内容正文:
热力学第一定律
温故知新
1.通过哪些途径可以改变物体的内能?
2.绝热过程中,物体内能的变化量与什么有关?二者是什么关系?
3.单纯热传递中,物体内能的变化量与什么有关?二者是什么关系?
做功和热传递
外界对物体做功 相等
物体吸收的热量 相等
一、热力学第一定律
【例题1】一定质量的气体,压缩过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功?如果压缩时做的功是135J,同时从外界吸收热量85J,气体的内能变化量是多少?内能是增加了还是减少了?
【例题2】一定质量的气体,膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功?如果膨胀时做的功是135J,同时向外放出热量85J,气体的内能变化量是多少?内能是增加了还是减少了?
外界对气体做功,内能增加了220J
气体对外界做功,内能减少了220J
二、定律中各量的正、负号及含义
物理量 符号 意义 符号 意义
W + 外界对物体做功 - 物体对外界做功
Q + 物体吸收热量 - 物体放出热量
ΔU + 内能增加 - 内能减少
三.应用热力学第一定律解题的一般步骤:
(1)首先选定研究对象是哪个物体。
(2)根据符号法则判断已知量的正、负。
(3)根据方程求出未知量。
(4)再根据未知量结果的正、负来确定热传递或做功方向的情况
(1)一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量,同时气体对外做了6×105J的功,物体的内能是增加还是减少?变化量是多少?
目标评价
解:气体从外界吸热为:Q=4.2×105J
气体对外做功为:W=-6×105J
由热力学第一定律:ΔU=W+Q=(-6×105)+(4.2×105J)=-1.8×105J
ΔU为负,说明气体的内能减少了。所以,气体内能减少了1.8×105J
2.一定质量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量,内能增加了4.2×105J,是气体对外界做了功,还是外界对气体做了功?做了多少功?
解:气体从外界吸热为:Q=2.6×105J
内能增加为:ΔU=4.2×105J
由热力学第一定律:ΔU=W+Q得
W=ΔU-Q=4.2×105J-2.6×105J=1.6×105J
W为正,说明外界对气体做功,做了1.6×105J的功
四.气体状态变化与物理量对应方法
(1)绝热过程:过程是绝