第二节 热力学第一定律 学案
班级 姓名 2014/3/12
【学习目标】
1. 理解热力学第一定律的内容及表达式，并能进行简单的计算。 2. 会用热力学第一定律分析、解释有关的物理问题。
【学习过程】
一、热力学第一定律
1. 热力学第一定律：如果物体和外界同时发生做功和热传递的过程，那么物体内能的增加ΔU就等于 和 之和。 2.公式：ΔU= 。
其中，ΔU表示 ，Q表示 ，W表示 。 3.公式中各量正负号的意义 W Q ΔU +（>0） -(<0)
例1. 一定质量的气体，在被压缩的过程中外界对气体做功３００ J，但这一过程中气体的内能减少了300 J，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收（或放出）多少热量？?
二、热力学第一定律在理想气体中的应用
理想气体的特点：由于理想气体不计分子间的作用力，也就忽略了分子的势能，所以理想气体的内能只是分子热运动 的总和，理想气体的内能只跟 有关。 1. 绝热过程
（1）绝热系统：不与外界发生热交换的系统
（2）写出绝热系统的热力学第一定律表达式： （3）如何改变一个绝热系统的内能？
气体与外界无热交换，Q= 。体积膨胀，外界对气体做 （正、负）功，内能 ；体积压缩，外界对气体做 （正、负）功，内能 。
例2．(单选)如图所示活塞将气缸分成两气室，气缸和活塞（连同拉杆）都是绝热的，且不
漏气，以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中：（ ）
甲 乙 1
A．E甲不变，E乙减小 B．E甲增大，E乙不变
C．E甲增大，E乙减小 D．E甲不变，E乙不变 2. 等温过程
（1）写出玻意耳定律：
（2）写出等温系统的热力学第一定律表达式
（3）对于一个等温系统，内能 ，ΔU= 。气体膨胀过程中，外界对它做 （正、负）功，它一定要 （吸热、放热）。气体被压缩过程中，外界对它做 （正、负）功，它一定要 （吸热、放热）。
例3. (双选)固定的水平气缸内由活塞B封闭着一定量的气体，气体分子之间的相互作用可以忽略。假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变，若用外力F将活塞B缓慢地向右拉动，如图所示，则在拉动活塞的过程中，关于气缸内气体的下列结论，其中正确的是( ) A．气体对外做功，气体内能不变 B．气体对外做功，气体内能减小 C．外界对气体做功，气体内能不变 D．气体从外界吸热，气体压强减小 3.等容过程
（1）写出查理定律：
（2）写出等容系统的热力学第一定律表达式： （3）如何改变一个等容系统的内能？
气体不做功，W= 。吸热则内能 ，放热则内能 。
4.等压过程
（1）写出盖?吕萨克定律：
（2）写出等压系统的热力学第一定律表达式
（3）对于一个等压系统，膨胀过程中，温度 ，内能 ，外界对气体做 （正、负）功，气体一定要 （吸热、放热）。压缩过程中，温度 ，内能 ，外界对气体做 （正、负）功，气体一定要 （吸热、放热）。
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【课堂反馈】
1. (单选)如图是封闭的汽缸，内部封有一定质量的理想气体．外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，则缸内气体的( ) A．温度升高，内能增加600 J B．温度升高，内能减少200 J C．温度降低，内能增加600 J D．温度降低，内能减少200 J 2. (双选)对于一定量的理想气体，下列说法正确的是( ) A．若气体的压强和体积都不变,其内能也一定不变 B．若气体的内能不变，其状态也一定不变
C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大 D．当气体温度升高时，气体的内能一定增大 3．(单选)理想气体在等压变化中（ ） A．一定对外做正功 B．外界一定对气体做正功 C．若温度升高，一定对外做正功
D．可能既不对外做功，外界也不对气体做功 4．(双选)下列有关内能的说法正确的是（ ） A．质量和温度相同的物体，内能一定相同 B．一定质量的理想气体的内能只与温度有关
C．一定质量的理想气体在等容变化过程中若吸了热，内能一定增加 D．理想气体等温变化，内能可能减少
课 后 作 业
1．(单选)在热力学第一定律的表达式ΔU＝W＋Q中关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负，下列说法中正确的是( )
A．外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为正 B．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为负 C．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为正 D．外界对物体做功时W为负，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为负
2. (单选)一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，(若不计气泡内空气分子势能的变化)则( )
A．气泡对外做功，内能不变，同时放热 B．气泡对外做功，内能不变，同时吸热 C．气泡内能减少，同时放热 D．气泡内能不变，不吸热也不放热 3. (双选)关于物体内能的变化，以下说法正确的是 （ ）
A.物体吸热，内能一定增大 B.物体对外做功，内能可能增大 C.物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变 D.物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变
4. (双选)当气体的温度没有改变时，下列说法中比较确切的是( ) A. 气体一定没有吸热
B. 气体的内能一定没有改变 C. 气体的内能有可能改变 D. 气体与外界可能有热交换
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5. (单选)对于在一个大气压下100℃的水变成100℃的水蒸气的过程中，下列说法正确的是 （ ）
A. 水的内能增加，对外界做功，一定是吸热 B. 水的内能不变，对外界做功，从外界吸热 C. 水的内能减少，对外界不做功，向外界放热 D. 水的内能增加，对外界做功，向外界放热
6. (单选)一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回一开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有（ ） A．Q1—Q2=W2—W1 C．W1=W2
B．Q1=Q2
D．Q1>Q2
7. (单选)如下图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙。现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，则在移动P的过程中（ ）
A.外力对乙做功；甲的内能不变 B.外力对乙做功；乙的内能不变 C.乙传递热量给甲；乙的内能增加 D.乙的内能增加；甲的内能不变
8. (单选)一定量的理想气体，经如图所示的循环过程，A→B为等温过程，B→C等压过程，C→A为绝热过程，那么曲边梯形ACca的面积表示的功等于（ ） A.B→C的内能变化 B.A→B的内能变化 C.C→A的内能变化 D.C→B的内能变化
9. (单选)如图所示，直立容器内部有被隔板隔开的Ａ、Ｂ两部分气体，Ａ的密度小，Ｂ的密度大，抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合，设在此过程中气体吸热Ｑ，气体内能增量为ΔU，则（ ）? A. ΔU=Q B.ΔU＜Q C. ΔU＞Q D.无法比较? 于这一过程，下列说法中正确的是（ ） A．子弹减少的动能等于木块增加的动能 B．子弹减少的动能小于木块增加的动能
C．子弹减少的动能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和 D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块的内能增量之和
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10. (单选)一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，未从木块中穿出．对
参考答案
例1解：由题意知
Ｗ＝300 J Δu=- 300 J，根据热力学第一定律可得:Q=Δu-W=-300 J-300 J=-600 J Q为负值表示气体放热，因此气体放出６００J的热量. 例2 . C 例3. AD
[针对训练] 1.A 2.AD 3.C 4.BC [课后作业]
1、C 2、B 3、BC 4、BD 5、B 6、A 7、C 8、C 9、B 10、D
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