第三章 2 热力学第一定律-【精讲精练】2023-2024学年高中物理选择性必修第三册人教版(教师用书)

享学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 #2热力学第一定律 [学业要求] 1.了解热力学第一定律。 2.会用△U=W十Q解决一些简单问题。 预习案必备知识·问题导学 /通教材·雕知识·素养初限 热力学定律 1.改变内能的两种方式 做功与热传递，两者在改变系统内能方面是等效的。 2.热力学第一定律 阅读教材，并回答： (1)①一物体在绝热过程：当外界对物体做了10J功，物体内能增加了多少？当物体对外 做了10J功，物体内能又如何变化？ ②一物体只与外界有热交换：外界传给物体4J热量物体的内能增加了多少？物体若向 外界传出了4J热量，物体内能减少了多少？ 答案：①10J10J②4J4J (②)如果物体内能在改变的过程中，既有热传递又有做功，内能怎样改变。 ①外界对物体做了10J的功，同时物体吸热4J,物体内能如何变化？ ②外界对物体做了10J的功，同时物体放热4J,物体内能如何变化？ ③物体对外界做了10J的功，同时物体吸热4J,物体内能如何变化？ 答案：①增加14J②增加6J③减小6J [概念规律] (1)内容 一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的 和。 (2)数学表达式：△U=O+W。 1自我诊断1 1.下列说法正确的是() A.外界对系统做功，系统的内能一定增加 B.系统内能增加，一定是系统从外界吸收了热量 C.系统从外界吸收热量5J,内能可能增加5J D.系统内能减少，一定是系统对外界做了功 答案C 2.疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图所示。闭合阀门K,向下压压杆A可 ·独家授权侵权必究 享学科网书城国 品牌书店·知名数辅·正版资源 b.zxxk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K,消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出。 储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度保持不变，则下列说法正确的是() 压杆A 阀门K 一打气简 按柄B 导管 储气室 A.充气过程中，储气室内气体分子数增多且分子运动剧烈程度增加 B.充气过程中，储气室内气体分子平均动能变大 C.充气过程中，储气室内气体内能不变 D.喷液过程中，储气室内气体吸收热量，对外界做功 解析充气过程中，储气室内气体增加，则分子数增多，因温度不变，则分子运动剧烈 程度不变，选项A错误；充气过程中，因温度不变，则储气室内气体分子平均动能不变，选 项B错误：充气过程中，温度不变，但储气室内气体分子数增多，所以储气室内气体内能增 大，C错误；喷液过程中，温度不变，内能不变，但由于气体膨胀，气体对外做功，所以要 吸收热量，D正确。 答案D 探究案关键能力·互动探究 /析考点·性规律·需养提丹 探究点一对热力学第一定律的理解与应用 [交流讨论] 1,热力学第一定律的推理过程用到什么方法？热力学第一定律的实质是什么？ 答案：控制变量法，能量守恒。 2.下面结构图中△U、Q、W的正、负各表示什么物理意义？ 改变系统内能的两种方式 △U=W 做功 热传递 A U=Q 对内 对外 吸热 放热 (外界对系（系统对外（系统从外（系统对外 统做功) 界做功) 界吸热)界放热) 内能增加内能减少内能增加内能诚少 △U=W+Q 答案：略 [归纳总结制 1.对公式△U=Q+W中△U、Q、W符号的规定 独家授权侵权必究 享学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 符号 ⊙ W △U 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△U=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△U=Q,物体内能的增加量等于物体从外界吸收的热 量。 (3)若过程的始末状态物体的内能不变，即△U=0,则W=一Q(或Q=一，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，W0: (2)若物体体积减小，表明外界对物体做功，W0。 例司 777 (2022山东卷)如图所示，内壁光滑的绝热汽缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体， 初始时汽缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将汽缸缓慢转动90°过程中，缸内气体() A.内能增加，外界对气体做正功 B.内能减小，所有分子热运动速率都减小 C.温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少 D.温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加 [解析]初始时汽缸开口向上，活塞处于平衡状态，汽缸内外气体对活塞的压力差与活 塞的重力平衡，则有(1一