人教版高中物理选择性必修第三册第三章热力学定律专题强化2热力学第一定律与气体实验定律的综合问题课件（45页PPT）

(课件网) [学习目标] 1.会分析热学图像的物理意义，并结合热力学第一定律分析有关能量问题。 2.会综合分析热力学第一定律和气体实验定律结合的有关问题。 1.处理气体状态变化关系图像与热力学第一定律的综合问题的思路 (1)利用体积的变化分析做功情况：气体体积增大，气体对外界做功；气体体积减小，外界对气体做功。 (2)利用温度的变化分析理想气体内能的变化：一定质量的理想气体的内能仅与温度有关，温度升高，内能增加；温度降低，内能减少。 (3)利用热力学第一定律判断是吸热还是放热：由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，则Q＝ΔU－W，若已知气体的做功情况和内能的变化情况，即可判断气体状态变化是吸热过程还是放热过程。 2.对于气体的p－V图像问题，图像与横坐标轴所围成的图形面积表示气体对外界做的功或外界对气体做的功，即|W|＝S，如图所示。 [例1]　(2024·新课标卷)(多选)如图，一定量理想气体的循环由下面4个过程组成：1→2为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量)，2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是(　　) AD A.1→2过程中，气体内能增加 B.2→3过程中，气体向外放热 C.3→4过程中，气体内能不变 D.4→1过程中，气体向外放热 解析　1→2为绝热过程，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，此时气体体积减小，外界对气体做功，故内能增加，故A正确；2→3为等压过程，根据盖－吕萨克定律可知，气体体积增大时温度升高，内能增加，此时气体体积增大，气体对外界做功W<0，故气体吸收热量，故B错误；3→4为绝热过程，此时气体体积增大，气体对外界做功W<0，根据热力学第一定律可知，气体内能减少，故C错误；4→1为等容过程，根据查理定律可知，压强减小时温度降低，故内能减少，由于体积不变W＝0，故可知气体向外放热，故D正确。 [例2]　(2025·江苏苏州期末)如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为1.5×105 Pa，经历A→B→C→A的过程，已知B→C过程中气体做功绝对值是C→A过程中气体做功绝对值的3倍，下列说法正确的是(　　) A.C→A的过程中外界对气体做功600 J B.B→C的过程中气体对外界做功600 J C.整个过程中气体从外界吸收600 J的热量 D.整个过程中气体从外界吸收450 J的热量 C 解析　在C→A过程中，图线为直线，根据理想气体的状态方程可知，压强不变，气体体积减小，外界对气体做功，根据WCA＝p·ΔV，解得WCA＝300 J，故A错误；B→C过程中气体做功绝对值是C→A过程中气体做功绝对值的3倍，则B→C的过程中气体对外界做功900 J，故B错误；A→B→C→A，温度不变，则内能变化量ΔU＝0，A→B过程，气体体积不变，做功为零，B→C的过程中气体对外界做功900 J，C→A的过程中外界对气体做功300 J，故W＝WCA＋WBC＝－600 J，Q＝ΔU－W＝600 J，则整个过程中气体从外界吸收600 J的热量，故C正确，D错误。 [例3]　(2025·云南昆明期中) “空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。在“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p－T图像如图所示。关于该过程，下列说法正确的是(　　) B A.a→b过程气体体积减小 B.a→b过程气体从外界吸收热量 C.b→c过程气体体积不变 D.b→c过程气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量 1.气体实验定律与热力学第一定律的区别和联系 在研究气体状态变化的问题中，气体的实验定律描述了状态参量变化的关系；热力学第一定律描述了状态参量变化的条件。 2.注意三种特殊过程的特点 (1)等温过程：内能不变，ΔU＝0。 (2)等容过程：体积不变，W＝0。 (3)绝热过程：Q＝0。 3.掌握做功、内 ... ...