第3章2 热力学第一定律-2020-2021学年新教材高中物理选择性必修第三册新课标辅导【精讲精练】人教版（课件ppt)

第三章　热力学定律 物理·选择性必修 第三册（配 RJ 版） 菜 单 2　热力学第一定律 　　　[学业要求与核心素养] 1．了解热力学第一定律。 2．会用ΔU＝W＋Q解决一些简单问题。 第三章　热力学定律 物理·选择性必修 第三册（配 RJ 版） 菜 单 热传递 等效的 热量 所做的功 Q＋W 自主预习 基础落实 一、改变内能的两种方式 　做功与___________，两者在改变系统内能方面是__________。 二、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______________的和。 2．数学表达式：ΔU＝__________。 第三章　热力学定律 物理·选择性必修 第三册（配 RJ 版） 菜 单 × × √ × |自我诊断| 　判断下列说法的正误。 (1)外界对系统做功，系统的内能一定增加。( ) (2)系统内能增加，一定是系统从外界吸收了热量。( ) (3)系统从外界吸收热量5 J，内能可能增加5 J。( ) (4)系统内能减少，一定是系统对外界做了功。( ) 第三章　热力学定律 物理·选择性必修 第三册（配 RJ 版） 菜 单 互动探究 素能培优 知识点　对热力学第一定律的理解与应用 问题探究 (1)如图3-2-1所示，快速推动活塞对汽缸内气体做功10 J，气体内能改变了多少？若保持气体体积不变，外界对汽缸传递10 J的热量，气体内能改变了多少？ 图3-2-1 第三章　热力学定律 物理·选择性必修 第三册（配 RJ 版） 菜 单 (2)一根金属丝经过某一物理过程，温度升高了，除非事先知道，否则根本无法判定是通过做功的方法，还是使用了传热的方法使它的内能增加。因为单纯地对系统做功和单纯地对系统传热都能改变系统的内能。既然它们在改变系统内能方面是等价的，那么当外界对系统做功为W，又对系统传热为Q时，系统内能的增量ΔU应该是多少？ 答案　(1)都增加10 J； (2)系统内能的增量ΔU＝Q＋W。 第三章　热力学定律 物理·选择性必修 第三册（配 RJ 版） 菜 单 [归纳升华] 1．对公式ΔU＝Q＋W中ΔU、Q、W符号的规定。 符号 Q W ΔU ＋ 物体吸收热量 外界对物体做功 内能增加 － 物体放出热量 物体对外界做功 内能减少 2.几种特殊情况。 (1)若过程是绝热的，即Q＝0，则ΔU＝W，物体内能的增加量等于外界对物体做的功。 (2)若过程中不做功，即W＝0，则ΔU＝Q，物体内能的增加量等于物体从外界吸收的热量。 第三章　热力学定律 物理·选择性必修 第三册（配 RJ 版） 菜 单 (3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对物体做的功等于物体放出的热量(或物体吸收的热量等于物体对外界做的功)。 3．判断是否做功的方法。 一般情况下外界对物体做功与否，需看物体的体积是否变化。 (1)若物体体积增大，表明物体对外界做功，W<0。 (2)若物体体积减小，表明外界对物体做功，W>0。 第三章　热力学定律 物理·选择性必修 第三册（配 RJ 版） 菜 单 [答案]　C [例1-1]　关于物体内能的变化，以下说法中正确的是 A．物体吸收热量，内能一定增大 B．物体对外做功，内能一定减小 C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变 D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变 [自主解答]　根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，物体内能的变化与外界对物体做功(或物体对外界做功)、物体从外界吸热(或向外界放热)这两种情况有关，物体吸收热量，但有可能同时对外界做功。故内能有可能不变甚至减小，故A不正确；同理，物体对外界做功的同时有可能吸热，故内能不一定减小，故B不正确；若物体吸收的热量与对外做功相等，则内能不变，故C正确；因放热和对外做功都会使物体内能减小，故D不正确。 第三章　热力学定律 物理·选择性必修 第三册（配 RJ 版） 菜 单 [例1-2]　一定质量的气体从外界吸收了4.2×105 J的热量，同时气体对外做了6×105 J的功，问： (1)物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？ (2)分子势能是增加还是减少？ (3)分子的平均动能是增加还是减少？ [自主解答]　(1)气体从外界吸热，故Q＝4.2×105 J，气体对外做功，故W＝－6×105 J，由热力学第一定律有ΔU＝W＋Q＝(－6×105 J)＋(4.2×105 J)＝－1.8×105 J。ΔU为负，说明气体的内能减少了。所以，气体内能减少了1.8×105 J。 第三章　热力学定律 物理·选择性必修 第三册（配