新教材《热力学定律》PPT完美课件人教版1
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物理人教版(2019)选择性必修第三册3.2热力学第一定律(共27张ppt)
放热
（外界对物体做功） （物体对外界做功） （物体从外界吸热） （物体对外界放热）
内能增加
内能减少
内能增加
内能减少
绝热：∆U=W
如果做功和传热都发生 那么内能如何变化
仅传热：∆U=Q
01 热力学第一定律
一、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。
二、热力学第一定律的应用
4.对理想气体应用热力学第一定律：
（1）对于理想气体来说，因不考虑分子势能，故其内能为所有分子动 能的总和（即等于分子数与分子热运动的平均动能的乘积）。内能仅由 分子数与温度决定，因此对于一定质量的理想气体来说，内能是否变化 取决于其温度是否变化。升温，为正;降温，为负;温度不变，。
方法总结： 应用热力学第一定律解题的一般步骤 (1)首先应明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。 (2)分别列出物体或系统吸收或放出的热量；外界对物体或系统所做的功 或物体或系统对外所做的功。 (3)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W列出方程进行求解。 (4)特别应注意的就是物理量的正负号及其物理意义。
【答案】B【详解】ABCD．由热力学第一定律得 故气体对外放出热量
2.0×105 J。故选项ACD错误，选项B正确U。故 W选B。Q
Q U W 1.3105 J 7.0104 J= 2.0105 J
2．将装有一定质量氧气的薄铝筒开口向下浸入20℃的水中，如图所示， 缓慢推动铝筒，使其下降2m，铝筒内氧气无泄漏，不计气体分子间相 互作用，则铝筒在缓慢下降过程中，氧气（ C ）A．从外界吸热
（2）理想气体是否做功，取决于其体积的变化。若体积变大，则气体 对外界做功；体积变小，则外界对气体做功；体积不变，则做功为零。
2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修3 第3章第2节热力学第一定律课件
系统向外界放出热量
概念辨析
功W
外界对系统做的功
W >0
外界对系统做正功
W <0
外界对系统做负功
热力学系统为密闭气体时的功
F
h
压
缩
h
F
膨
胀
W = F·
x
W = F·
x
外界对气体做正功
W >0
外界对气体做负功
W <0
例题1：密闭容器内有一定质量的气体。
（1）气体吸收热量的同时外界对它做功，气体
的内能如何变化？
管内有一段水柱，将一定量的气体密闭在烧瓶
内，用手接触烧瓶后，气体膨胀，使水柱缓慢
向外移动。
（1）瓶内气体的体积从V1变成
了V2，这个过程中瓶内的气体对
水柱做了多少功？
等压膨胀
P=P0
模型建构 缓慢
x
F
等压膨胀过程
体积V1→V2
P=P0
气体对外界做功：
W=F·
x
W=P0·
S·
x
S
F= P0·
W=P0·
内能与其他形式能量的转化过程
中，总能量是守恒的。
能量守恒定律的孕育期
1.守恒思想的萌芽
“物理学的任务是发现普遍的自
然规律。因为这样的规律的最简
单的形式之一表现为某种物理量
的不变性，所以对于守恒量的寻
求不仅是合理的，而且也是极为
重要的研究方向。”
——德国物理学家劳厄
机械能守恒
2.各种自然现象之间的联系与转化
大了600J，气体膨胀对外做了300J的功，在这
个过程中气体是吸热还是放热了？
外界对气体做负功：W = -300J
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Qab和Qac,则 ( C )
A.pb>pc,Qab>Qac B.pb>pc,Qab<Qac C.pb<pc,Qab>Qac D.pb<pc,Qab<Qac
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18.(多选)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
11.AD [解析] 由状态a到状态b的过程是等温压缩过程,气体的温度不变,体积减小,故理想 气体的分子间平均距离减小,分子平均动能不变,气体的内能不变,因外界对气体做功,所以 气体要放出热量,选项A、D正确.由状态b到状态c的过程是等压膨胀过程,气体的体积增大, 温度升高,故理想气体对外做功,内能增加,分子平均动能增加,因气体的压强不变,故平均每 个分子在单位时间内与器壁碰撞的次数减少,选项B错误.由状态c到状态a的过程是等容降 压过程,气体的体积不变,温度降低,故分子间平均距离不变,分子平均动能减小,选项C错误.
B 6.关于物体内能的变化情况,下列说法中正确的是 () A.吸热的物体其内能一定增加 B.绝热压缩的物体其内 能一定增加 C.放热的物体其内能一定减少 D.体积膨胀的物体其内 能一定减少
6.B [解析] 对于吸热的物体,根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知,其 内能不一定增加,还与做功情况有关,故A错误;对于绝热压缩的物 体,Q=0,外界对物体做功,W>0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,有ΔU>0, 其内能一定增加,故B正确;对于放热的物体,若外界对物体做功,而且 功的数值大于热量的数值,则根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知,物 体的内能增加,故C错误;对于体积膨胀的物体,对外界做功,若物体从 外界吸热,而且热量的数值大于功的数值,则根据热力学第一定律 ΔU=W+Q可知,物体的内能增加,故D错误.
A.pb>pc,Qab>Qac B.pb>pc,Qab<Qac C.pb<pc,Qab>Qac D.pb<pc,Qab<Qac
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18.(多选)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
11.AD [解析] 由状态a到状态b的过程是等温压缩过程,气体的温度不变,体积减小,故理想 气体的分子间平均距离减小,分子平均动能不变,气体的内能不变,因外界对气体做功,所以 气体要放出热量,选项A、D正确.由状态b到状态c的过程是等压膨胀过程,气体的体积增大, 温度升高,故理想气体对外做功,内能增加,分子平均动能增加,因气体的压强不变,故平均每 个分子在单位时间内与器壁碰撞的次数减少,选项B错误.由状态c到状态a的过程是等容降 压过程,气体的体积不变,温度降低,故分子间平均距离不变,分子平均动能减小,选项C错误.
B 6.关于物体内能的变化情况,下列说法中正确的是 () A.吸热的物体其内能一定增加 B.绝热压缩的物体其内 能一定增加 C.放热的物体其内能一定减少 D.体积膨胀的物体其内 能一定减少
6.B [解析] 对于吸热的物体,根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知,其 内能不一定增加,还与做功情况有关,故A错误;对于绝热压缩的物 体,Q=0,外界对物体做功,W>0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,有ΔU>0, 其内能一定增加,故B正确;对于放热的物体,若外界对物体做功,而且 功的数值大于热量的数值,则根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知,物 体的内能增加,故C错误;对于体积膨胀的物体,对外界做功,若物体从 外界吸热,而且热量的数值大于功的数值,则根据热力学第一定律 ΔU=W+Q可知,物体的内能增加,故D错误.
热力学第一定律PPT课件
解：
取杜瓦瓶及其中的物
质为系统，Q 0
例：绝热容器中盛有水，另有电源对浸于水中的电 热丝通电，见图。选取（1）水为系统；（2）水与 电热丝一起为系统，问 Q 0,Q 0,Q 0 ； W 0,W 0,W 0 解：
（1）取水为系统，则 系统边界是绝热壁及水 与电热丝交界处
Q 0, W 0
Qp ΔH
def
H U pV
dH dU d pV
dQp dH
不做非体积功时，恒压热等于系统焓的变化， 它只决定于系统的初终态
恒压过程的几点说明：
1 恒压过程只要求外压维持恒定，并且体系的初末 态压强等于外压，即可得到不做非体积功时，恒压 热等于焓变。
2 dQp dH 指的是一个微小恒压过程，并不是指 一个恒压过程中间的一个微元，因为实际过程的中
◆ 恒压(isobaric)过程——p1=p2 =p外 且p外维 持恒定
封闭系统 不做非体积功 恒压过程
Qp DU W DU p外(V2 V1 ) U2 U1 ( p2V2 p1V1 ) (U2 p2V2 ) (U1 p1V1 )
定义：焓 (enthalpy)H
DH DU D pV
（2）取水与电热丝一起为系统，则 Q 0, W 0
2.热力学第一定律(the first law of
thermodynamics)
W Q △U
U1
U2
△U = Q + W
以传热和做功的形式传递的能量，必定等于 系统热力学能的变化
△U = Q + W
◆ 一个过程的热和功 的代数和等于系统状态 函数U的变化，与途径 选择无关；
平衡体系的状态得以发生变化依赖环境的影 响，只有来自于体系外部的影响才能使处于平衡 态的体系发生变化。
取杜瓦瓶及其中的物
质为系统，Q 0
例：绝热容器中盛有水，另有电源对浸于水中的电 热丝通电，见图。选取（1）水为系统；（2）水与 电热丝一起为系统，问 Q 0,Q 0,Q 0 ； W 0,W 0,W 0 解：
（1）取水为系统，则 系统边界是绝热壁及水 与电热丝交界处
Q 0, W 0
Qp ΔH
def
H U pV
dH dU d pV
dQp dH
不做非体积功时，恒压热等于系统焓的变化， 它只决定于系统的初终态
恒压过程的几点说明：
1 恒压过程只要求外压维持恒定，并且体系的初末 态压强等于外压，即可得到不做非体积功时，恒压 热等于焓变。
2 dQp dH 指的是一个微小恒压过程，并不是指 一个恒压过程中间的一个微元，因为实际过程的中
◆ 恒压(isobaric)过程——p1=p2 =p外 且p外维 持恒定
封闭系统 不做非体积功 恒压过程
Qp DU W DU p外(V2 V1 ) U2 U1 ( p2V2 p1V1 ) (U2 p2V2 ) (U1 p1V1 )
定义：焓 (enthalpy)H
DH DU D pV
（2）取水与电热丝一起为系统，则 Q 0, W 0
2.热力学第一定律(the first law of
thermodynamics)
W Q △U
U1
U2
△U = Q + W
以传热和做功的形式传递的能量，必定等于 系统热力学能的变化
△U = Q + W
◆ 一个过程的热和功 的代数和等于系统状态 函数U的变化，与途径 选择无关；
平衡体系的状态得以发生变化依赖环境的影 响，只有来自于体系外部的影响才能使处于平衡 态的体系发生变化。
热力学第一定律ppt课件
变式训练
【例题】一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了4.2 ×105J。问： ①是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？ ②如果气体吸收的热量仍为2.6×105J不变，但是内能只增加了1.6×105J，这一过 程做功情况怎样？
解：①根据ΔU = W + Q 得 W = ΔU － Q = 4.2 ×105J － 2.6×105J= 1.6×105J W为正值，外界对气体做功，做了1.6×105J 的功。 ②同理可得：W＇=ΔU＇－ Q＇=1.6 ×105J － 2.6×105J= － 1.0×105J W为负值，说明气体对外界做功（气体体积变大），做了1.0×105J 的功。
汽缸内有一定质量的气体，压缩气 体的同时给汽缸加热。那么，气体内能的 变化会比单一方式（做功或传热）更明显。 这是为什么呢？
压缩气体，内能增大，给气体加热内能也 是增大。两者叠加所以就更明显。
一方面表明，以不同的方式对系统做功时，
只要系统始末两个状态是确定的，做功的数量就
是确定的；
单纯地对系统做功做功： ΔU=W 焦
分析： ①确定研究对象：汽缸中的气体。
②明确气体状态变化过程。
③正确选取W与Q的正负。
解析：
（2）气体膨胀过程中气体（系统）对外界所做功，W是负值：
W2= F2L2=-9×10²×0.1 J =-900 J
系统向外放热：Q=-30J
气体内能的变化量：ΔU2= W2＋Q2=-900 J - 30J =-930 J
【例题】如图，一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1 m， 这段过程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于2×103N的恒力使活塞移动相同 距离所做的功（图甲）。内燃机工作时汽缸温度高于环境温度，该过程中压缩气体传 递给汽缸的热量为25J。 ⑵燃烧后的高压气体对活塞做功，气体推动活塞移动0.1m，其做的功相当于9×103N的 恒力使活塞移动相同距离所做的功（图乙），该做功过程气体传递给汽缸的热量为30J， 求此做功过程气体内能的变化量。
新教材高中物理第三章热力学定律第2节热力学第一定律课件新人教版选择性
态、到状态，其体积与热力学温度的关系如图所示，、、三点在
同一直线上，和平行于横轴，平行于纵轴，则下列说法正确的是( )
CD
A. 由状态变到状态的过程中，气体吸收热量，
每个气体分子的动能都会增大
B. 从状态到状态，气体对外做功，内能减小
C. 从状态到状态，气体内能增加
能的增量应该是多少？
提示系统内能的增量 = + 。
热力学第一定律的理解
（1）热力学第一定律将单纯的绝热过程和单纯的热传递过程中内能改变的
定量表述推广到一般情况。既有做功又有热传递的过程中，公式中表示
内能的变化量，表示外界对系统做功，表示外界向系统传递的热量。
（2）热力学第一定律的表达式也适用于物体对外界做功、向外界散热和内
压强不变，体积减小，体积减小外界对气体做功，即 > 0，根据理想气体
状态方程可知，温度降低，内能减小，由热力学第一定律 = + 可知
，气体一定放出热量，D项正确。
4. 如图所示，一导热汽缸放在水平面上，其内封
闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮组与一
重物连接，并保持平衡，已知汽缸高度为ℎ，开始
外界的温度保持不变，导热材料制成的汽缸内气体温度不变，气体分子的速
率分布情况不变，故 C 项正确；汽缸内气体温度不变，汽缸内气体内能不变；
汽缸内气体压强减小，体积变大，气体对外界做功；根据热力学第一定律可
得，气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量，故D项正确。
1. 如图所示，直立容器内部有被隔板隔开的、两部分气体，的
+1
1
=
+2
得
2
=
(1 2 −2 1 )
2 −1
同一直线上，和平行于横轴，平行于纵轴，则下列说法正确的是( )
CD
A. 由状态变到状态的过程中，气体吸收热量，
每个气体分子的动能都会增大
B. 从状态到状态，气体对外做功，内能减小
C. 从状态到状态，气体内能增加
能的增量应该是多少？
提示系统内能的增量 = + 。
热力学第一定律的理解
（1）热力学第一定律将单纯的绝热过程和单纯的热传递过程中内能改变的
定量表述推广到一般情况。既有做功又有热传递的过程中，公式中表示
内能的变化量，表示外界对系统做功，表示外界向系统传递的热量。
（2）热力学第一定律的表达式也适用于物体对外界做功、向外界散热和内
压强不变，体积减小，体积减小外界对气体做功，即 > 0，根据理想气体
状态方程可知，温度降低，内能减小，由热力学第一定律 = + 可知
，气体一定放出热量，D项正确。
4. 如图所示，一导热汽缸放在水平面上，其内封
闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮组与一
重物连接，并保持平衡，已知汽缸高度为ℎ，开始
外界的温度保持不变，导热材料制成的汽缸内气体温度不变，气体分子的速
率分布情况不变，故 C 项正确；汽缸内气体温度不变，汽缸内气体内能不变；
汽缸内气体压强减小，体积变大，气体对外界做功；根据热力学第一定律可
得，气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量，故D项正确。
1. 如图所示，直立容器内部有被隔板隔开的、两部分气体，的
+1
1
=
+2
得
2
=
(1 2 −2 1 )
2 −1
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[解析] 合外力对气泡做功,改变气泡动能的大小,选项A、 B错误.气泡内气体膨胀时,对外做功,内能减少,选项C错 误,选项D正确.
2.采用绝热的方式使一定量的气体由初状态A变化至末
B 状态B.对于不同的绝热方式,下列说法正确的是 ( )
A.对气体所做的功不同 B.对气体所做的功相同 C.对气体不做功,因为没有能量的传递 D.以上三种说法都不对
2.B [解析] 对于一定质量的气体,采用任何一种绝热方式 由初状态A变化到末状态B,都是绝热过程.在这一过程中,气 体在初状态A有一确定的内能UA,在末状态B有另一确定的 内能UB,由绝热过程中ΔU=UB-UA=W知,W为恒量,故B正确.
知识点二 热量与内能
3.(多选)如图所示,绝热的容器内密闭一定质量的气体(不 考虑分子间的作用力),用电阻丝缓慢对气体加热时,绝热
知识点二 热力学第一定律对理想气体的应用
7.一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起(不计气泡内
空气分子势能的变化),则 ( B)
A.气泡内空气对外做功,内能不变,同时放热 B.气泡内空气对外做功,内能不变,同时吸热 C.气泡内空气内能减少,同时放热 D.气泡内空气内能不变,不吸热也不放热
7.B [解析] 气泡上升过程中,由于水对气泡的压强减小, 气泡的体积增大,故气泡内空气对外做功;缓慢上升指有 时间发生热传递,可认为气泡内空气温度是不变的,不计 气泡内空气分子势能的变化,则内能不变,所以要从外界 吸收热量,且吸收的热量等于对外界所做的功.
热力学定律的应用
2课时）
知识点一 功和内能
1.有一个小气泡从水池底缓慢地上升,气泡跟水不发生热 传递,而气泡内气体体积不断增大.在小气泡上升过程中
( D)
A.由于气泡克服重力做功,故它的内能减少 B.由于重力和浮力的合力对气泡做功,故它的内能增加 C.由于气泡内气体膨胀做功,故它的内能增加 D.由于气泡内气体膨胀做功,故它的内能减少
AD
3 热力学第一定律 能量守恒定律 知识点一 热力学第一定律的应用
5.(多选)如图所示为简易测温装置,玻璃管中一小段水银
将一定质量的气体封闭在烧瓶内.当温度升高时 ( BD )
A.瓶内气体的密度增大 B.瓶内气体分子的平均动能增加 C.外界对瓶内气体做正功 D.热传递使瓶内气体的内能增加
5.BD [解析] 当温度升高时,瓶内气体的变化为等压 膨胀,故瓶内气体的密度减小,气体分子的平均动能增 加,瓶内气体对外做正功,选项B正确,选项A、C错误;由 热力学第一定律ΔU=W+Q可知,瓶内气体内能增加是由 于气体从外界吸收了热量,选项D正确.
B 6.关于物体内能的变化情况,下列说法中正确的是 () A.吸热的物体其内能一定增加 B.绝热压缩的物体其内 能一定增加 C.放热的物体其内能一定减少 D.体积膨胀的物体其内 能一定减少
6.B [解析] 对于吸热的物体,根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知,其 内能不一定增加,还与做功情况有关,故A错误;对于绝热压缩的物 体,Q=0,外界对物体做功,W>0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,有ΔU>0, 其内能一定增加,故B正确;对于放热的物体,若外界对物体做功,而且 功的数值大于热量的数值,则根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知,物 体的内能增加,故C错误;对于体积膨胀的物体,对外界做功,若物体从 外界吸热,而且热量的数值大于功的数值,则根据热力学第一定律 ΔU=W+Q可知,物体的内能增加,故D错误.
活塞无摩擦地上升.在这一过程中 ( AD )
A.单位时间内气体分子碰撞活塞的次数减少 B.电阻丝对气体加热,气体对外做功,气体内能可能减少 C.电阻丝对气体加热,气体又对外做功,气体内能可能不变 D.电阻丝对气体传递的热量一定大于气体对外做的功
3.AD [解析] 由题意知,气体压强不变,体积增大,则气 体温度升高,内能增加,同时气体对外做功,故电阻丝传 递给气体的热量一定大于气体对外做的功,选项B、C 错误,选项D正确.由气体压强的微观解释知,温度升高, 则气体分子与活塞碰撞一次对活塞的平均作用力增大, 而压强不变,因此单位时间内气体分子碰撞活塞的次 数减少,选项A正确.
9.(多选)如图所示,用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同
的两部分,先用销子S把活塞锁住,将质量和温度都相同的
氢气和氧气分别充入容器的两部分,然后提起销子S,使活
塞可以无摩擦地滑动.在活塞滑动过程中 ( CD)
A.氧气的温度不变 B.氢气的压强增大
C.氢气的体积增大
D.氧气的温度升高
9.CD [解析] 氢气和氧气的质量相同,由于氢气的摩尔质量小,所以氢气的物质 的量大,因体积和温度相同,所以氢气产生的压强大.当拔掉销子后,由于氢气的压 强大,会推动活塞向氧气一方移动,这时氢气体积增大,对外做功,此过程绝热,根据 ΔU=W+Q可知,氢气的内能减少,温度降低.对于氧气,外界对它做功,氧气的体积减 小,由ΔU=W+Q可知,无热传递的情况下,氧气的内能增加,温度升高,A、B错误,C、 D正确.
8.如图所示,某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中.设
水温均匀且恒定,筒内空气无泄漏,不计气体分子间相互作
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
用.在被淹没的金属筒缓慢下降的过程中,筒内空气体积减
小,则筒内空气 ( C)
A.从外界吸热
B.内能增大
C.向外界放热
D.内能减小
8.C [解析] 水温恒定且金属筒缓慢下降,则筒内空气的温 度始终不变,因不计分子间相互作用,故气体的内能不变,选 项B、D错误.筒内空气体积减小,外界对气体做功,由热力学 第一定律可知,气体必须向外界放热,选项A错误,选项C正确.
10.(多选)一定质量的理想气体经历下列一些过程,一
定从外界吸收了热量的是 ( ABD)
A.温度保持不变,体积逐渐增大 B.体积保持不变, 温度逐渐升高
C.压强保持不变,体积逐渐减小 D.温度逐渐升高, 压强逐渐减小
11.(多选)图为一定质量的理想气体的状态变化过程的p-V图像,气体 先由状态a沿双曲线经等温过程变化到状态b,再沿与横轴平行的直线 变化到状态c,a、c两点位于与纵轴平行的直线上.以下说法中正确的
2.采用绝热的方式使一定量的气体由初状态A变化至末
B 状态B.对于不同的绝热方式,下列说法正确的是 ( )
A.对气体所做的功不同 B.对气体所做的功相同 C.对气体不做功,因为没有能量的传递 D.以上三种说法都不对
2.B [解析] 对于一定质量的气体,采用任何一种绝热方式 由初状态A变化到末状态B,都是绝热过程.在这一过程中,气 体在初状态A有一确定的内能UA,在末状态B有另一确定的 内能UB,由绝热过程中ΔU=UB-UA=W知,W为恒量,故B正确.
知识点二 热量与内能
3.(多选)如图所示,绝热的容器内密闭一定质量的气体(不 考虑分子间的作用力),用电阻丝缓慢对气体加热时,绝热
知识点二 热力学第一定律对理想气体的应用
7.一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起(不计气泡内
空气分子势能的变化),则 ( B)
A.气泡内空气对外做功,内能不变,同时放热 B.气泡内空气对外做功,内能不变,同时吸热 C.气泡内空气内能减少,同时放热 D.气泡内空气内能不变,不吸热也不放热
7.B [解析] 气泡上升过程中,由于水对气泡的压强减小, 气泡的体积增大,故气泡内空气对外做功;缓慢上升指有 时间发生热传递,可认为气泡内空气温度是不变的,不计 气泡内空气分子势能的变化,则内能不变,所以要从外界 吸收热量,且吸收的热量等于对外界所做的功.
热力学定律的应用
2课时）
知识点一 功和内能
1.有一个小气泡从水池底缓慢地上升,气泡跟水不发生热 传递,而气泡内气体体积不断增大.在小气泡上升过程中
( D)
A.由于气泡克服重力做功,故它的内能减少 B.由于重力和浮力的合力对气泡做功,故它的内能增加 C.由于气泡内气体膨胀做功,故它的内能增加 D.由于气泡内气体膨胀做功,故它的内能减少
AD
3 热力学第一定律 能量守恒定律 知识点一 热力学第一定律的应用
5.(多选)如图所示为简易测温装置,玻璃管中一小段水银
将一定质量的气体封闭在烧瓶内.当温度升高时 ( BD )
A.瓶内气体的密度增大 B.瓶内气体分子的平均动能增加 C.外界对瓶内气体做正功 D.热传递使瓶内气体的内能增加
5.BD [解析] 当温度升高时,瓶内气体的变化为等压 膨胀,故瓶内气体的密度减小,气体分子的平均动能增 加,瓶内气体对外做正功,选项B正确,选项A、C错误;由 热力学第一定律ΔU=W+Q可知,瓶内气体内能增加是由 于气体从外界吸收了热量,选项D正确.
B 6.关于物体内能的变化情况,下列说法中正确的是 () A.吸热的物体其内能一定增加 B.绝热压缩的物体其内 能一定增加 C.放热的物体其内能一定减少 D.体积膨胀的物体其内 能一定减少
6.B [解析] 对于吸热的物体,根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知,其 内能不一定增加,还与做功情况有关,故A错误;对于绝热压缩的物 体,Q=0,外界对物体做功,W>0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,有ΔU>0, 其内能一定增加,故B正确;对于放热的物体,若外界对物体做功,而且 功的数值大于热量的数值,则根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知,物 体的内能增加,故C错误;对于体积膨胀的物体,对外界做功,若物体从 外界吸热,而且热量的数值大于功的数值,则根据热力学第一定律 ΔU=W+Q可知,物体的内能增加,故D错误.
活塞无摩擦地上升.在这一过程中 ( AD )
A.单位时间内气体分子碰撞活塞的次数减少 B.电阻丝对气体加热,气体对外做功,气体内能可能减少 C.电阻丝对气体加热,气体又对外做功,气体内能可能不变 D.电阻丝对气体传递的热量一定大于气体对外做的功
3.AD [解析] 由题意知,气体压强不变,体积增大,则气 体温度升高,内能增加,同时气体对外做功,故电阻丝传 递给气体的热量一定大于气体对外做的功,选项B、C 错误,选项D正确.由气体压强的微观解释知,温度升高, 则气体分子与活塞碰撞一次对活塞的平均作用力增大, 而压强不变,因此单位时间内气体分子碰撞活塞的次 数减少,选项A正确.
9.(多选)如图所示,用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同
的两部分,先用销子S把活塞锁住,将质量和温度都相同的
氢气和氧气分别充入容器的两部分,然后提起销子S,使活
塞可以无摩擦地滑动.在活塞滑动过程中 ( CD)
A.氧气的温度不变 B.氢气的压强增大
C.氢气的体积增大
D.氧气的温度升高
9.CD [解析] 氢气和氧气的质量相同,由于氢气的摩尔质量小,所以氢气的物质 的量大,因体积和温度相同,所以氢气产生的压强大.当拔掉销子后,由于氢气的压 强大,会推动活塞向氧气一方移动,这时氢气体积增大,对外做功,此过程绝热,根据 ΔU=W+Q可知,氢气的内能减少,温度降低.对于氧气,外界对它做功,氧气的体积减 小,由ΔU=W+Q可知,无热传递的情况下,氧气的内能增加,温度升高,A、B错误,C、 D正确.
8.如图所示,某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中.设
水温均匀且恒定,筒内空气无泄漏,不计气体分子间相互作
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
用.在被淹没的金属筒缓慢下降的过程中,筒内空气体积减
小,则筒内空气 ( C)
A.从外界吸热
B.内能增大
C.向外界放热
D.内能减小
8.C [解析] 水温恒定且金属筒缓慢下降,则筒内空气的温 度始终不变,因不计分子间相互作用,故气体的内能不变,选 项B、D错误.筒内空气体积减小,外界对气体做功,由热力学 第一定律可知,气体必须向外界放热,选项A错误,选项C正确.
10.(多选)一定质量的理想气体经历下列一些过程,一
定从外界吸收了热量的是 ( ABD)
A.温度保持不变,体积逐渐增大 B.体积保持不变, 温度逐渐升高
C.压强保持不变,体积逐渐减小 D.温度逐渐升高, 压强逐渐减小
11.(多选)图为一定质量的理想气体的状态变化过程的p-V图像,气体 先由状态a沿双曲线经等温过程变化到状态b,再沿与横轴平行的直线 变化到状态c,a、c两点位于与纵轴平行的直线上.以下说法中正确的