第3章 热力学定律 第1节 热力学第一定律 [教材链接] 1.做功 热传递 2.(1)增加 等于 减少 等于 (2)增加 等于 减少 等于 3.(1)所做的功W 吸收的热量Q (2)Q+W (3)①正 负 ②正 负 ③正 负 4.(1)对外做功 (2)热力学第一定律 [物理观念] 做功 热传递 例1 C [解析] 活塞对密闭的理想气体做正功,容器及活塞绝热,由功和内能的关系知,理想气体内能增大,温度T升高,根据=C,可得体积V减小,压强p增大,故C正确. 例2 B [解析] 因为外界对气体做功,W取正值,即W=8×104 J;气体内能减少,ΔU取负值,即ΔU=-1.2×105 J;根据热力学第一定律ΔU=W+Q,可知Q=ΔU-W=-1.2×105 J-8×104 J=-2×105 J,B选项正确. 例3 D [解析] 由题意可知甲、乙两气室气体都经历绝热过程,内能的改变取决于做功的情况.对甲室内的气体,在拉杆缓慢向左拉的过程中,活塞左移,压缩气体,外界对甲室内的气体做功,内能增大;对乙室内的气体,活塞左移,气体膨胀,乙室内的气体对外界做功,内能减小,D正确. 随堂巩固 1.B [解析] 在气泡缓慢上升的过程中,气泡外部的压强逐渐减小,气泡膨胀,对外做功,W<0,由于外部恒温,且气泡缓慢上升,故可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度,内能不变,即ΔU=0,由热力学第一定律ΔU=W+Q知需从外界吸收热量,且吸收的热量等于气泡对外界所做的功,故B正确. 2.B [解析] 由题意可知,气体先等压变化,到活塞运动到挡板处再发生等容变化,等压变化过程气体对外做功,做功为W=-p0Sx=-1×105×0.04×0.2 J=-800 J,由热力学第一定律可知,封闭气体的内能变化量为ΔU=W+Q=(-800+2000) J=1200 J,故B正确. 3.(1)160 J 增加 (2)见解析 [解析] (1)根据热力学第一定律可知,气缸内封闭气体的内能变化量为ΔU=Q+W=[280+(-120)] J=160 J 即内能增加了160 J (2)若气体从B状态又返回A状态 则气体的内能变化量为ΔU'=-160 J 根据热力学第一定律可知,气体由B状态返回A状态的过程中有ΔU'=Q'+W' 则W'=ΔU'-Q'=(-160+150) J=-10 J 即气体从B状态返回A状态过程中,对外做功为10 J 但从B状态到A状态,气体体积减少,应该外界对气体做功,显然与实际情况不符,故该问题题设有误,该过程不能发生第3章 热力学定律 第1节 热力学第一定律 学习任务 功、热量与内能 第一类永动机 [教材链接] 阅读教材“功、热量与内能 第一类永动机”相关内容,完成下列填空: 1.改变物体内能的两种方式: 和 . 2.功、热量和内能改变的关系 (1)如果一个物体既不吸热也不放热,那么,当外界对它做功时,物体内能 ,且增加量 外界做的功;当物体对外界做功时,物体内能 ,且减少量 物体做的功. (2)如果一个物体既不对外界做功,外界也不对它做功,那么当物体从外界吸热时,物体内能 ,其增加量 吸收的热量;当物体向外放热时,物体内能 ,其减少量 放出的热量. 3.热力学第一定律 (1)内容 物体与外界之间同时存在做功和热传递的过程中,物体内能的改变量ΔU等于外界对物体 与物体从外界 之和. (2)表达式:ΔU= (3)应用表达式ΔU=W+Q解题时应注意各量的正负: ①ΔU的正负:当物体内能增加时,ΔU为 值,物体内能减小时,ΔU为 值.(均选填“正”或“负”) ②W的正负:当外界对物体做功时,W为 值,物体对外界做功时,W为 值.(均选填“正”或“负”) ③Q的正负:当物体从外界吸热时,Q为 值,物体向外界放热时,Q为 值.(均选填“正”或“负”) 4.第一类永动机 (1)概念:不消耗任何能量而能永远 的机器. (2)原因:设想能量能够无中生有地创造出来,违背了 . [物理观念] 观察图中回答,钻木取火是通过什么方式改变木头的内能 用天然气 ... ...
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