第三章：第2節(jié)熱力學(xué)第一定律高中物理選擇性必修第三冊制作：陳慶威目錄CONTENT高中物理選擇性必修第三冊熱力學(xué)第一定律第一定律的應(yīng)用總結(jié)提升問題？00.高中物理選擇性必修第三冊汽缸內(nèi)有一定質(zhì)量的氣體，壓縮氣體的同時(shí)給汽缸加熱。那么，氣體內(nèi)能的變化會(huì)比單一方式（做功或傳熱）更明顯。這是為什么呢？熱力學(xué)第一定律第一部分做功改變內(nèi)能01.高中物理選擇性必修第三冊一方面表明，以不同的方式對系統(tǒng)做功時(shí)，只要系統(tǒng)始末兩個(gè)狀態(tài)是確定的，做功的數(shù)量就是確定的；單純地對系統(tǒng)做功：ΔU=W傳熱改變內(nèi)能01.高中物理選擇性必修第三冊另一方面也向我們表明，為了改變系統(tǒng)的狀態(tài)，做功和傳熱這兩種方法是等價(jià)的。也就是說，一定數(shù)量的功與確定數(shù)量的熱相對應(yīng)。單純地對系統(tǒng)傳熱：△U＝Q熱力學(xué)第一定律01.高中物理選擇性必修第三冊當(dāng)外界既對系統(tǒng)做功又對系統(tǒng)傳熱時(shí)，內(nèi)能的變化量就應(yīng)該是：△U＝Q+W內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能變化量（增量）等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和.ΔU：物體內(nèi)能的增加量W：

外界對物體做的功Q：

物體吸收的熱量思考與討論01.高中物理選擇性必修第三冊

一定質(zhì)量的氣體，膨脹過程中是外界對氣體做功還是氣體對外界做功？如果膨脹時(shí)氣體對外做功是135J，同時(shí)向外放熱85J，氣體內(nèi)能變化量是多少？內(nèi)能是增加了還是減少了？請你通過這個(gè)例子總結(jié)功和熱量取正、負(fù)值的物理意義。正負(fù)號的含義01.高中物理選擇性必修第三冊物理量符號意義符號意義W＋外界對物體做功－物體對外界做功Q＋物體吸收熱量－物體放出熱量ΔU＋內(nèi)能增加－內(nèi)能減少氣體被壓縮氣體膨脹定律中各量的正、負(fù)號及含義

ΔU=W+Q判斷是否做功的方法01.高中物理選擇性必修第三冊一般情況下外界對系統(tǒng)做功與否，需要看物體的體積是否變化。1.若系統(tǒng)體積增大，表明系統(tǒng)對外界做功，W＜0；2.若系統(tǒng)體積減小，表明外界對系統(tǒng)做功，Ｗ＞0．PVVaVbP-V圖下方(與坐標(biāo)軸所圍的面積)的“面積”表示做功多少。W=PΔV高中物理選擇性必修第三冊1.絕熱過程：Q＝0，則ΔU＝W，不發(fā)生熱傳遞，系統(tǒng)內(nèi)能的變化只與做功有關(guān)（分絕熱膨脹和絕熱壓縮）；2.等溫過程：ΔU＝0，則W＝－Q，氣體內(nèi)能不變，外界對氣體做的功與氣體吸收的熱量等值異號（分等溫膨脹和等溫壓縮）；3.等容過程：W＝0，則ΔU＝Q，氣體不做功，系統(tǒng)內(nèi)能的變化只與熱傳遞有關(guān)（分升溫升壓和降溫降壓）；4.等壓過程：等壓膨脹，溫度升高，內(nèi)能增加，對外做功，氣體吸熱；等壓壓縮，溫度降低，內(nèi)能減少，對內(nèi)做功，氣體放熱。幾種特殊情況01.熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用第二部分教材例題01.高中物理選擇性必修第三冊【例題】如圖，一臺四沖程內(nèi)燃機(jī)，活塞在壓縮沖程某段時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離為0.1m，這段過程活塞對氣體的壓力逐漸增大，其做的功相當(dāng)于2×103N的恒力使活塞移動(dòng)相同距離所做的功（圖甲）。內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)汽缸溫度高于環(huán)境溫度，該過程中壓縮氣體傳遞給汽缸的熱量為25J。高中物理選擇性必修第三冊⑴求上述壓縮過程中氣體內(nèi)能的變化量?！窘馕觥浚?）壓縮過程活塞（外界）對氣體（系統(tǒng)）做功，W是正值：W1=F1l1=2×102×0.1J=200J系統(tǒng)向外放熱：Q=-25J氣體內(nèi)能的變化量：ΔU1=W1＋Q1=200J-25J=175J教材例題02.高中物理選擇性必修第三冊⑵燃燒后的高壓氣體對活塞做功，氣體推動(dòng)活塞移動(dòng)0.1m，其做的功相當(dāng)于9×103N的恒力使活塞移動(dòng)相同距離所做的功（圖乙），該做功過程氣體傳遞給汽缸的熱量為30J，求此做功過程氣體內(nèi)能的變化量。（2）氣體膨脹過程中氣體（系統(tǒng)）對外界所做功，W是負(fù)值：W2=F2L2=-9×102×0.1J=-900J系統(tǒng)向外放熱：Q=-30J氣體內(nèi)能的變化量：ΔU2=W2＋Q2=-900J-30J=-930J教材例題03.總結(jié)提升第三部分高中物理選擇性必修第三冊課堂小結(jié)熱力學(xué)第一定律單擊此處添加標(biāo)題熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能變化量（增量）等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和.△U＝Q+W若系統(tǒng)體積增大，表明系統(tǒng)對外界做功，W＜0；若系統(tǒng)體積減小，表明外界對系統(tǒng)做功，Ｗ＞0．例題1例題精選01.【參考答案】C高中物理選擇性必修第三冊

如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷a→b→c→a的循環(huán)過程，ab與縱軸平行，ac與橫軸平行，cb的延長線過原點(diǎn)。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)→b過程，外界對氣體做正功B．b→c過程，單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)增多C．c→a過程，氣體分子的平均動(dòng)能減小D．整個(gè)過程中，氣體吸收的熱量大于釋放的熱量解析例題解析02.高中物理選擇性必修第三冊

例題2例題精選03.【參考答案】BD高中物理選擇性必修第三冊

（多選）如圖是“筒式二沖程柴油錘”的工作簡圖。壓縮沖程：氣缸錘座壓在水泥樁頂上，柱塞從一定高度釋放落入氣缸內(nèi)，壓縮氣缸內(nèi)的空氣，并點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的柴油。做功沖程：柴油被點(diǎn)燃，通過高壓氣體將水泥樁壓入泥土，同時(shí)柱塞被反推到氣缸外。柱塞和氣缸密封良好，則（）A．在壓縮沖程，氣缸內(nèi)氣體發(fā)生等溫變化

B．在壓縮沖程，柱塞對氣缸內(nèi)氣體做正功C．在做功沖程，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變

D．在做功沖程，氣缸內(nèi)氣體對柱塞做正功解析例題解析04.高中物理選擇性必修第三冊【解析】AB．壓縮沖程中，柱塞對氣缸內(nèi)氣體做正功，柱塞機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體內(nèi)能，氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能增大，氣缸內(nèi)氣體溫度升高，故A錯(cuò)誤、B正確；CD．做功沖程中，氣缸內(nèi)氣體對柱塞做正功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能減