高考物理一轮复习 第3课时 热力学第一定律与能量守恒定律课件（选修33）.ppt

第3课时热力学第一定律与能量守恒定律 知识梳理 知识点一 热力学第一定律1 改变物体内能的两种方式 1 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与外界对它所做的功的和 2 表达式 u 做功 热量 q w 3 u 中正 负号法则 q w 知识点二 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 它只能从一种形式为另一种形式 或者是从一个物体到别的物体 在或的过程中 能量的保持不变 2 条件能量守恒定律是自然界的 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 转化 转移 转化 转移 总量 普遍规律 能量守恒定律 思维深化判断正误 正确的画 错误的画 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20j 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 答案 1 2 3 题组自测 题组对热力学第一定律及能量守恒定律的理解1 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 105j 则此过程 a 气体从外界吸收热量2 0 105jb 气体向外界放出热量2 0 105jc 气体从外界吸收热量6 0 104jd 气体向外界放出热量6 0 104j解析根据热力学第一定律 w q u 所以q u w 1 3 105j 7 0 104j 2 0 105j 即气体向外界放出热量2 0 105j 答案b 2 木箱静止于水平地面上 现在用一个80n的水平推力推动木箱前进10m 木箱受到的摩擦力为60n 则转化为木箱与地面系统的内能u和转化为木箱的动能ek分别是 a u 200j ek 600jb u 600j ek 200jc u 600j ek 800jd u 800j ek 200j解析由于木箱在推动中受到滑动摩擦力 其与相对位移的乘积为系统的内能增量 即u 60 10j 600j 由能量守恒定律可得ek w总 u 80 10j 600j 200j 故正确答案为b 答案b 3 如图1所示 一定质量的理想气体由状态a沿abc变化到状态c 吸收了340j的热量 并对外做功120j 若该气体由状态a沿adc变化到状态c时 对外做功40j 则这一过程中气体 填 吸收 或 放出 j热量 图1 解析由热力学第一定律可得 该气体由状态a沿abc变化到状态c的过程中内能的变化量 u w q 120j 340j 220j 因此该气体由状态a沿adc变化到状态c时 q1 u w1 220j 40j 260j 显然此过程中气体从外界吸收热量 答案吸收260 考点对热力学第一定律的理解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 u q w 2 几种特殊情况 1 若过程是绝热的 则q 0 w u 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 u 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 u 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 例1 多选 2014 广东卷 17 用密封性好 充满气体的塑料袋包裹易碎品 如图2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 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 图2 变式训练 1 一定质量的气体 在从状态1变化到状态2的过程中 吸收热量280j 并对外做功120j 试问 1 这些气体的内能怎样发生变化 变化了多少 2 如果这些气体又返回原来的状态 并放出了240j热量 那么在返回的过程中是气体对外界做功 还是外界对气体做功 做功多少 考点二热力学定律与气体实验定律的综合应用 例2 2014 江苏卷 12a 一种海浪发电机的气室如图3所示 工作时 活塞随海浪上升或下降 改变气室中空气的压强 从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭 气室先后经历吸入 压缩和排出空气的过程 推动出气口处的装置发电 气室中的空气可视为理想气体 图3 1 多选 下列对理想气体的理解 正确的有 a 理想气体实际上并不存在 只是一种理想模型b 只要气体压强不是很高就可视为理想气体c 一定质量的某种理想气体的内能与温度 体积都有关d 在任何温度 任何压强下 理想气体都遵循气体实验定律 2 压缩过程中 两个阀门均关闭 若此过程中 气室中的气体与外界无热量交换 内能增加了3 4 104j 则该气体的分子平均动能 选填 增大 减小 或 不变 活塞对该气体所做的功 选填 大于 小于 或 等于 3 4 104j 3 上述过程中 气体刚被压缩时的温度为27 体积为0 224m3 压强为1个标准大气压 已知1mol气体在1个标准大气压 0 时的体积为22 4l 阿伏加德罗常数na 6 02 1023mol 1 计算此时气室中气体的分子数 计算结果保留一位有效数字 解析 1 理想气体是一种理想化模型 忽略了气体分子之间的相互作用 实际上并不存在 a对 只有当气体的温度不太低 压强不太高时 实际气体才可视为理想气体 b错 一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关 与体积无关 c错 不论在何种温度和压强下 理想气体都遵循气体实验定律 d对 2 气体被压缩 外界对气体做功 内能增大 温度升高 气体分子的平均动能增大 由热力学第一定律 u w 3 4 104j 变式训练 2 2014 云南师大附