第三章 2. 热力学第一定律-【考点同步解读】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版）

考点同步解读 高中物理选择性必修第三册只J】 第11讲 热力学第一定律 高考要求学业标准·考情分析 ©考点分布⊙ ⊙学科素养© ©命题趋势⊙ 学业水平等级性考试对热力学第一定 1.对热力学第一定律的理解。 科学思维 律命题，多与气体实验定律相结合，还会涉 章 (★★★★) 科学态度 及气体图像问题，考查综合分析推理能力， 2.热力学第一定律的应用.（★★） 与责任 第二章 题型有选择题和计算题，难度中等. 考点分类考点透析·典例制析 三章 考点1热力学第一定律 第四章 核心总结· 第五章 1.定律内容 个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和，这个关 系叫作热力学第一定律。 块 2.定律公式 做功和热传递都可以改变物体的内能，在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和 热传递的过程，那么，外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的 增量△U,即△U=Q十W. 3.对热力学第一定律的理解 (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：体积减小，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，则由于理想气体不考虑分子势能，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. (5)热力学第一定律的数学表达式，既适用于系统对外界做功，向外界放热，内能减少的 情况，也适用于外界对系统做功，系统吸热，内能增加的情况，使用公式时注意区分正、负号. 考题1[2021·武汉江夏一中期中]一定质量的理想气体在某 过程中，外界对气体做功7.0×10J,气体内能减少1.3× 10J,则此过程( 108 第三章热力学定律 A.气体从外界吸收热量2.0×10J ©名师点拨© B.气体向外界放出热量2.0×10J 1,热力学第一定律是能 C.气体从外界吸收热量6.0×10J 量守恒定律在热现象范围内 D.气体向外界放出热量6.0×10J 的具体体现，只适用于热现象 2.热力学第一定律不仅 【解析】一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0× 反映了做功和热传递这两种 10J,即W=7.0×10J.气体内能减少1.3×105J,即△U 改变内能的过程是等效的，而 一1.3×10J.根据热力学第一定律△U=Q+W可得，Q=△U 且给出了内能的变化量和做 W=-1.3×103J-7.0×10J=一2.0×105J,即气体向外 功与热传递之间的定量关系. 界放出的热量为2.0×10J. 此定律是标量式，应用时热量 【答案】B 第 的单位应统一为国际单位制 变式11[2021·郑州一中期中]一定质量的理想气体，体积由V 中的焦耳 膨胀到V2,如果是通过等压过程实现，做功为W,、传递热量 为Q、内能变化为△U1:如果是通过等温过程实现，做功为 W2、传递热量为Q2、内能变化为△U2,则下列关系式正确的是 ( ) 四 A.W1>W2,Q>Q,△U1>△U2 B.W1>W2,Q1>Q2,△U1=△U2 C.W>W2,Q1=Q,△U1=△U D.W1<W2,Q=Q2,△U1=△U2 块 考点2 热力学第一定律的应用 ·核心总结· 应用热力学第一定律解题的一般步骤如下： 1.首先应明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。 2.分别列出物体（或系统）吸收或放出的热量：外界对物体（或系统）所做的功或物体（或 系统)对外所做的功 3.根据热力学第一定律△U=Q十W列出方程进行求解。 4.特别注意的就是物理量的正、负号及其物理意义。 说明：与理想气体综合的问题则需结合气体状态方程或图像分析气体的参量变化情况 考题2[2021·广东中山一中高三下模拟]如图11-1所示，两个 ©名师点拨© 可导热的汽缸竖直放置，它们的底部由一细管连通（忽略细管 1.热力学第一定律在理 想气体中的应用技巧 的容积).两汽缸中各有一个活塞，质量分别为1和m2,活塞 (1)做功情况看体积 与汽缸无摩擦.活塞的下方为理想气体，上方为真空，当气体 体积缩小一外界对气 处于平衡状态时.两活塞位于同一高度h(已知%=3，m2= 体微功W>0: 2m). 109 考点同步解读高中物理选择性必修第三册闲 (1)在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到 体积增大—气体对外 平衡后两活塞的高度差（假定环境温度始终保持为T,). 界做功—W<0: (2)在达到上一问的状态后，环境温度由T缓慢上升到1.25T6, 自由膨胀—W=0. 试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功（假定在气体 (2)内能变化看温度 状态变化过程中，两物块均不会碰到汽缸顶部)？ 温度升高一内能增 加—△U>0: 温度降低—内能减 第