热力学第一定律高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

热力学第一定律第一节改变内能的两种方式做功W热传递Q对内对外吸热放热内能增加内能增加内能减少内能减少（外界对物体做功）（物体对外界做功）（物体从外界吸热）（物体对外界放热）知识回顾1、内容：一个热力学系统的内能变化量（增量）等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和.2、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.3、表达式：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

ΔU＝W+Q4、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.热力学第一定律典例：一定质量的气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功?如果膨胀时气体对外做的功是135J，同时向外放热85J，气体内能的变化量是多少?内能是增加了还是减少了?请你通过这个例子总结功和热量取正、负值的物理意义。解析：膨胀过程中气体对外界做功系统对外做功：W=-135J系统向外放热：Q=-85J根据热力学第一定律：ΔU=W+Q代入得：ΔU=-135+（-85）=-220J内能减少了220J。热力学第一定律1、确定研究对象。2、正确选取正、负号ΔU=W+Q

物理量符号意义符号意义W＋－Q＋－ΔU＋－外界对物体做功物体对外界做功物体吸收热量物体放出热量内能增加内能减少热力学第一定律典例：（2022·全国·高三专题练习）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C典例：一定质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，则下列各式正确的是（）A.W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104JB.W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC.W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD.W＝－8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－4×104J解析：B

因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104J；气体内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105J；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105J－8×104J＝－2×105J，B选项正确.理想气体内能的判断理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。1、忽略分子势能，只有分子动能2、内能看温度，做功看体积ΔU＝W+Q1、温度不变，理想气体内能不变△U=02、气体体积减小→外界对气体做功W＞03、气体积增大→气体对外界做功W＜0快做笔记！典例：（2022春·重庆渝中·高二重庆巴蜀中学校考阶段练习）如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下缓慢压入水中。设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓缓下降过程中，筒内空气体积减小，空气一定（）A．从外界吸热

B．内能增大C．向外界放热

D．内能减小C典例：（2023·北京·高三专题练习）恒温水槽中的气泡缓慢上升的过程中（）A．压强增加，外界对气泡做功，气泡对外放热B．压强增加，气泡对外做功，气泡从外界吸热C．压强减小，外界对气泡做功，气泡对外放热D．压强减小，气泡对外做功，气泡从外界吸热D热力学第一定律【例题】如图，一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1m，这段过程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于2×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功（图甲）。内燃机工作时汽缸温度高于环境温度，该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25J。⑴求上述压缩过程中气体内能的变化量。①确定研究对象：汽缸中的气体。（1）压缩过程活塞（外界）对气体（系统）做功，W是正值：W1=F1l1=2×10²×0.1J=200J系统向外放热：Q=-25J气体内能的变化量：ΔU1=W1＋Q1=200J-25J=175J③正确选取W与Q的正负。②明确气体状态变化过程。分析：解析：

【例题】如图，一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1m，这段过程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于2×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功（图甲）。内燃机工作时汽缸温度高于环境温度，该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25J。⑵燃烧后的高压气体对活塞做功，气体推动活塞移动0.1m，其做的功相当于9×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功（图乙），该做功过程气体传递给汽缸的热量为30J，求此做功过程气体内能的变化量。①确定研究对象：汽缸中的气体。③正确选取W与Q的正负。②明确气体状态变化过程。分析：解析：

（2）气