專題-第二節(jié)-熱力學(xué)第一定律-題型分析(2019人教版選擇性必修第三冊(cè))

專題熱力學(xué)第一定律題型分析專題一熱力學(xué)第一定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用例1關(guān)于物體內(nèi)能的變化，以下說(shuō)法中正確的是()A．物體吸收熱量，內(nèi)能一定增大B．物體對(duì)外做功，內(nèi)能一定減少C．物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變D．物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變解析根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，物體內(nèi)能的變化與外界對(duì)物體做功(或物體對(duì)外界做功)、物體從外界吸熱(或向外界放熱)這兩種因素有關(guān)．物體吸收熱量，但有可能同時(shí)對(duì)外界做功，故內(nèi)能有可能不變甚至減小，故A項(xiàng)不正確．同理，物體對(duì)外界做功的同時(shí)有可能吸熱，故內(nèi)能不一定減小，B項(xiàng)不正確．若物體吸收的熱量與對(duì)外做功相等，則內(nèi)能不變，故C項(xiàng)正確．因放熱和對(duì)外做功都會(huì)使物體內(nèi)能減小，故D項(xiàng)不正確．答案C歸納總結(jié)：應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題的一般步驟：(1)根據(jù)符號(hào)法則寫出各已知量(W、Q、ΔU)的正、負(fù)；(2)根據(jù)方程ΔU＝W＋Q求出未知量；(3)再根據(jù)未知量結(jié)果的正、負(fù)來(lái)確定吸熱、放熱情況或做功情況或內(nèi)能增減情況．專題二熱力學(xué)第一定律與氣體的綜合應(yīng)用例2一個(gè)氣泡從恒溫水槽的底部緩慢向上浮起，(若不計(jì)氣泡內(nèi)空氣分子勢(shì)能的變化)則()A．氣泡對(duì)外做功，內(nèi)能不變，同時(shí)放熱B．氣泡對(duì)外做功，內(nèi)能不變，同時(shí)吸熱C．氣泡內(nèi)能減少，同時(shí)放熱D．氣泡內(nèi)能不變，不吸熱也不放熱解析氣泡上升過(guò)程中，由于壓強(qiáng)減小，體積增大，故對(duì)外做功，緩慢上升指有時(shí)間發(fā)生熱傳遞，可認(rèn)為溫度是不變的．在氣泡緩慢上升的過(guò)程中，氣泡外部的壓強(qiáng)逐漸減小，氣泡膨脹，對(duì)外做功，故氣泡中空氣分子的內(nèi)能減小，溫度降低．但由于外部恒溫，且氣泡緩慢上升，故可以認(rèn)為上升過(guò)程中氣泡內(nèi)空氣的溫度始終等于外界溫度，內(nèi)能不變，故須從外界吸收熱量，且吸收的熱量等于對(duì)外界所做的功．答案為B.答案B歸納總結(jié)：在理想氣體狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)用熱力學(xué)第一定律的關(guān)鍵是：(1)理想氣體的內(nèi)能完全由溫度來(lái)決定．(2)注意應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)分析狀態(tài)參量的變化．(3)理想氣體狀態(tài)變化時(shí)，體積變大，氣體對(duì)外做功W<0；體積變小，外界對(duì)氣體做功W>0(自由膨脹例外)．且在p-V圖中，p-V圖線下方的“面積”表示功的多少．如圖甲、乙、丙中陰影部分．專題三用熱力學(xué)第一定律計(jì)算例3空氣壓縮機(jī)在一次壓縮中，活塞對(duì)空氣做了2×105J的功，同時(shí)空氣的內(nèi)能增加了1.5×105J，這一過(guò)程中空氣向外界傳遞的熱量是多少？解析選擇被壓縮的空氣為研究對(duì)象，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU＝W＋Q.由題意可知W＝2×105J，ΔU＝1.5×105J，代入上式得Q＝ΔU－W＝1.5×105J－2×105J＝－5×104J.負(fù)號(hào)表示空氣向外釋放熱量，即空氣向外界傳遞的熱量為5×104J.答案5×104J歸納總結(jié)：應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題的一般步驟(1)明確研究對(duì)象是哪個(gè)物體或者是哪個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)．(2)分別列出物體或系統(tǒng)吸收或放出的熱量；外界對(duì)物體或系統(tǒng)所做的