创新设计2016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3-3

1、第第3课时热力学第一定律与课时热力学第一定律与 能量守恒定律能量守恒定律知知 识识 梳梳 理理知识点一、热力学第一定律知识点一、热力学第一定律1改变物体内能的两种方式改变物体内能的两种方式(1) ；(2)热传递。热传递。2热力学第一定律热力学第一定律(1)内内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的的 与外界对它所做的功的和。与外界对它所做的功的和。(2)表达式：表达式：u 。做做功功热量热量qw(3)u 中正、负号法则：中正、负号法则：qwwqu外界对物体做功外界对物体做功物体物体吸收吸收热量热量内能内能增加增加物体对外界做功物体对外界做功物

2、体物体放出放出热量热量内能内能减少减少知识点二、能量守恒定律知识点二、能量守恒定律1内容内容能能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式形式 为另一种形式，或者是从一个物体为另一种形式，或者是从一个物体 到别的到别的物体，在物体，在 或或 的过程中，能量的的过程中，能量的 保持不变。保持不变。2条件条件能能量守恒定律是自然界的量守恒定律是自然界的 ，某一种形式的能是，某一种形式的能是否守恒是有条件的。否守恒是有条件的。3第一类永动机是不可能制成的，它违背第一类永动机是不可能制成的，它违背了了 。转化转化转移转移转化转化转移转移总量总量普遍

3、规律普遍规律能量守恒定律能量守恒定律思维深化思维深化判断正误，正确的画判断正误，正确的画“”，错误的画，错误的画“”。(1)为为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，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。做功和热传递的实质是相同的。()(2)绝热过程中，外界压缩气体做功绝热过程中，外界压缩气体做功20 j，气体的内能可能不，气体的内能可能不变。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。打气筒从外界吸热。()答案答案(1)(2)(3)题题 组组 自自 测测题组

4、对热力学第一定律及能量守恒定律的理解题组对热力学第一定律及能量守恒定律的理解1一一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0104 j，气体内能减少，气体内能减少1.3105 j，则此过程，则此过程 ()a气体从外界吸收热量气体从外界吸收热量2.0105 jb气体向外界放出热量气体向外界放出热量2.0105 jc气体从外界吸收热量气体从外界吸收热量6.0104 jd气体向外界放出热量气体向外界放出热量6.0104 j解析解析根据热力学第一定律，根据热力学第一定律，wqu，所以，所以quw1.3105j7.0104j2.0105j，即气体向外界

5、放出热量，即气体向外界放出热量2.0105j。答案答案b2木木箱静止于水平地面上，现在用一个箱静止于水平地面上，现在用一个80 n的水平推力推的水平推力推动木箱前进动木箱前进10 m，木箱受到的摩擦力为，木箱受到的摩擦力为60 n，则转化为，则转化为木箱与地面系统的内能木箱与地面系统的内能u和转化为木箱的动能和转化为木箱的动能ek分别是分别是()au200 j，ek600 j bu600 j，ek200 jcu600 j，ek800 j du800 j，ek200 j解析解析由于木箱在推动中受到滑动摩擦力，其与相对位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，即移的乘积

6、为系统的内能增量，即u6010 j600 j，由，由能量守恒定律可得能量守恒定律可得ekw总总u8010 j600 j200 j。故正确答案为故正确答案为b。答案答案b3如如图图1所示，一定质量的理想气体由状态所示，一定质量的理想气体由状态a沿沿abc变化到状变化到状态态c，吸收了，吸收了340 j的热量，并对外做功的热量，并对外做功120 j。若该气体。若该气体由状态由状态a沿沿adc变化到状态变化到状态c时，对外做功时，对外做功40 j，则这一过，则这一过程中气体程中气体_(填填“吸收吸收”或或“放出放出”)_j热热量。量。图图1 1解析解析由热力学第一定律可得，该气体由状态由热力学第一定

7、律可得，该气体由状态a沿沿abc变化到变化到状态状态c的过程中内能的变化量的过程中内能的变化量uwq120 j340 j220 j，因此该气体由状态，因此该气体由状态a沿沿adc变化到状态变化到状态c时，时，q1uw1220 j(40 j)260 j，显然此过程中气体从外界吸收，显然此过程中气体从外界吸收热量。热量。答案答案吸收吸收260考点对热力学第一定律的理解考点对热力学第一定律的理解1热热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改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

8、间的定量关系，即与热传递之间的定量关系，即uqw。2几种特殊情况几种特殊情况(1)若若过程是绝热的，则过程是绝热的，则q0，wu，外界对物体做的，外界对物体做的功等于物体内能的增加量。功等于物体内能的增加量。(2)若过程中不做功，即若过程中不做功，即w0，则，则qu，物体吸收的热，物体吸收的热量等于物体内能的增加量。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，即若过程的始末状态物体的内能不变，即u0，则，则wq0或或wq。外界对物体做的功等于物体放出的热量。外界对物体做的功等于物体放出的热量。【例【例1】(多选多选)(2014广东卷，广东卷，17)用用密封性好、充满气体的塑密

9、封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图料袋包裹易碎品，如图2所示，充气袋四周被挤压时，所示，充气袋四周被挤压时， 假设假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体袋内气体与外界无热交换，则袋内气体()a体积减小，内能增大体积减小，内能增大 b体积减小，压强减小体积减小，压强减小c对外界做负功，内能增大对外界做负功，内能增大 d对外界做正功，对外界做正功， 压强减小压强减小图图2 2【变式训练【变式训练】1一一定质量的气体，在从状态定质量的气体，在从状态1变化到状态变化到状态2的过程中，吸的过程中，吸收热量收热量280 j，并对外做功，并对外做功120 j，试问：，试问：(1)这些气体的内能怎样发生

10、变化？变化了多少？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，并放出了如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 j热量，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？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考点二热力学定律与气体实验定律的综合应用【例【例2】(2014江苏卷，江苏卷，12a)一一种海种海浪发电机的气室如图浪发电机的气室如图3所示。工作所示。工作时，活塞随海浪上升或下降，改变时，活塞随海浪上升或下降，改变气室中空气的压强，从而驱动进气气室中空气的压强，从

11、而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭。气室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。理想气体。图图3(1)(多选多选)下列对理想气体的理解，正确的有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

12、何压强下，理想气体都遵循气体实验定律在任何温度、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，内能增加了与外界无热量交换，内能增加了3.4104 j，则该气体的分子，则该气体的分子平均动能平均动能_(选填选填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)，活，活塞对该气体所做的功塞对该气体所做的功_(选填选填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)3.4104 j。(3)上述过程中，气体刚被压缩时的温度为上述过程中，气体刚被压缩时的温度为27，体积为，体积为0.224 m3，压

13、强为，压强为1个标准大气压。已知个标准大气压。已知1 mol气体在气体在1个标准个标准大气压、大气压、0时的体积为时的体积为22.4 l，阿伏加德罗常数，阿伏加德罗常数na6.021023 mol1。计算此时气室中气体的分子数。计算此时气室中气体的分子数。(计算结计算结果保留一位有效数字果保留一位有效数字)解析解析(1)理想气体是一种理想化模型，忽略了气体分子之间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，的相互作用，实际上并不存在，a对；只有当气体的温度不对；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，太低，压强不太高时，实际气体才可视为理想气体，b错；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，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，定律，d对。对。(2)气体被压缩，外界对气体做功，内能增大，温度升高，气气体被压缩，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，由热力学第一定律体分子的平均动能增大，由热力学第一定律uw3.4104 j。【变式训练【变式训练】2(2014云南师大附中测