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选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦热力学第一定律，先复习做功和热传递改变内能的单一方式，通过汽缸压缩气体同时加热的问题导入，搭建从单一到综合改变内能的学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点是通过问题链引导学生自主推导绝热、等容等特殊过程公式，结合符号规定表格和车胎爆胎等实例分析，强化物理观念和科学思维，课堂小结系统梳理知识，助力学生深化能量观念，教师可高效开展教学。

第二节 热力学第一定律 第三章 热力学定律 复习回顾 新课导入 思考：汽缸内有一定质量的气体，压缩气体的同时给汽缸加热。那么，气体内能的变化会比单一方式（做功或传热）更明显。这是为什么呢？ 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. 3、物理意义：热力学第一定律不仅反映了做功与传热在改变系统内能方面是等效的，而且给出了功、热量跟系统内能改变之间的定量关系. 2、表达式： ΔU＝W + Q ΔU ：物体内能的增加量 W： 外界对物体做的功 Q： 物体吸收的热量 4、推广：上式也适用于物体对外做功、向外界散热和内能减少的情况。但要注意各量的符号. 一、热力学第一定律 一、热力学第一定律 5、对公式ΔU＝Q＋W符号的规定 符号 W Q ΔU ＋ 体积减小，外界对热力学系统做功 热力学系统吸收热量 内能增加 － 体积增大，热力学系统对外界做功 热力学系统放出热量 内能减少 6、气体状态变化的几种特殊情况 (1)绝热过程：Q＝0，则ΔU＝W，系统内能的增加(或减少)量等于外界对系统(或系统对外界)做的功. (2)等容过程：W＝0，则ΔU＝Q，系统内能的增加量(或减少量)等于系统从外界吸收(或系统向外界放出)的热量. (3)等温过程：一定质量理想气体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对系统做的功等于系统向外界放出的热量(或系统从外界吸收的热量等于系统对外界做的功). 一、热力学第一定律 一、热力学第一定律 7、判断气体是否做功方法 一般情况下看气体的体积是否变化. (1)若气体体积增大，表明气体对外界做功，W<0. (2)若气体体积减小，表明外界对气体做功，W>0. 小试牛刀 1、一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式正确的是（ ） A.W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 J B.W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J C.W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×104 J D.W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J B v符号 LOGO 活动二：热力学第一定律及其应用 1、符号定义：物体吸收的热量: Q 外界对物体做功: W 物体内能变化量: ∆U v符号 LOGO 活动二：热力学第一定律及其应用 若一个物体不与外界发生热传递，它的内能变化等于什么？ 若一个物体，外界对其没有做功，它的内能变化等于什么？ 综上，若一个物体既与外界发生热传递，同时外界又对其做功，它的内能变化等于什么？ ΔU1=W ΔU2=Q ΔU=ΔU1+ΔU2=Q+W 若一个物体，它的内能变化等于0，它的热量和做功的关系？ W= Q 绝热过程 等容过程 等温过程 LOGO 活动二：热力学第一定律及其应用 讨论和交流：根据热力学第一定律的物理意义，如何规定Q，W和ΔU的符号，才能全面反映功，热量和内能改变量间的定量关系呢？ 热力学第一定律：一个物体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。 ΔU=Q+W LOGO 活动二：热力学第一定律及其应用 符号 W Q ΔU + - 内能增加 内能减少 物体吸收热量 物体放出热量 外界对物体做功 物体对外界做功 　一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式正确的是 A.W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 J B.W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J C.W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×105 J D.W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J 例3 √ 　如图所示，内壁光滑的绝热气缸固定在水平面上，由于其右端有挡板，厚度不计的绝热活塞不能离开气缸，气缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞距气缸右端的距离为0.2 m.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2×105 Pa.已知活塞的横截面积为0.04 m2，外部大气压强为1×105 Pa，加热过程中封闭气体吸收的热量为2 000 J，则封闭气体的内能变化量为 A.400 J B.1 200 J C.2 000 J D.2 800 J 例4 √ 课堂小结 内能 改变内能的方式 热力学第一定律： 做功 热传递 分子势能 分子动能 ΔU=Q+W W>0,外界对物体做功 W<0,物体对外界做功 Q>0,物体吸热 Q<0,物体放热 9.水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图.从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口.扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出.若水在不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体 A.压强变大 B.对外界做功 C.对外界放热 D.分子平均动能变大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 10.(多选)夏季，长春市的天气温差比较大，充足气的车胎经过正午阳光的暴晒容易爆胎.若车胎内的气体可视为理想气体，爆胎前车胎内气体体积及质量均不变，爆胎过程时间极短.关于车胎内的气体，下列说法正确的是 A.爆胎前随着气温的升高，车胎内气体压强增大 B.爆胎前随着气温的升高，车胎内气体吸收热量，内能增大 C.爆胎过程中，车胎内气体对外做功，内能减小 D.爆胎过程中，车胎内气体分子平均动能不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 能力综合练 √ √ 12.(1)某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯内，气球逐渐膨胀起来，如图所示.这是因为烧瓶内的气体吸收了水的______，温度______，体积______. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 热量 升高 增大 烧瓶内的气体要从热水中吸收热量，温度升高，体积增大. (2)若只对一定质量的理想气体做1 500 J的功，可使其温度升高5 K.若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5 K，那么气体吸收______ J的热量.如果对该气体做了2 000 J的功，使其温度升高了5 K，表明在该过程中，气体还______(选填“吸收”或“放出”)_____J的热量. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 500 放出 500 做功和热传递都可以改变物体的内能，且是等效的. 返回 THANKS $