，物体放出热量．分析三：各种形式的能量在转化与转移过程中保持总量不变，无任何附加条件，而某种或几种能的守恒是要有条件的（例如机械能守恒须要对于系统只有重力或弹力做功）．教法建议建议一：在讲完热力学第肯定律后，给出其表达式，为增进学生对其理解，最好能举出实际例子，应用热力学第肯定律计算或说明．建议二：在讲能量守恒定律后，最好能用它对以往所学学问进展一个简洁的总结．要使学生相识到能量守恒定律是一个普遍的规律，热力学第肯定律是其一个详细表达形式．另外，为激发学生学习爱好，阐述能量守恒定律的重要意义，可以简洁介绍一下19世纪自然科学的三大发觉．教学设计示例教学重点：热力学第肯定律与能量守恒定律教学难点：永动机一、热力学第肯定律变更物体内能的方式有两种：做功与热传递．运用此公式时，须要留意各物理量的符号：物体内能增加时，为正，物体内能削减时，为负；外界对物体做功时，为正，物体对外界做功时，为负；物体汲取热量时，为正，物体放出热量时，为负．例1：下列说法中正确的是：A、物体汲取热量，其内能必增加B、外界对物体做功，物体内能必增加C、物体汲取热量，同时对外做功，其内能可能削减D、物体温度不变，其内能也肯定不变答案：C评析：在分析问题时，要求考虑比拟周全，既要考虑到内能包括分子动能与分子势能，又要考虑到变更内能也有两种方式：做功与热传递．例题2：空气压缩机在一次压缩中，空气向外界传递的热量2.0 ×105J，同时空气的内能增加了1.5 ×105J. 这时空气对外做了多少功？解：依据热力学第肯定律知1.5 ×105J -2.0 ×105J = -0.5 ×105J所以此过程中空气对外做了0.5 ×105J的功．二、能量守恒定律1、复习各种能量的互相转化与转移2、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消逝，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变．（学生看书学习能量守恒定律内容）．3、能量守恒定律的历史意义．三、永动机永动机的原理违反了能量守恒定律，所以是不行能的．举例说明几种永动机模型四、作业探究活动题目：永动机组织：分组方案：搜集有关永动机的材料，并运用所学学问说明永动机是不行能的评价：材料的丰富性。
第3节热力学第一定律能量守恒定律一、教材分析前面学习的焦耳实验结果表明，在系统状态发生改变时，只要初末状态确定了，做功的数量或者热传递的数量就是确定的。
而且，热功当量的测量结果表明，做功和热传递在改变内能上是等价的。
从而得出热力学第一定律的数学表达式。
又通过实例对表达式中物理量取值的正负意义进行了讨论。
接着，讲述了能量守恒定律的确立。
它具有重大的理论意义和实践意义。
它对于制造永动机的不可能实现，给予了科学上的最后判决。
二、教学目标知识与技能：理解热力学第一定律。
能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题。
理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。
通过能量守恒定律的学习，认识自然规律的多样性和统一性。
知道第一类永动机是不能实现的。
过程与方法：能够得出热力学第一定律，并会应用。
情感态度与价值观：通过学习能量守恒定律的得出过程，学习科学家的探索精神三．教学重点难点重点：热力学第一定律难点：能量守恒定律四、学情分析由于热力学第一定律是教学的重点及难点，因此应利用教学的相当多的时间来进行热力学第一定律的教学，具体来说△U=W+Q中各物理量的意义及正负号的确定对学生来讲是很困难的，以通俗易懂的语言来阐述；对于能量守恒定律的教学，调动学生相互讨论自然界中的各种能量间的转化，分析得出能量守恒定律。
五、教学方法自主阅读与思考、精讲精练六、课前准备七、课时安排1课时八、教学过程1.热力学第一定律（1）.一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
这个关系叫做热力学第一定律。
其数学表达式为：ΔU=W+Q（2）.与热力学第一定律相匹配的符号法则系统从外界吸收热量）热力学第一定律说明了做功和热传递是系统内能改变的量度，没有做功和热传现能量的转化或转移，同时也进一步揭示了能量守恒定律。
（4）应用热力学第一定律解题的一般步骤：①根据符号法则写出各已知量（W、Q、ΔU）的正、负；②根据方程ΔU=W+Q求出未知量；③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。
能量守恒定律与能源教案-物理-教学设计-人教版第一章：能量守恒定律的发现1.1 能量守恒定律的背景介绍热力学第一定律：能量守恒定律解释能量守恒定律的含义：在一个封闭系统中，能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体。
1.2 能量守恒定律的实验证据介绍历史上的一些重要实验，如托里拆利的实验和焦耳的热功当量实验，证明能量守恒定律的正确性。
1.3 能量守恒定律的应用解释能量守恒定律在日常生活中的应用，如热机的工作原理、照明设备的使用等。
第二章：内能与热量2.1 内能的概念解释内能的定义：物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和。
2.2 热量的传递介绍热量传递的三种方式：传导、对流和辐射。
解释热量的传递过程和热量传递的条件。
2.3 热量与内能的转化解释热量如何转化为内能，以及内能如何转化为热量。
举例说明热量和内能转化的实际应用，如加热设备、制冷设备等。
第三章：能源的分类与利用3.1 能源的分类介绍可再生能源和不可再生能源的概念。
解释不同类型能源的特点和区别。
3.2 能源的利用介绍人类如何利用各种能源，如化石燃料、水力发电、太阳能等。
讨论能源利用的利弊，以及可持续发展的重要性。
第四章：能源转化与能量效率4.1 能源转化的过程解释能源转化的基本原理，如热能转化为机械能、电能转化为热能等。
4.2 能量效率的概念解释能量效率的定义：能源转化为有用的能量与消耗的总能量之比。
4.3 提高能量效率的方法讨论提高能量效率的重要性和方法，如节能措施、能源利用技术的改进等。
第五章：能源与环境5.1 能源与环境问题的关系解释能源与环境问题的紧密联系，如化石燃料的使用对气候变化的影响。
5.2 可再生能源的重要性强调可再生能源在减少环境污染和应对气候变化中的作用。
5.3 可持续能源政策与行动讨论政府和个人在推动可持续能源发展方面可以采取的行动和政策。
第六章：生活中的能量转化6.1 机械能与动能解释机械能和动能的概念，以及它们在日常生活中的应用。
3.3能量守恒定律〖教材分析〗本节是对热力学知识内容的总结和扩展。
能量就是从千差万别的各种自然现象中抽象出来的概念。
学生学习到这里，已经可以从内转化和守恒扩展到自然界各种能量的转化和守恒了。
能量从更深的层次上反映了物质运动和相互作用的本质。
能量守恒定律是人们认识自然的重要工具。
学习本节使学生建立起能量的观点，学会用能量的观点看问题。
〖教学目标与核心素养〗物理观念∶通过学习物理学史，感受建立能量的观点的过程，树立能量守恒的世界观。
科学思维∶了解永动机模型，理解永动机不可制成的原因。
科学探究：通过学习能量概念的建立过程，体验科学家探究规律的艰辛与执着。
学习他们坚韧不拔的精神。
科学态度与责任∶理解能量守恒定律，能用能量守恒的观点解释自然现象，指导实践活动。
体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。
〖教学重难点〗教学重点：能量守恒定律及其应用。
教学难点：能量守恒定律及其应用。
〖教学准备〗多媒体课件等。
〖教学过程〗一、新课引入让"饮水小鸭""喝"完一口水后，直立起来。
直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再"喝"一口，然后又会直立起来。
如此循环往复、、、、、这种"饮水小鸭"玩具是一架永动机吗?动态图展示“饮水小鸭”。
二、新课教学（一）探索能量守恒的足迹1.人类对能量的认识动态图分别展示：描述热运动的内能、描述机械运动的机械能、描述光辐射的光能。
能量的概念是人类在对物质运动规律进行长期探索中建立起来的。
所有自然现象都涉及能量，不同形式的运动都可以用能量来描述。
动态图分别展示：各种能量之间的相互转化。
要用联系的观点去观察自然，我们可以用能量的观念把热、电、光、磁等都统一起来描述。
2.能量守恒观念的形成科学家贡献盖斯化学反应放出的热量与反应步骤无关焦耳功热等价迈尔提出能量守恒的思想亥姆霍兹概括和总结能量守恒定律（二）能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
第三讲热力学定律与能量守恒适用学科高中物理适用年级高三适用区域全国人教版课时时长（分钟）120知识点 1.热力学第一定律2.能量守恒定律3.热力学第二定律的一种表述．4.热力学第二定律的另一种表述．5.热力学第一、第二定律的对比．教学目标一、知识与技能1.理解热力学第一定律，并掌握其表达式．2.能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题．3.理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律．4.知道第一类永动机是不可能制成的.5.能用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移及方向性问题．6.尝试运用热力学第二定律解决一些实际问题.二、过程与方法1．通过有关史实，了解热力学第一定律和能量守恒定律的发现过程．体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义．2．认识热力学第一定律．理解能量守恒定律．用能量守恒观最新修正版点解释自然现象．体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一．3.通过自然界中热传导方向性的实例，了解热力学第二定律，并能用热力学第二定律解释第二类永动机不能制造成功的原因．三、情感、态度与价值观1.培养学生尊重科学的素养以及勇于在失败中总结教训的精神.2.培养学生学以致用，把学到的知识运用到生活实践中的探索精神．教学重点 1.热力学第一定律的定性分析和定量计算．2.能量守恒定律的理解和综合应用．3.热力学第二定律的两种不同表述．以及两种表述的物理实质．4.第二类永动机及其不能制成的原因．教学难点 1.热力学第一定律的应用．2.第一类永动机的理解．3.热力学第二定律的两种描述的理解．4.用热力学第二定律分析实际问题．教学过程一、复习预习提出问题：如图中左边为风力发电机，发出的电供给右边的电风扇，电风扇把风吹到发电机上发电，循环往复，不需要消耗其他能量风扇就可以一直工作下去．在能源短缺的现在，这是多么美好的愿望啊！同学们，这种愿望能实现吗？二、知识讲解课程引入：本节我们来学习热力学定律和能量守恒定律，这部分内容是历年高考的重点，同学们应引起足够的重视.考点/易错点1、热力学第一定律(1)热力学第一定律是研究功、热量和内能之间关系的规律．(2)热力学第一定律①内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和．②表达式：ΔU＝Q＋W.(3)对ΔU＝W＋Q的理解热力学第一定律将单纯的绝热过程和单纯的热传递过程推广到一般情况，既有做功又有热传递的过程，其中ΔU表示内能改变的数量，W表示做功的数量，Q表示外界与物体间传递的热量．(4)对公式ΔU、Q、W符号的规定W Q ΔU 符号外界对物体做功物体吸收热量内能增加正号物体对外界做功物体放出热量内能减少负号注意：一般情况下外界对物体特别是气体做功与否，需看物体的体积是否变化．1．若物体体积增大，表明物体对外界做功，W<0.2．若物体体积变小，表明外界对物体做功，W>0.考点/易错点2、能量守恒定律(1)内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律．(2)意义①各种形式的能可以相互转化．②各种物理现象可以用能量守恒定律联系在一起．③第一类永动机a．概念：不消耗或少消耗能量却能源源不断地对外做功的机器．b．原因：违背能量守恒定律．c．结果：无一例外地归于失败．(3)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．(4)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．(5)各种形式的能在转化和转移过程中总能量守恒无需任何条件，而某种或几种形式的能的守恒是有条件的．例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力做功．(6)能量守恒定律的发现，使人们进一步认识到，任何一部机器，只要对外做功，都要消耗能量，都只能使能量从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而不能无中生有地创造能量．不消耗能量，却可以源源不断地对外做功的机器(第一类永动机)是不可能制成的．在应用能量守恒定律分析问题时，应注意：1．哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加．2．哪个物体的能量减少，哪个物体的能量增加．考点/易错点3、热力学第二定律的一种表述(1)热传导的方向性①热量可以自发地由高温物体传给低温物体．②热量不能自发地由低温物体传给高温物体．③热传导过程是有方向性的．(2)热力学第二定律的克劳修斯表述热量不能自发地从低温物体传到高温物体．即热传导的过程具有方向性．考点/易错点4、热力学第二定律的另一种表述(1)机械能和内能转化过程具有方向性：即机械能全部转化为内能的过程是可以自发进行的，内能全部转化为机械能的过程，是不能自发进行的，要将内能全部转化为机械能，必然会引起其他影响．(2)开尔文表述：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．(即机械能与内能转化具有方向性)(3)克劳修斯表述指明热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助，其物理本质是揭示了热传递过程是不可逆的．(4)开尔文表述中的“单一热源”指温度恒定且均匀的热源．“不引起其他变化”是指唯一效果是热量全部转变为功而外界及系统都不发生任何变化．其物理实质揭示了热变功过程是不可逆的．(5)热力学第二定律的每一种表述都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，都是不可逆的．注意：1．在可以引起其他影响的情况下，热量可以从低温物体传到高温物体，如空调、冰箱等．2．分析热力学第二定律的应用问题时都不能忽视“自发性”和“不引起其他变化”的物理意义．考点/易错点5、热力学第一、第二定律的对比1．热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的一种表述形式，是从能的角度揭示不同物质运动形式相互转化的可能性．告诫人们：第一类永动机不可能制成．2．热力学第二定律揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性．如机械能可以全部转化为内能，内能却不可能全部转化为机械能而不引起其他变化，进一步揭示了各种有关热的物理过程都具有方向性．告诫人们：第二类永动机不可能制成．三、例题精析【例题1】【题干】如图所示，一内壁光滑的气缸固定于水平地面上，在距气缸底部L=54cm 处有一固定于气缸上的卡环，活塞与气缸底部之间封闭着一定质量的理想气体，活塞在图示位置时封闭气体的温度t 1=267℃，压强p 1=1．5atm ．设大气压强ρ0恒为1atm ，气缸导热性能良好，不计活塞的厚度．由于气缸缓慢放热，活塞最终会左移到某一位置而平衡．求活塞刚要离开卡环处时封闭气体的温度；②封闭气体温度下降到t 3=27℃时活塞与气缸底部之间的距离。
第3节热力学定律与能量守恒一、热力学第一定律1。
改变物体内能的两种方式(1）做功:将其他形式的能转化为内能。
(2)热传递：物体间内能的转移。
2.热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和.（2)表达式：ΔU=Q+W。
二、热力学第二定律及微观意义1。
热力学第二定律的两种表述（1)克劳修斯表述:不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化。
(2）开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不引起其他变化。
或表述为“第二类永动机不可能制成.”三、能量守恒定律和两类永动机1。
能量守恒定律能量既不会消失，也不会创生，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体,而能量的总值保持不变.2.两类永动机（1）第一类永动机：不消耗任何能量，却源源不断地对外做功的机器.违背能量守恒定律,因此不可能实现.（2)第二类永动机：从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功,而不引起其他变化的机器.违背热力学第二定律，不可能实现。
1。
思考判断(1)做功和热传递的实质是相同的.（×）（2）外界压缩气体做功20 J，气体的内能可能减少.（√)（3）在给自行车打气时,会发现打气筒的温度升高,这是因为外界对气体做功.(√)(4)热机中，燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变化。
（×)(5)电冰箱将热量从低温物体向高温物体传递过程违背了热力学第二定律。
(×)(6)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量正在消失.(×) 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(B)A.气体从外界吸收热量2。
0×105 JB。
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 JD。
气体向外界放出热量6.0×104 J解析:由热力学第一定律ΔU=Q+W得Q=ΔU—W=-1。
高中物理热力学定律教案
教学目标：
1. 理解热力学定律的基本概念和原理；
2. 掌握热力学定律在物理问题中的应用；
3. 能够运用热力学定律解决实际问题。
教学内容：
1. 热力学定律的基本概念和分类；
2. 热力学定律的具体内容和原理；
3. 热力学定律在物理问题中的应用。
教学步骤：
一、导入
通过引入一个实际生活或物理领域中的问题，引发学生对热力学定律的兴趣和好奇心。
二、讲解
1. 讲解热力学定律的基本概念和分类；
2. 介绍热力学定律的具体内容和原理；
3. 分析热力学定律在物理问题中的应用。
三、示例分析
通过实际案例或题目，引导学生运用所学知识解决问题。
四、讨论与练习
组织学生进行小组讨论或个人练习，加深对热力学定律的理解和掌握。
五、总结与应用
总结本节课所学内容，并要求学生能运用所学知识解决实际问题。
教学方法：
1. 讲授法：引导学生理解热力学定律的基本原理和内容；
2. 实践法：通过分析实际案例或进行题目练习，巩固学生的掌握程度；
3. 讨论法：组织学生分组讨论，促进思维碰撞和共同学习。
教学资源：
1. 教科书和课件；
2. 实例案例或题目；
3. 学生教材及参考书籍。
教学评价：
1. 课堂表现：主动参与讨论、提出问题等；
2. 作业完成情况：按时完成课后作业；
3. 考试成绩：检验学生对热力学定律的掌握和应用能力。
教学延伸：
学生可通过实验或实际问题，进一步巩固和应用热力学定律的知识，提高自身的综合能力和解决问题的能力。
《热力学第一定律能量守恒定律》教学设计一、教学目标1．理解物体跟外界做功和热传递的过程及W、Q、ΔU的物理意义。
2．理解热力学第一定律ΔU＝W＋Q，会用ΔU＝W＋Q分析和计算有关问题。
3．掌握能量守恒定律，会用能量守恒的观点分析、解决有关问题。
二、教学重难点1.理解热力学第一定律并进行相关分析和计算。
2.运用能量守恒的观点分析、解决问题。
三、教学过程环节教师活动学生活动设计意图新课引入回顾旧知：回顾改变系统内能的两种方式，从而自然过渡到热力学第一定律。
通过回顾旧知引入新课，衔接自然，学生容易把握。
新课教学热力学第一定律热力学第一定律：1.内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
2.表达式：问题一：热力学第一定律中各个物理量的符号如何界定？问题二：做功和热传递的区别？（1）做功：实质上是其它形式的能和内能之间转化；（2）热传递：实质上是各物体间内能的转移；（3）做功和热传递在改变内能效果上是等效的。
（4）几种特殊情况（气体）①等温过程：内能不变，ΔU＝0②等容过程：体积不变，W＝0③绝热过程：Q＝0做功与否，通常需看气体的体积是否变化。
①若气体体积增大，表明气体对外界做功；1.思考公式为什么有正负两种情况，又该具体如何界定。
2.理解做功和热传递的区别，并掌握气体等温变化、等容变化、绝热过程的含义。
3.完成课堂练习。
内能改变包含增加和减少两种，因此公式中同一物理量包含正负，从内能的增加和减少去理解物理量的正负才是从根本上掌握热力学第一定律。
②若气体体积变小，表明外界对气体做功. 课堂练习：能量守恒定律1.自然界中存在不同形式的能（举例）2.不同形式的能之间可以发相互转化（举例）3.能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变.4.能量守恒定律的重要性（1）是一个普遍适用的定律（2）将各种现象联系在一起（3）19世纪自然科学三大发现之一（4）与热力学第一定律的关系热力学第一定律是只研究内能与其它形式的能发生转化时的能量守恒关系.1.根据举例生活中的各种有关现象及之前的认知，体会能量守恒定律。
第3节热力学定律与能量守恒定律一、热力学第一定律1．改变物体内能的两种方式（1）做功；(2）热传递。
2．热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和.（2)表达式：ΔU＝Q＋W。
（3)正、负号法则：物理量W QΔU＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加－物体对外界做功物体放出热量内能减少二、能量守恒定律1．内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式，或者是从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变.2．条件性能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的。
3．第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律。
三、热力学第二定律1．热力学第二定律的两种表述（1）克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体.（2）开尔文表述：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.或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。
2．用熵的概念表示热力学第二定律：在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小。
3．热力学第二定律的微观意义一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。
4．第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律。
一、思考辨析（正确的画“√"，错误的画“×”)1．外界压缩气体做功20 J,气体的内能可能不变.2．给自行车打气时，发现打气筒的温度升高，这是因为打气筒从外界吸热。
（×) 3．可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功.4．热机中,燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变化. (×)5．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量正在消失.6．利用河水的能量使船逆水航行的设想，符合能量守恒定律.(√)二、走进教材1．（人教版选修3－3P61T2）(多选)下列现象中能够发生的是（)A．一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热B．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能C．桶中混浊的泥水在静置一段时间后,泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离D．电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体CD[由热力学第二定律可知，一切自发进行与热现象有关的宏观过程，都具有方向性,A错误;热机的工作效率不可能达到100%，B错误；泥沙下沉,系统的重力势能减少，没有违背热力学第二定律，C正确；冰箱通过压缩机的工作,把热量从低温物体传到高温物体,该过程消耗了电能，没有违背热力学第二定律，D正确。
］2．（沪科版选修3－3P96T2）关于系统的内能及其变化，下列说法中正确的是（）A．系统的温度改变时,其内能必定改变B．系统对外做功，其内能不一定改变；向系统传递热量，其内能不一定改变C．对系统做功，系统内能必定改变;系统向外传出一定热量，其内能必定改变D．若系统与外界不发生热交换，则系统的内能必定不改变[答案]B热力学第一定律的理解和应用错误!1．热力学第一定律的理解(1）内能的变化都要用热力学第一定律进行综合分析。
(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,则不发生热传递，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，主要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，外界对物体做的功等于物体内能的增加；(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加；(3）若过程的初、末状态物体的内能不变,即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量。
错误!（多选)(2020·全国卷Ⅲ)如图所示，一开口向上的导热汽缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。
现用外力作用在活塞上，使其缓慢下降。
环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。
在活塞下降过程中________。
(填正确答案标号。
）A．气体体积逐渐减小，内能增加B．气体压强逐渐增大,内能不变C．气体压强逐渐增大，放出热量D．外界对气体做功，气体内能不变E．外界对气体做功，气体吸收热量BCD［外力使活塞缓慢下降的过程中，由于温度保持不变，则气体的内能保持不变，气体的体积逐渐减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，又由玻意耳定律可知，气体体积减小，气体的压强增大，由以上分析可知B、C、D正确，A、E错误.］错误!对热力学第一定律的理解1.（多选）（2017·全国卷Ⅱ)如图所示，用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。
现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸。
待气体达到稳定后，缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积。
假设整个系统不漏气。
下列说法正确的是（）A．气体自发扩散前后内能相同B．气体在被压缩的过程中内能增大C．在自发扩散过程中，气体对外界做功D．气体在被压缩的过程中,外界对气体做功E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变ABD［气体向真空膨胀时不受阻碍，气体不对外做功，由于汽缸是绝热的，没有热交换，所以气体扩散后内能不变，选项A正确；气体被压缩的过程中，外界对气体做功,且没有热交换,根据热力学第一定律，气体的内能增大，选项B、D正确；气体在真空中自发扩散的过程中不对外做功，选项C错误；气体在压缩过程中，内能增大，由于一定质量的理想气体的内能完全由温度决定，温度越高,内能越大，气体分子的平均动能越大，选项E错误。
]热力学第一定律的应用2．（2019·全国卷Ⅰ）某容器中的空气被光滑活塞封住,容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。
初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。
现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。
此时，容器中空气的温度________(选填“高于"“低于”或“等于”)外界温度，容器中空气的密度________（选填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。
［解析］由于初始时封闭在容器中的空气的压强大于外界压强，容器和活塞绝热性能良好，容器中空气与外界没有热量交换,容器中的空气推动活塞对外做功，由热力学第一定律可知，空气内能减小.根据理想气体内能只与温度有关可知,活塞缓慢移动后容器中空气的温度降低，即容器中的空气温度低于外界温度。
因压强与气体温度和分子的密集程度有关，当容器中的空气压强与外界压强相同时,容器中空气温度小于外界空气温度,故容器中空气的密度大于外界空气密度。
[答案］低于大于热力学第一定律与图象的综合应用错误!错误!（多选）(2018·全国卷Ⅰ·T33（1)）如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。
对此气体,下列说法正确的是（）A．过程①中气体的压强逐渐减小B．过程②中气体对外界做正功C．过程④中气体从外界吸收了热量D．状态c、d的内能相等E．状态d的压强比状态b的压强小BDE［过程①中，气体由a到b,体积V不变、T升高，则由查理定律知压强增大，A项错误；过程②中，气体由b到c，体积V变大，气体对外界做正功，B项正确;过程④中，气体由d到e，温度T降低，内能ΔU减小,体积V不变，气体不做功，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W得Q<0，即气体放出热量，C项错误；状态c、d温度相同，所以内能相等，D项正确；由b到d的过程，作出状态b、d的等压线，分析可得p b>p d，E项正确。
］处理热力学第一定律与气体图象的综合问题的思路1．根据气体图象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．在P。
V图象中，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。
3．结合热力学第一定律判断有关问题。
[跟进训练］1．(多选)（2017·全国卷Ⅲ·T33(1）)如图，一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。
下列说法正确的是(）A．在过程ab中气体的内能增加B．在过程ca中外界对气体做功C．在过程ab中气体对外界做功D．在过程bc中气体从外界吸收热量E．在过程ca中气体从外界吸收热量ABD［ab过程是等容变化，ab过程压强增大,温度升高，气体内能增大,选项A正确;而由于体积不变，气体对外界不做功，选项C错误；ca过程是等压变化,体积减小，外界对气体做功，选项B正确；体积减小过程中，温度降低，内能减小，气体要放出热量，选项E错误;bc过程是等温变化，内能不变,体积增大，气体对外界做功,则需要吸收热量，选项D正确。
]2.（多选)（2016·全国卷Ⅱ·T33（1))一定量的理想气体从状态a 开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p-T图像如图所示，其中对角线ac 的延长线过原点O 。
下列判断正确的是( ）A ．气体在a 、c 两状态的体积相等B ．气体在状态a 时的内能大于它在状态c 时的内能C ．在过程cd 中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D ．在过程da 中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E ．在过程bc 中外界对气体做的功等于在过程da 中气体对外界做的功ABE ［由ac 的延长线过原点O 知，直线Oca 为一条等容线，气体在a 、c 两状态的体积相等，选项A 正确；理想气体的内能由其温度决定,故在状态a 时的内能大于在状态c 时的内能，选项B 正确;过程cd 是等温变化，气体内能不变，由热力学第一定律知，气体对外放出的热量等于外界对气体做的功，选项C 错误；过程da 气体内能增大，从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，选项D 错误;由理想气体状态方程知：p a V a T a ＝错误!＝错误!＝错误!＝C,即p a V a＝CT a,p b V b＝CT b，p c V c＝CT c，p d V d＝CT d.设过程bc 中压强为p0＝p b＝p c，过程da中压强为p′0＝p d＝p a。
由外界对气体做功W＝p·ΔV知，过程bc中外界对气体做的功W bc＝p0(V b －V c)＝C(T b－T c），过程da中气体对外界做的功W da＝p′0(V a－V d)＝C(T a－T d)，T a＝T b，T c＝T d，故W bc＝W da，选项E正确（此选项用排除法直接判断更快捷）。
］热力学第一定律与气体实验定律的综合应用错误!求解气体实验定律与热力学定律的综合问题的一般思路错误!如图所示,一根两端开口、横截面积为S＝2 cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定（插入水银槽中的部分足够深).管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L＝21 cm 的气柱，气体的温度为t1＝7 ℃，外界大气压取p0＝1.0×105 Pa(相当于75 cm高汞柱压强）.（1)若在活塞上放一个质量为m＝0。
