第02节热力学第一定律.pptx

第3节热力学第一定律,热力学第一定律,1.改变物体内能的两种方式(1):将其他形式的能转化为内能;(2):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与外界对它所做的功的和.(2)表达式:U=.(3)对公式U=Q+W符号的意义,做功,热传递,热量,Q+W,吸收,增加,放出,减少,(1)内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能.,或者,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变.(2)普适性: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的(例如,机械能守恒定律具有适用条件),而能量守恒定律是的,是一切自然现象都遵守的基本规律.,从一种形式转化为另,一种形式,从一个物体转移到别的物体,有条件,4.温度、内能、热量、功的比较,【例1】(多选)如图所示,一个封闭的绝热汽缸,被中间的挡板分割成左右相等的两部分.左边充满一定量的某种理想气体,右边真空.现将中间的挡板移去,待气体稳定后,则()A.气体的温度不发生变化B.因为气体的体积膨胀了,所以内能降低C.气体分子的平均动能减小D.虽然气体的体积膨胀了,但是没有对外做功E.气体分子在器壁单位面积上单位时间内发生碰撞的平均次数变为原来的一半,ADE,总结判断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,气体对外界做功,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.,【例题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()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,AC,【例题3】(多选)如图所示,导热的汽缸固定在水平地面上,用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中(状态),汽缸的内壁光滑.现用水平外力F作用于活塞杆,使活塞缓慢地向右移动一段距离(状态),在此过程中,如果环境保持恒温,下列说法正确的是()A.每个气体分子的速率都不变B.气体分子平均动能不变C.气体内能不变D.气体吸热E.气体内能不变,却对外做功,此过程违反热力学第一定律,不可能实现,BCD,【例题4】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)这些气体的内能发生了怎样的变化?(2)如果这些气体又返回原来的状态,并放出了240J的热量,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?,高考题,1.(2016全国卷,33)(多选)关于热力学定律,下列说法正确的是()A.气体吸热后温度一定升高B.对气体做功可以改变其内能C.理想气体等压膨胀过程一定放热D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必达到热平衡,BDE,2.(2017全国卷,33)(多选)如图,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,3.(2017全国卷,33)(多选)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回到初态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,4.(2016全国卷,33)(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()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