新教材人教版選擇性第三章第2節(jié)熱力學(xué)第一定律課件（58張）-1

第三章

熱力學(xué)定律第2節(jié)

熱力學(xué)第一定律課標(biāo)解讀課標(biāo)要求素養(yǎng)要求1.知道熱力學(xué)第一定律,并掌握其表達(dá)式。2.能運(yùn)用熱力學(xué)第一定律解釋自然界能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移問(wèn)題,并進(jìn)行具體的計(jì)算。1.物理觀(guān)念：知道熱力學(xué)第一定律及其符號(hào)法則。2.科學(xué)思維：理解熱力學(xué)第一定律的公式并能進(jìn)行相關(guān)的分析計(jì)算。3.科學(xué)探究：通過(guò)熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，養(yǎng)成與他人合作探究的習(xí)慣，體驗(yàn)科學(xué)家探究規(guī)律的艱辛與執(zhí)著。4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：了解熱力學(xué)第一定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，體會(huì)科學(xué)探索中的挫折和失敗對(duì)科學(xué)發(fā)展的意義。要點(diǎn)熱力學(xué)第一定律一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能變化量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功的和。

探究點(diǎn)一

熱力學(xué)第一定律的理解和應(yīng)用1.如以以下圖，汽缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體。

符號(hào)+體積減小，外界對(duì)熱力學(xué)系統(tǒng)做功熱力學(xué)系統(tǒng)吸收熱量?jī)?nèi)能增加-體積增大，熱力學(xué)系統(tǒng)對(duì)外界做功熱力學(xué)系統(tǒng)放出熱量?jī)?nèi)能減少

例〔2021江蘇南通高三月考〕〔多項(xiàng)選擇〕如以以下圖，由導(dǎo)熱材料制成的汽缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，活塞與汽缸壁之間無(wú)摩擦，活塞上方存有少量液體，將一細(xì)管插入液體，活塞上方液體會(huì)緩慢流出，在此過(guò)程中，大氣壓強(qiáng)與外界的溫度保持不變，那么關(guān)于這一過(guò)程中汽缸內(nèi)的氣體()

CDA.單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)活塞撞擊的次數(shù)增多B.氣體分子間存在的斥力是活塞向上運(yùn)動(dòng)的原因C.氣體分子的速率分布情況不變D.氣體對(duì)外界做的功等于氣體從外界吸收的熱量

B

探究點(diǎn)二

熱力學(xué)第一定律和氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用爆米花酥脆可口、老少皆宜，是許多人喜愛(ài)的休閑零食。如圖為“中國(guó)老式高壓爆米花機(jī)〞，那“嘭〞的一聲巨響，是許多70后、80后人童年的有趣記憶。玉米在鐵質(zhì)的密閉容器內(nèi)被加熱，封閉氣體被加熱成高溫高壓氣體，當(dāng)翻開(kāi)容器蓋后，氣體迅速膨脹，壓強(qiáng)急劇減小，玉米粒就“爆炸〞成了爆米花。思考以下問(wèn)題：

〔1〕容器的容積為多少？

CD

B[解析]被壓癟但尚未破裂的乒乓球放在熱水里泡一會(huì)兒，重新鼓起來(lái)，體積增大，那么氣體對(duì)外做功，溫度升高，內(nèi)能增大，由熱力學(xué)第一定律可知，此過(guò)程氣體吸熱。

CD

BD

〔1〕環(huán)境溫度升高了多少？

〔2〕氣體的內(nèi)能的變化量。

C

1.(多項(xiàng)選擇)以下過(guò)程，可能發(fā)生的是()A.物體吸收熱量，對(duì)外做功，同時(shí)內(nèi)能增加B.物體吸收熱量，對(duì)外做功，同時(shí)內(nèi)能減少C.外界對(duì)物體做功，同時(shí)物體吸熱，內(nèi)能減少D.物體對(duì)外界做功，同時(shí)物體放熱，內(nèi)能增加

AB

[解析]根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能。

C

3.如以以下圖，某同學(xué)將空的薄金屬筒開(kāi)口向下壓入水中。設(shè)水溫均勻且恒定，筒內(nèi)空氣無(wú)泄漏，不計(jì)氣體分子間相互作用，那么被淹沒(méi)的金屬筒在緩慢下降過(guò)程中，筒內(nèi)空氣體積減小，那么筒內(nèi)空氣()A.從外界吸熱 B.內(nèi)能增大 C.向外界放熱 D.內(nèi)能減小

C

[解析]金屬筒緩慢下降過(guò)程中，外界對(duì)筒內(nèi)氣體做功，而筒與水有熱交換、水溫恒定，所以筒內(nèi)空氣要向外界放熱，溫度保持不變，從而使內(nèi)能保持不變。4.(多項(xiàng)選擇)如以以下圖，活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在直立圓筒形導(dǎo)熱的汽缸中，活塞上堆放細(xì)沙，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)逐漸取走細(xì)沙，使活塞緩慢上升，直到細(xì)沙全部取走。假設(shè)活塞與汽缸之間的摩擦可忽略，那么在此過(guò)程中的以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A.氣體對(duì)外做功，氣體溫度可能不變B.氣體對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變C.氣體壓強(qiáng)可能增大，內(nèi)能可能不變D.氣體從外界吸熱，內(nèi)能一定增加

AB

[解析]由于汽缸是導(dǎo)熱的，可以與外界進(jìn)行熱交換，所以細(xì)沙減少時(shí)，氣體膨脹對(duì)外做功，可能由于與外界進(jìn)行熱交換吸熱使內(nèi)能不變，但壓強(qiáng)減小。

A

D

7.如以以下圖，有一導(dǎo)熱性良好的汽缸放在水平面上，活塞與汽缸壁間的摩擦不計(jì)，汽缸內(nèi)用一定質(zhì)量的活塞封閉了一定質(zhì)量的氣體，忽略氣體分子間的相互作用(即分子勢(shì)能視為零)，忽略環(huán)境溫度的變化，現(xiàn)緩慢推倒汽缸，在此過(guò)程中()A.氣體吸收熱量，內(nèi)能不變B.汽缸內(nèi)分子的平均動(dòng)能增大C.單位時(shí)間內(nèi)撞擊汽缸壁單位面積上的分子數(shù)增多D.汽缸內(nèi)分子撞擊汽缸壁的平均作用力增大

A

[解析]由題圖可知，該過(guò)程氣體對(duì)外做功，由于忽略環(huán)境溫度變化，溫度不變，內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體吸收熱量，內(nèi)能不變。

C

A.充氣過(guò)程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體內(nèi)能增大B.充氣過(guò)程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體分子平均動(dòng)能增大C.噴水過(guò)程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體放熱D.噴水過(guò)程