第3章 微专题3 热力学第一定律和气体实验定律的综合应用（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步导学案（人教版2019）

微专题3　热力学第一定律和气体实验定律的综合应用 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 热力学第一定律和热学图像的结合 1．应用气体状态变化图像时要注意以下两点 (1)点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 (2)斜率的物理意义：在V-T图像(或p-T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以通过比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，判断两个状态的压强(或体积)的大小。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 2．判定物体内能变化的方法 (1)内能的变化都要利用热力学第一定律进行综合分析； (2)做功情况要看气体体积的变化情况：体积增大，气体对外做功，W为负；体积缩小，外界对气体做功，W为正； (3)与外界绝热，则不发生传热，此时Q＝0； (4)如果研究对象是理想气体，则由于理想气体没有分子势能，所以气体内能的变化主要体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度的变化。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 　一定量的理想气体从状态A开始，经历A、B、C三个状态变化完成循环，其压强p与体积V的关系图像如图所示。已知A(V0,2p0)，B(2V0，p0)，C(3V0,2p0)，状态A的温度为T0。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 (1)求状态C的温度TC； [答案]　(1)3T0　 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 (2)类比直线运动中根据速度—时间图像求位移的方法，求过程B→C中，气体对外界做的功W； 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 (3)求过程A→B中，气体从外界吸收的热量Q。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 　1.一定质量理想气体状态变化的图像如图所示，处于a状态的气体，经过程1到达b状态，也可经过程2到达c状态，其中ac的延长线过坐标原点，ab和bc分别与T轴和V轴平行。气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程1和2中放出的热量分别为Qab和Qac，则 (　　) 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 A．pb>pc，Qab>Qac B．pb>pc，Qab<Qac C．pb<pc，Qab>Qac D．pb<pc，Qab<Qac 答案：D 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 1．利用体积的变化分析做功问题，气体体积增大，气体对外界做功，气体体积减小，外界对气体做功。 2．利用温度的变化分析理想气体内能的变化，一定质量的理想气体的内能仅与温度有关，温度升高，内能增加，温度降低，内能减小。 3．利用热力学第一定律判断是吸热还是放热，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，得Q＝ΔU－W，若已知气体的做功情况和内能的变化情况，即可判断气体状态变化过程是吸热过程还是放热过程。 热力学第一定律和气体实验定律的结合 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 4．解决热力学定律与气体实验定律的综合问题的思路 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 如图甲所示，圆柱形汽缸和活塞是由导热材料制成的，当下面气体的压强是上面气体压强的2倍时，两部分气体的高度均为h。现在活塞A上缓慢地放置一物体m，最终稳定时如图乙所示，若外界温度和大气压强均保持不变，活塞A、B与汽缸无摩擦，A的质量忽略不计，B的质量为M，且M＝2m，则乙图中两部分气体的高度分别为多少？活塞在汽缸内移动的过程中，气体吸热还是放热？ 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 2.(多选)在某中学春季运动会上释放的气球是充有氦气的可降解气球。释放前工作人员用容积为30 L、压强为1.0×107 Pa的氦气罐给气球充气(充气过程温度不变)，要求充气后气球体积为6 L、压强为1.0×105 Pa；气球释放后飘向高空，当气球体积膨胀到9 L时就会爆裂落回地面。已知高度每升高1 000 m，大气温度下降6 ℃，高度每升高1 m，大气压减小11 Pa，庆祝现场地面空气温度为27 ℃，大气压为1