《熱力學(xué)第一定律》 參考課件

第三章熱力學(xué)定律第2節(jié)熱力學(xué)第一定律核心素養(yǎng)目標(biāo)：

1.能以系統(tǒng)為研究對(duì)象，用綜合分析的方法推導(dǎo)出熱力學(xué)第一定律。2.能運(yùn)用熱力學(xué)定律解釋和計(jì)算能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移問題汽缸內(nèi)有一定質(zhì)量的氣體，壓縮氣體的同時(shí)給汽缸加熱。那么，氣體內(nèi)能的變化會(huì)比單一方式（做功或傳熱）更明顯。這是為什么呢？焦耳的實(shí)驗(yàn)探究了做功和傳熱改變內(nèi)能的關(guān)系1.以不同的方式對(duì)系統(tǒng)做功時(shí)，只要系統(tǒng)始末兩個(gè)狀態(tài)是確定的，做功的數(shù)量就是確定的。2.為了改變系統(tǒng)的狀態(tài)，做功和傳熱兩種方法是等價(jià)的。一定數(shù)量的功與確定的數(shù)量的熱相對(duì)應(yīng)。單純傳熱：單純做功：既做功又傳熱：熱力學(xué)第一定律一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功的和。(1)W的正負(fù)：外界對(duì)系統(tǒng)做功時(shí)，W取正值；系統(tǒng)對(duì)外界做功時(shí)，W取負(fù)值．(2)Q的正負(fù)：外界對(duì)系統(tǒng)傳遞的熱量Q取正值；系統(tǒng)向外界傳遞的熱量Q取負(fù)值．(3)的正負(fù)：系統(tǒng)內(nèi)能增加，取正值；系統(tǒng)內(nèi)能減少，取負(fù)值．例題：見課本51頁解：（1）壓縮過程活塞對(duì)氣體做的功W1=F1L1=200J氣體內(nèi)能的變化量(2)氣體膨脹過程中氣體對(duì)外界所做的功W2=F2L2=-900J氣體內(nèi)能的變化量氣體內(nèi)氣體在壓縮過程中內(nèi)能增加了175J,在膨脹做功的過程中氣體內(nèi)能減少了930J.科學(xué)漫步：探索熱的本質(zhì)兩種截然不同的觀點(diǎn)一種認(rèn)為熱是自然界的特殊物質(zhì)（“燃素說”和“熱質(zhì)說”）另一種則認(rèn)為熱現(xiàn)象是由物質(zhì)內(nèi)部大量微粒的運(yùn)動(dòng)引起的，后來發(fā)展成為分子運(yùn)動(dòng)論，并建立了兩條基本定律——熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律。倫福德的炮膛鏜孔實(shí)驗(yàn)利用P-V圖像求WPVP-V圖像與坐標(biāo)軸軸圍成的面積為功W,體積增大，系統(tǒng)對(duì)外做功，體積減小，外界對(duì)系統(tǒng)做功。PV例題2（多選）如圖所示，p-V圖中的每個(gè)方格均為正方形，一定質(zhì)量的理想氣體從a狀態(tài)沿直線變化到b狀態(tài)，再沿直線變化到c狀態(tài)，最后沿直線回到a狀態(tài)，則下列說法正確的是（）A．從a狀態(tài)變化到b狀態(tài)的過程中氣體分子的平均動(dòng)能先增大后減小B．從a狀態(tài)變化到b狀態(tài)的過程中氣體的密度不斷增大C．從b狀態(tài)變化到c狀態(tài)的過程中氣體一定吸熱D．從c狀態(tài)變化到a狀態(tài)的過程中氣體放出的熱量一定大于外界對(duì)氣體做的功E.從c狀態(tài)變化到a狀態(tài)的過程中氣體的內(nèi)能不斷增大ACD當(dāng)堂檢測(cè)：1.一定質(zhì)量的氣體從外界吸收了的熱量，同時(shí)氣體對(duì)外做了的功，下列說法正確的是（）A．氣體的內(nèi)能增加 B．氣體的分子勢(shì)能增加C．氣體的體積減小 D．氣體分子的平均動(dòng)能增加B2.如圖所示，置于水平桌面上的汽缸導(dǎo)熱良好，用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦?，F(xiàn)用水平向右的外力F作用在活塞上，使其緩慢向右移動(dòng)，汽缸始終靜止，外界溫度保持不變。在活塞被拉出汽缸前的過程中（）A．氣體對(duì)外界做功，吸收熱量 B．氣體溫度降低，放出熱量C．氣體壓強(qiáng)逐漸減小，內(nèi)能減小 D．氣體體積逐漸增大，內(nèi)能增大A3.（多選）如圖所示，絕熱的容器內(nèi)密閉一定質(zhì)量的理想氣體（不考慮分子間的作用力），用電阻絲緩慢對(duì)其加熱時(shí)，絕熱活塞無摩擦地上升，下列說法正確的是（）A．單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)活塞碰撞的次數(shù)減少B．電流對(duì)氣體做功，氣體對(duì)外做功，氣體內(nèi)能可能減少C．電流對(duì)氣體做功，氣體又對(duì)外做功，其內(nèi)能可能不變D．電流對(duì)氣體做的功一定大于氣體對(duì)外做的功AD4.（多選）如圖是某噴水壺。未噴水時(shí)閥門閉合，壓下壓桿可向瓶內(nèi)儲(chǔ)氣室充氣；多次充氣后按下按柄打開閥門，水會(huì)自動(dòng)經(jīng)導(dǎo)管從噴嘴處噴出。儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體可視為理想氣體，充氣和噴水過程溫度保持不變。則下列選項(xiàng)中不正確的是