3.2 热力学第一定律 课件 -2025-2026学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦热力学第一定律，以“气体膨胀做功与放热”实例导入，衔接改变内能的做功与传热两种方式，搭建从基础公式ΔU=Q+W到结合气体实验定律、热力学图像分析的学习支架。 其亮点在于通过“思考与讨论+牛刀小试”问题链，以汽缸加热、p-T图分析等实例，培养科学思维与能量观念，如通过图像面积分析做功体现模型建构，结合实际情境深化理解，助力学生掌握应用，教师高效落实教学目标。

第三章 热力学定律 2　热力学第一定律 学习目标 理解热力学第一定律，并能运用热力学第一定律分析和解决相关问题 会分析热力学图像 会综合分析热力学第一定律和气体实验定律结合的有关问题 一定质量的气体，如果膨胀时气体对外做的功是135 J，同时向外放热85 J，气体内能的变化量是多少？内能是增加了还是减少了？ 思考与讨论 ΔU=-135+（-85）=-220J 1.改变内能的两种方式： 与 。两者对改变系统的内能是 的。 2.热力学第一定律：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的_____与外界对它 的和。 3.热力学第一定律的表达式：ΔU= 。 基础知识 做功 传热 等价 热量 所做的功 Q+W 1、一定质量的气体，从外界吸收3.5×105J的热量，同时气体对外界做功2.5×105J，则气体的内能是增加还是减少？改变量是多少？ 2、一定质量的气体，外界对其做功1.6×105J，内能增加了4.2×105J，此过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？ 牛刀小试 牛刀小试 3、一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是( ) A.W=8×104J，ΔU=1.2×105J，Q=4×104J B.W=8×104J，ΔU=-1.2×105J，Q=-2×105J C.W=-8×104J，ΔU=1.2×105J，Q=2×104J D.W=-8×104J，ΔU=-1.2×105J，Q=-4×104J B 牛刀小试 4、如图所示，内壁光滑的绝热汽缸固定在水平面上，其右端由于有挡板，厚度不计的绝热活塞不能离开汽缸，汽缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞距汽缸右端的距离为0.2m。现对封闭气体加热，活塞缓慢移动，一段时间后停止加热，此时封闭气体的压强变为2×105Pa。已知活塞的横截面积为0.04m2，外部大气压强为1×105Pa，加热过程中封闭气体吸收的热量为2800J，则封闭气体的内能变化量为（ ） A.400J B.1200J C.2000J D.2800J C 思考与讨论 如图所示，一定质量的理想气体由a状态变化到b状态，请在图像基础上思考以下问题： (1)在变化过程中是气体对外界做功还是外界对气体做功？p-V图像与V轴围成的面积表示什么？ (2)在变化过程中气体内能增加了还是减少了？气体吸热还是放热？ 分析w： 用v 分析ΔU： 用T 分析Q：先分析w和ΔU，再用ΔU = Q + w 牛刀小试 5、如图所示，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，该过程中（ ） A.气体的内能增加 B.气体向外界放热 C.气体分子的平均动能减小 D.气体分子的数密度减小 D 牛刀小试 6、一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p-T图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是( ) A.气体在a、c两状态的体积相等 B.气体在状态a时的内能小于它在状态c时的内能 C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功 D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功 A 牛刀小试 7、一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，此过程中该系统( ) A．对外界做正功 B．压强减小 C．向外界放热 D．内能减少 A 牛刀小试 8、一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，最后变化到状态C，V-T图像如图所示。已知该气体在状态B时的压强为1.0×105Pa。下列说法正确的是（ ） A.A→B过程气体吸热 B.B→C过程气体压强增大 C.B→C过程气体对外做功200J D.状态A时的气体压强为2.0×105Pa C 牛刀小试 9、如图所示，一定质量的理想气体由状态a经过等压变化到达状态b，再从状态b经过等容变化到达状态c。状态a与状态c温度相等。下列说法正确的是( ) A.气体在状态a的温度大于在状态b的温度 B.气体在状态a的内能等于在状态c的内能 C.从状态a到状态b的过程中，外界对气体做正功 D.从状态b到状态c的过程中，气体的内能增加 B 牛刀小试 10、一定质量的理想气体从状态A开始，经历A→B→C→A一次循环回到A状态，其压强p随体积倒数变化的图像如图所示，其中AB的延长线过原点O，BC平行于横轴，CA平行于纵轴。下列表述正确的是（ ） A.由A→B，气体分子的平均速率减小 B.由B→C，气体对外界做功 C.由C→A，在单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增多 D.经一次循环过程，气体从外界吸收的热量与放出的热量相等 C 牛刀小试 11、一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如T-V图上的两条线段所示，则气体在( ) A．由a变化到b的过程中，气体对外做负功 B．由a变化到b的过程中，气体从外界吸热 C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变 D．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能 B 牛刀小试 12、如图所示，绝热容器中封闭一定质量的理想气体，开始时绝热活塞距底部高度h=27cm，容器内气体温度为t1=27℃。现给电热丝通电，经过一段时间，气体温度缓慢升高至t2=127℃，已知活塞质量m=4kg，横截面积S=2cm2，大气压强p0=1.0×105Pa，不计活塞与器壁间摩擦，g取10m/s2，求： (1)封闭气体的压强； (2)当气体温度升高至t2时，活塞距底部的高度H； (3)若整个加热过程中内能变化量为120J，气体吸收的热量Q。 牛刀小试 13、如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中，小瓶内气体 (　　) A.内能减少 B.对外界做正功 C.增加的内能大于吸收的热量 D.增加的内能等于吸收的热量 B 14、如图所示为测量大气压强的实验装置，将一定质量的理想气体密封在烧瓶内，烧瓶通过细玻璃管分别与注射器和装有水银的U形管连接。最初竖直放置的U形管两臂中的水银柱等高，烧瓶中气体体积为800mL。现用注射器缓慢向烧瓶中注入200mL的水，稳定后U形管两臂中水银液面的高度差为25cm。环境温度不变，不计细玻璃管中气体的体积。下列说法正确的是(　　) A.气体的内能增大 B.每个气体分子的动能均不变 C.外界对气体做的功大于气体放出的热量 D.大气压强的测量值为75cmHg 牛刀小试 D $$