第二講：熱力學(xué)第一定律能量守恒定律

1、W WQ QU U0 0內(nèi)內(nèi)能能減減小小. .0 0，U U放放出出熱熱量量Q Q0 0內(nèi)內(nèi)能能增增加加. .0 0，U U吸吸收收熱熱量量Q Q. .能能量量的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移Q Q. .0 0）U U二二. .熱熱傳傳遞遞（不不做做功功W W0 0內(nèi)內(nèi)能能減減小小. .0 0，U U, ,氣氣體體對對外外界界做做功功W W0 0內(nèi)內(nèi)能能增增加加. .0 0，U U外外界界對對氣氣體體做做功功W W. .能能量量的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化W W，0 0）U U一一. .做做功功（絕絕熱熱過過程程Q Q改改變變內(nèi)內(nèi)能能的的兩兩種種方方式式：題型分類題型分類C C10101.31.3cmcmE Et tE E即Cm

2、即Cmt tE E則吸收熱量Q則吸收熱量QU Umvmv2 21 1mgRmgRE E程，機(jī)械能的損失：程，機(jī)械能的損失：解析：鐵塊滑到底部過解析：鐵塊滑到底部過0 03 32 2熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗定律的綜合應(yīng)用熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗定律的綜合應(yīng)用 J J. .1 10 05 5. .0 0W WQ QU U根根據(jù)據(jù)熱熱力力學(xué)學(xué)第第一一定定律律得得J J1 10 02 2. .0 0) )V VP P( (V VP PV VW W氣氣體體膨膨脹脹對對外外做做功功m m1 10 08 8. .0 0V VT TV VT TV V態(tài)態(tài)等等圧圧変変化化解解析析：氣氣體體由由A A到到B B狀

3、狀2 22 2A AB B3 33 3B BB BB BA AA A0，外界對氣體做功.0，外界對氣體做功.V V0，氣體對外界做功.0，氣體對外界做功.V VP PV VW W：等圧変化求解氣體做功等圧変化求解氣體做功熱熱點(diǎn)點(diǎn). .C C及及圖圖像像的的綜綜合合是是高高考考T TP PV VQ Q和和W W( (2 2) )U UN NT T. .與與體體積積無無關(guān)關(guān). .E E只只由由溫溫度度決決定定，質(zhì)質(zhì)量量的的理理想想氣氣體體的的內(nèi)內(nèi)能能題題后后總總結(jié)結(jié)：（1 1）一一定定故選D.故選D.內(nèi)能.內(nèi)能.勢能減小，轉(zhuǎn)化為水的勢能減小，轉(zhuǎn)化為水的2.水重心下降，重力2.水重心下降，重力. .

4、0，大氣壓對水不做功0，大氣壓對水不做功Q QW W由熱力學(xué)第一定律由熱力學(xué)第一定律U U0。0。水做功W水做功WP PV得，大氣壓對V得，大氣壓對0，由W0，由W變變V V對水從A流向B體積不對水從A流向B體積不0.0.交換，即Q交換，即Q分析：1.與外界無熱分析：1.與外界無熱次次數(shù)數(shù)增增大大. .故故B B錯錯. .間間與與器器壁壁減減小小T T增增大大，則則單單位位時時0 0吸吸熱熱. .P P不不變變分分子子0 0，則則Q QW W0 0，對對外外做做功功加加U UV V增增大大T T增增大大，內(nèi)內(nèi)能能增增2 2. .b b到到c c等等圧圧変変化化，0 0放放熱熱. .故故A AD

5、 D對對. .Q Q得得Q QW W由由U U0 0，不不變變，V V減減小小W W氣氣體體等等溫溫變變化化，內(nèi)內(nèi)能能E E分分析析：1 1. .a a到到b b理理想想減減小小. .故故C C錯錯. .E E0 0，P P減減小小T T減減小小，W W3 3. .C C到到a a等等容容變變化化，K K8 8J J. .8 8J J即即氣氣體體對對外外界界做做功功W WQ Q得得W W由由熱熱力力學(xué)學(xué)第第一一定定律律U U8 8J J2 20 0) )J J4 41 12 2( (2 20 02 2. .全全程程吸吸收收熱熱量量Q Q0 0. .態(tài)態(tài)內(nèi)內(nèi)能能不不變變，即即U U完完成成一一次

6、次循循環(huán)環(huán)回回到到初初狀狀體體所所處處的的狀狀態(tài)態(tài)有有關(guān)關(guān)分分析析：1 1. .內(nèi)內(nèi)能能只只與與氣氣故故E E對對. .C CT T, ,P PV V則則等等圧圧変変化化過過程程做做功功W WP PV VC CT T和和W WP PV VC CT TP PV VC CT TP PV V4 4. .等等圧圧変変化化做做的的功功. .故故D D錯錯. .吸吸收收的的熱熱量量大大于于對對外外界界對對外外做做功功，0 0，V VU U內(nèi)內(nèi)能能a a過過程程等等圧圧変変化化，T T3 3. .d dC C錯錯. .于于氣氣體體放放出出的的熱熱量量，故故體體做做的的功功等等0 0，V V減減小小，外外界界

7、對對氣氣U Ud d過過程程，等等溫溫變變化化，2 2. .c c故故B B對對. ., ,E EE E, ,T TT TN NT T，理理想想氣氣體體內(nèi)內(nèi)能能E E故故A A對對, ,V V線線，V V解解析析：1 1. .a ac c為為等等容容c ca ac ca ac ca a點(diǎn)撥：點(diǎn)撥：整個過程的內(nèi)能不變，整個過程的內(nèi)能不變， U = 0 由熱力學(xué)第一定律由熱力學(xué)第一定律 U=W總總+Q總總=0Q總總= - W總總 Q1Q2=W2W1A注意：正負(fù)注意：正負(fù)理想理想氣體氣體 D Q QQ QD D. .W W Q QW WC C. .Q QW W Q QB B. .Q QW W Q Q

8、A A. .Q Q） 三三者者滿滿足足的的關(guān)關(guān)系系是是（、W W、Q QQ Q 環(huán)環(huán)中中定定律律，在在工工質(zhì)質(zhì)的的一一個個循循不不變變。根根據(jù)據(jù)熱熱力力學(xué)學(xué)第第一一，內(nèi)內(nèi)能能，工工質(zhì)質(zhì)完完全全回回到到初初狀狀態(tài)態(tài)，又又對對低低溫溫?zé)釤嵩丛捶欧艧釤酫 Q做做功功W W，對對外外Q Q，工工質(zhì)質(zhì)從從高高溫溫?zé)釤嵩丛次鼰釤崮衬碂釤釞C(jī)機(jī)經(jīng)經(jīng)過過一一個個循循環(huán)環(huán)后后 （吸吸熱熱或或放放熱熱）。 則則此此過過程程中中氣氣體體1 10 00 0J J的的功功，的的過過程程中中氣氣體體對對外外做做了了. .若若從從A A狀狀態(tài)態(tài)到到C C狀狀態(tài)態(tài)V V V V和和B B狀狀態(tài)態(tài)的的體體積積關(guān)關(guān)系系發(fā)發(fā)生生如

9、如圖圖狀狀態(tài)態(tài)變變化化，A A8 8. .一一定定質(zhì)質(zhì)量量理理想想氣氣體體1 12 22 21 12 21 12 21 12 21 12 21 1B BA A0 0P PT TA AB BC C選選A A總總體體為為吸吸熱熱）. .( (即即吸吸熱熱多多放放熱熱少少，Q QQ QQ QU U則則相相等等。收收的的Q Q功功W W，一一定定與與全全過過程程吸吸3 3. .內(nèi)內(nèi)能能不不變變，對對外外做做1 10 00 0J J. .則則吸吸收收Q QJ J，Q Q得得，對對外外做做功功1 10 00 0W WU U不不變變，內(nèi)內(nèi)能能不不變變。由由，平平均均動動能能對對于于理理想想氣氣體體，T T不

10、不變變2 2. .對對于于A A、C C狀狀態(tài)態(tài)：. .V VV V. .V V0 0，等等壓壓變變化化，T TT TP PV V分分析析：1 1. .2 21 1總總總總B BA A. .C CT TP PV VW WC CT TP PV VC CT TP PV VC CT TP PV VT T的的關(guān)關(guān)系系：等等圧圧変変化化做做功功W W和和V V、Q Q. .W W內(nèi)內(nèi)能能變變化化量量U U ) )E EE EN N( (系系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)內(nèi)能能E E一一般般情情況況：熱熱”Q Q的的正正負(fù)負(fù)看看“吸吸熱熱和和放放，減減為為正正，增增為為負(fù)負(fù)。W W的的正正負(fù)負(fù)看看“V V”增增減減正正，降降（減

11、減）為為負(fù)負(fù)。T T”升升降降，升升（增增）為為U U（增增減減）正正負(fù)負(fù)看看“U UU UU U Q Q, ,W W4 4) )U UC CT TP PV V3 3) )T TN NT T2 2）內(nèi)內(nèi)能能U U0 01 1）分分子子勢勢能能E E一一定定律律對對理理想想氣氣體體和和熱熱力力學(xué)學(xué)第第P PK K1 12 2P P0 0. .3 34 4J JD D. . C C. .0 0. .6 66 6J J B B. .0 0. .3 3J J A A. .0 0. .7 7J J） 能能的的增增量量是是（，系系統(tǒng)統(tǒng)在在這這個個過過程程中中內(nèi)內(nèi)它它放放出出0 0. .2 2J J的的熱熱

12、量量它它做做0 0. .5 5J J的的功功后后，有有內(nèi)內(nèi)能能1 1J J，在在外外界界對對9 9. .某某系系統(tǒng)統(tǒng)的的初初狀狀態(tài)態(tài)具具1.3J1.3JU U 選B選B 0.3J0.3J0.2)J0.2)J(0.5(0.5U U0.2J0.2JQ Q0.5J,0.5J,W W1J,1J,其中U其中UW得,W得,Q QU UU U析：由析：由U U2 21 11 12 2分能能減減小小保保持持體體積積不不變變，內(nèi)內(nèi)能能可可D D. .一一定定量量氣氣體體吸吸熱熱而而小小也也不不放放熱熱，內(nèi)內(nèi)能能一一定定減減界界壓壓力力膨膨脹脹，但但不不吸吸熱熱C C. .一一定定量量氣氣體體克克服服外外的的冰冰

13、，內(nèi)內(nèi)能能一一定定減減小小的的水水結(jié)結(jié)成成0 0B B. .一一定定量量的的0 0內(nèi)內(nèi)能能增增量量一一定定相相同同體體，升升高高相相同同的的溫溫度度，A A. .相相同同質(zhì)質(zhì)量量的的兩兩種種物物） 正正確確的的是是（4 4. .關(guān)關(guān)于于物物體體的的內(nèi)內(nèi)能能，0 0C C0 0C C能能一一定定增增加加4 4. .不不做做功功，吸吸熱熱，內(nèi)內(nèi)Q Q) )W W減減小小（U U0 0，膨膨脹脹對對做做功功，內(nèi)內(nèi)能能3 3. .絕絕熱熱過過程程Q Q的的冰冰，放放熱熱，內(nèi)內(nèi)能能減減小小的的水水結(jié)結(jié)成成0 02 2. .0 0與與C C、m m、t t有有關(guān)關(guān)C Cm mt t, ,功功過過程程，吸吸

14、熱熱Q Q分分析析：1 1. .即即使使是是不不做做0 0C C0 0C C變變化化大大質(zhì)質(zhì)，則則比比熱熱容容小小的的溫溫度度D D. .若若甲甲乙乙為為不不同同種種物物積積小小的的溫溫度度變變化化大大質(zhì)質(zhì)，則則質(zhì)質(zhì)量量和和比比熱熱容容乘乘C C. .若若甲甲乙乙為為不不同同種種物物，則則它它們們溫溫度度升升高高相相同同B B. .若若甲甲乙乙為為同同種種物物質(zhì)質(zhì)大大，則則質(zhì)質(zhì)量量小小的的溫溫度度變變化化A A. .若若甲甲乙乙為為同同種種物物質(zhì)質(zhì)） 的的情情況況是是（則則甲甲乙乙兩兩物物體體升升高高溫溫度度的的溫溫度度升升高高，為為物物體體的的內(nèi)內(nèi)能能而而使使物物體體損損失失的的機(jī)機(jī)械械能能

15、全全部部轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化下下，假假設(shè)設(shè)落落地地后后地地面面相相同同高高度度處處自自由由落落1 10 0. .甲甲乙乙兩兩物物體體從從距距c ct.與m無關(guān)t.與m無關(guān)ghghcmcmt t則mgh則mghmghmghE E分析：機(jī)械能的損失分析：機(jī)械能的損失加加D D. .對對外外做做功功，內(nèi)內(nèi)能能增增 變變C C. .體體積積膨膨脹脹，內(nèi)內(nèi)能能不不的的增增加加B B. .吸吸收收的的熱熱量量等等內(nèi)內(nèi)能能 高高A A. .體體積積不不變變，溫溫度度升升） 有有可可能能（它它吸吸收收熱熱量量時時，氣氣體體保保持持壓壓強(qiáng)強(qiáng)不不變變，當(dāng)當(dāng)1 11 1. .一一定定質(zhì)質(zhì)量量的的理理想想，內(nèi)能增加，內(nèi)能增加對外

16、做的功對外做的功4.當(dāng)吸收的熱量大于4.當(dāng)吸收的熱量大于。T升高，內(nèi)能增大T升高，內(nèi)能增大V增大，則V增大，則C得：P不變，C得：P不變，T TPVPV3.由3.由U與Q和W有關(guān)U與Q和W有關(guān)Q得：Q得：W WU UU U2.由2.由U U0 0，U UV不變、則T不變V不變、則T不變C得：P不變、C得：P不變、T TPVPV1.由1.由P PQ前提為吸熱過程Q前提為吸熱過程W WU UU UU UC,C,T TPVPV, ,E En n0，U0，U分析：理想氣體E分析：理想氣體E1 12 21 12 2K KP P時不變。且中中氣氣體體內(nèi)內(nèi)能能必必增增加加大大，氣氣缸缸底底面面距距地地面面的

17、的高高度度將將增增而而氣氣溫溫升升高高，則則氣氣缸缸上上D D. .若若外外界界大大氣氣壓壓不不變變的的分分子子數(shù)數(shù)必必變變化化面面積積碰碰撞撞單單位位時時間間內(nèi)內(nèi)與與器器壁壁單單位位而而氣氣溫溫升升高高，則則氣氣缸缸中中C C. .若若外外界界大大氣氣壓壓不不變變氣氣體體分分子子密密度度必必變變大大，氣氣缸缸中中底底面面距距地地面面的的高高度度減減小小而而氣氣溫溫不不變變，則則氣氣缸缸上上B B. .若若外外界界大大氣氣壓壓增增大大壓壓縮縮一一些些將將再再氣氣體體壓壓強(qiáng)強(qiáng)必必變變大大，彈彈簧簧而而氣氣溫溫不不變變，則則氣氣缸缸中中A A. .若若外外界界大大氣氣壓壓增增大大） 度度相相同同，

18、則則正正確確的的（氣氣體體總總能能與與外外界界大大氣氣溫溫壁壁導(dǎo)導(dǎo)熱熱性性能能良良好好使使缸缸內(nèi)內(nèi)動動，缸缸擦擦且且可可以以在在缸缸內(nèi)內(nèi)自自由由移移，設(shè)設(shè)活活塞塞與與氣氣缸缸間間無無摩摩活活塞塞，使使氣氣缸缸懸懸空空而而靜靜持持著著缸缸內(nèi)內(nèi)體體，一一根根豎豎直直的的彈彈簧簧支支閉閉了了一一定定質(zhì)質(zhì)量量的的理理想想氣氣6 6. .如如圖圖，倒倒立立氣氣缸缸封封升升高高，內(nèi)內(nèi)能能增增大大。V V增增大大，上上底底升升高高。T T數(shù)數(shù)減減小小。間間單單位位面面積積碰碰撞撞的的分分子子平平均均動動能能增增大大，單單位位時時高高，則則V V變變大大。不不變變，等等壓壓變變化化，T T升升P P不不變變，

19、氣氣溫溫升升高高時時，則則P P分分子子增增大大。降降增增大大，V V減減小小，氣氣缸缸下下P P, ,s sm mg gP PP P變變化化增增大大，氣氣溫溫不不變變時時等等溫溫：P P2 2. .以以氣氣缸缸為為研研究究對對象象置置不不變變。變變，形形變變不不變變。活活塞塞位位大大氣氣壓壓力力抵抵消消，彈彈力力不不化化，整整體體上上下下面面所所受受缸缸作作為為整整體體，大大氣氣壓壓變變分分析析：1 1. .把把活活塞塞和和氣氣氣氣0 0氣氣0 0氣氣0 0，BCDBCD外力整體法，內(nèi)部內(nèi)力隔離法外力整體法，內(nèi)部內(nèi)力隔離法2 21 12 21 12 21 12 21 12 21 12 21 12 21 12 21 12 21 12 21 12 21 12 21 12 22 22 21 11 11 12 21 1U U，U UQ Q，Q QW WD D. .W W U U，