第二讲：热力学第一定律-能量守恒定律.课件.ppt

1、W WQ QU U0 0内内能能减减小小. .0 0，U U放放出出热热量量Q Q0 0内内能能增增加加. .0 0，U U吸吸收收热热量量Q Q. .能能量量的的转转移移Q Q. .0 0）U U二二. .热热传传递递（不不做做功功W W0 0内内能能减减小小. .0 0，U U, ,气气体体对对外外界界做做功功W W0 0内内能能增增加加. .0 0，U U外外界界对对气气体体做做功功W W. .能能量量的的转转化化W W，0 0）U U一一. .做做功功（绝绝热热过过程程Q Q改改变变内内能能的的两两种种方方式式：题型分类题型分类C C10101.31.3cmcmE Et tE E即Cm

2、即Cmt tE E则吸收热量Q则吸收热量QU Umvmv2 21 1mgRmgRE E程，机械能的损失：程，机械能的损失：解析：铁块滑到底部过解析：铁块滑到底部过0 03 32 2热力学第一定律与气体实验定律的综合应用热力学第一定律与气体实验定律的综合应用 J J. .1 10 05 5. .0 0W WQ QU U根根据据热热力力学学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气气体体膨膨胀胀对对外外做做功功m m1 10 08 8. .0 0V VT TV VT TV V态态等等圧圧変変化化解解析析：气气体体由由A A到到B B状

3、状2 22 2A AB B3 33 3B BB BB BA AA A0，外界对气体做功.0，外界对气体做功.V V0，气体对外界做功.0，气体对外界做功.V VP PV VW W：等圧変化求解气体做功等圧変化求解气体做功热热点点. .C C及及图图像像的的综综合合是是高高考考T TP PV VQ Q和和W W( (2 2) )U UN NT T. .与与体体积积无无关关. .E E只只由由温温度度决决定定，质质量量的的理理想想气气体体的的内内能能题题后后总总结结：（1 1）一一定定故选D.故选D.内能.内能.势能减小，转化为水的势能减小，转化为水的2.水重心下降，重力2.水重心下降，重力. .

4、0，大气压对水不做功0，大气压对水不做功Q QW W由热力学第一定律由热力学第一定律U U0。0。水做功W水做功WP PV得，大气压对V得，大气压对0，由W0，由W变变V V对水从A流向B体积不对水从A流向B体积不0.0.交换，即Q交换，即Q分析：1.与外界无热分析：1.与外界无热次次数数增增大大. .故故B B错错. .间间与与器器壁壁减减小小T T增增大大，则则单单位位时时0 0吸吸热热. .P P不不变变分分子子0 0，则则Q QW W0 0，对对外外做做功功加加U UV V增增大大T T增增大大，内内能能增增2 2. .b b到到c c等等圧圧変変化化，0 0放放热热. .故故A AD

5、 D对对. .Q Q得得Q QW W由由U U0 0，不不变变，V V减减小小W W气气体体等等温温变变化化，内内能能E E分分析析：1 1. .a a到到b b理理想想减减小小. .故故C C错错. .E E0 0，P P减减小小T T减减小小，W W3 3. .C C到到a a等等容容变变化化，K K8 8J J. .8 8J J即即气气体体对对外外界界做做功功W WQ Q得得W W由由热热力力学学第第一一定定律律U U8 8J J2 20 0) )J J4 41 12 2( (2 20 02 2. .全全程程吸吸收收热热量量Q Q0 0. .态态内内能能不不变变，即即U U完完成成一一次

6、次循循环环回回到到初初状状体体所所处处的的状状态态有有关关分分析析：1 1. .内内能能只只与与气气故故E E对对. .C CT T, ,P PV V则则等等圧圧変変化化过过程程做做功功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错错. .吸吸收收的的热热量量大大于于对对外外界界对对外外做做功功，0 0，V VU U内内能能a a过过程程等等圧圧変変化化，T T3 3. .d dC C错错. .于于气气体体放放出出的的热热量量，故故体体做做的的功功等等0 0，V V减减小小，外外界界

7、对对气气U Ud d过过程程，等等温温变变化化，2 2. .c c故故B B对对. ., ,E EE E, ,T TT TN NT T，理理想想气气体体内内能能E E故故A A对对, ,V V线线，V V解解析析：1 1. .a ac c为为等等容容c ca ac ca ac ca a点拨：点拨：整个过程的内能不变，整个过程的内能不变， U = 0 由热力学第一定律由热力学第一定律 U=W总总+Q总总=0Q总总= - W总总 Q1Q2=W2W1A注意：正负注意：正负理想理想气体气体 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） 三三者者满满足足的的关关系系是是（、W W、Q QQ Q 环环中中定定律律，在在工工质质的的一一个个循循不不变变。根根据据热热力力学学第第一一，内内能能，工工质质完完全全回回到到初初状状态态，又又对对低低温温热热源源放放热热Q Q做做功功W W，对对外外Q Q，工工质质从从高高温温热热源源吸吸热热某某热热机机经经过过一一个个循循环环后后 （吸吸热热或或放放热热）。 则则此此过过程程中中气气体体1 10 00 0J J的的功功，的的过过程程中中气气体体对对外外做做了了. .若若从从A A状状态态到到C C状状态态V V V V和和B B状状态态的的体体积积关关系系发发生生如

9、如图图状状态态变变化化，A A8 8. .一一定定质质量量理理想想气气体体1 12 22 21 12 21 12 21 12 21 12 21 1B BA A0 0P PT TA AB BC C选选A A总总体体为为吸吸热热）. .( (即即吸吸热热多多放放热热少少，Q QQ QQ QU U则则相相等等。收收的的Q Q功功W W，一一定定与与全全过过程程吸吸3 3. .内内能能不不变变，对对外外做做1 10 00 0J J. .则则吸吸收收Q QJ J，Q Q得得，对对外外做做功功1 10 00 0W WU U不不变变，内内能能不不变变。由由，平平均均动动能能对对于于理理想想气气体体，T T不

10、不变变2 2. .对对于于A A、C C状状态态：. .V VV V. .V V0 0，等等压压变变化化，T TT TP PV V分分析析：1 1. .2 21 1总总总总B BA A. .C CT TP PV VW WC CT TP PV VC CT TP PV VC CT TP PV VT T的的关关系系：等等圧圧変変化化做做功功W W和和V V、Q Q. .W W内内能能变变化化量量U U ) )E EE EN N( (系系统统内内能能E E一一般般情情况况：热热”Q Q的的正正负负看看“吸吸热热和和放放，减减为为正正，增增为为负负。W W的的正正负负看看“V V”增增减减正正，降降（减

11、减）为为负负。T T”升升降降，升升（增增）为为U U（增增减减）正正负负看看“U UU UU U Q Q, ,W W4 4) )U UC CT TP PV V3 3) )T TN NT T2 2）内内能能U U0 01 1）分分子子势势能能E E一一定定律律对对理理想想气气体体和和热热力力学学第第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（，系系统统在在这这个个过过程程中中内内它它放放出出0 0. .2 2J J的的热热

12、量量它它做做0 0. .5 5J J的的功功后后，有有内内能能1 1J J，在在外外界界对对9 9. .某某系系统统的的初初状状态态具具1.3J1.3JU U 选B选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分能能减减小小保保持持体体积积不不变变，内内能能可可D D. .一一定定量量气气体体吸吸热热而而小小也也不不放放热热，内内能能一一定定减减界界压压力力膨膨胀胀，但但不不吸吸热热C C. .一一定定量量气气体体克克服服外外的的冰冰

13、，内内能能一一定定减减小小的的水水结结成成0 0B B. .一一定定量量的的0 0内内能能增增量量一一定定相相同同体体，升升高高相相同同的的温温度度，A A. .相相同同质质量量的的两两种种物物） 正正确确的的是是（4 4. .关关于于物物体体的的内内能能，0 0C C0 0C C能能一一定定增增加加4 4. .不不做做功功，吸吸热热，内内Q Q) )W W减减小小（U U0 0，膨膨胀胀对对做做功功，内内能能3 3. .绝绝热热过过程程Q Q的的冰冰，放放热热，内内能能减减小小的的水水结结成成0 02 2. .0 0与与C C、m m、t t有有关关C Cm mt t, ,功功过过程程，吸吸

14、热热Q Q分分析析：1 1. .即即使使是是不不做做0 0C C0 0C C变变化化大大质质，则则比比热热容容小小的的温温度度D D. .若若甲甲乙乙为为不不同同种种物物积积小小的的温温度度变变化化大大质质，则则质质量量和和比比热热容容乘乘C C. .若若甲甲乙乙为为不不同同种种物物，则则它它们们温温度度升升高高相相同同B B. .若若甲甲乙乙为为同同种种物物质质大大，则则质质量量小小的的温温度度变变化化A A. .若若甲甲乙乙为为同同种种物物质质） 的的情情况况是是（则则甲甲乙乙两两物物体体升升高高温温度度的的温温度度升升高高，为为物物体体的的内内能能而而使使物物体体损损失失的的机机械械能能

15、全全部部转转化化下下，假假设设落落地地后后地地面面相相同同高高度度处处自自由由落落1 10 0. .甲甲乙乙两两物物体体从从距距c ct.与m无关t.与m无关ghghcmcmt t则mgh则mghmghmghE E分析：机械能的损失分析：机械能的损失加加D D. .对对外外做做功功，内内能能增增 变变C C. .体体积积膨膨胀胀，内内能能不不的的增增加加B B. .吸吸收收的的热热量量等等内内能能 高高A A. .体体积积不不变变，温温度度升升） 有有可可能能（它它吸吸收收热热量量时时，气气体体保保持持压压强强不不变变，当当1 11 1. .一一定定质质量量的的理理想想，内能增加，内能增加对外

16、做的功对外做的功4.当吸收的热量大于4.当吸收的热量大于。T升高，内能增大T升高，内能增大V增大，则V增大，则C得：P不变，C得：P不变，T TPVPV3.由3.由U与Q和W有关U与Q和W有关Q得：Q得：W WU UU U2.由2.由U U0 0，U UV不变、则T不变V不变、则T不变C得：P不变、C得：P不变、T TPVPV1.由1.由P PQ前提为吸热过程Q前提为吸热过程W WU UU UU UC,C,T TPVPV, ,E En n0，U0，U分析：理想气体E分析：理想气体E1 12 21 12 2K KP P时不变。且中中气气体体内内能能必必增增加加大大，气气缸缸底底面面距距地地面面的

17、的高高度度将将增增而而气气温温升升高高，则则气气缸缸上上D D. .若若外外界界大大气气压压不不变变的的分分子子数数必必变变化化面面积积碰碰撞撞单单位位时时间间内内与与器器壁壁单单位位而而气气温温升升高高，则则气气缸缸中中C C. .若若外外界界大大气气压压不不变变气气体体分分子子密密度度必必变变大大，气气缸缸中中底底面面距距地地面面的的高高度度减减小小而而气气温温不不变变，则则气气缸缸上上B B. .若若外外界界大大气气压压增增大大压压缩缩一一些些将将再再气气体体压压强强必必变变大大，弹弹簧簧而而气气温温不不变变，则则气气缸缸中中A A. .若若外外界界大大气气压压增增大大） 度度相相同同，

18、则则正正确确的的（气气体体总总能能与与外外界界大大气气温温壁壁导导热热性性能能良良好好使使缸缸内内动动，缸缸擦擦且且可可以以在在缸缸内内自自由由移移，设设活活塞塞与与气气缸缸间间无无摩摩活活塞塞，使使气气缸缸悬悬空空而而静静持持着着缸缸内内体体，一一根根竖竖直直的的弹弹簧簧支支闭闭了了一一定定质质量量的的理理想想气气6 6. .如如图图，倒倒立立气气缸缸封封升升高高，内内能能增增大大。V V增增大大，上上底底升升高高。T T数数减减小小。间间单单位位面面积积碰碰撞撞的的分分子子平平均均动动能能增增大大，单单位位时时高高，则则V V变变大大。不不变变，等等压压变变化化，T T升升P P不不变变，

19、气气温温升升高高时时，则则P P分分子子增增大大。降降增增大大，V V减减小小，气气缸缸下下P P, ,s sm mg gP PP P变变化化增增大大，气气温温不不变变时时等等温温：P P2 2. .以以气气缸缸为为研研究究对对象象置置不不变变。变变，形形变变不不变变。活活塞塞位位大大气气压压力力抵抵消消，弹弹力力不不化化，整整体体上上下下面面所所受受缸缸作作为为整整体体，大大气气压压变变分分析析：1 1. .把把活活塞塞和和气气气气0 0气气0 0气气0 0，BCDBCD外力整体法，内部内力隔离法外力整体法，内部内力隔离法2 21 12 21 12 21 12 21 12 21 12 21

20、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，U UQ Q，Q QW WC C. .W WU U，U UQ Q，Q QW WB B. .W W U U，U UQ Q，Q QW WA A. .W W） 。则则（化化为为U U，内内能能变变，传传递递热热量量Q Q，做做功功W W若若是是通通过过等等温温过过程程实实现现，内内能能变变化化为为U U，传传递递热热量量Q Q等等压压过过程程实实现现，做做功功W W，若若是是通通过过膨膨胀胀到到V V气气体体，体体积积

21、由由V V1 12 2. .一一定定质质量量的的理理想想P PV VW W 2 22 21 11 12 21 11 12 22 22 22 22 22 21 12 21 11 11 11 12 21 11 11 11 11 1Q QW WW W，则则Q QP P) )得得：P PV V( (V VP P由由W WP PT T不不变变，V VC C, ,T TP PV V . .Q Q则则W WU UU U0 0，内内能能不不变变，则则U U2 2. .等等温温过过程程：T T不不变变. .W WU UQ Q ) ), ,V V( (V VP PW W，W W大大于于对对外外做做功功，即即Q QQ Q得得，必必有有吸吸收收的的热热量量W W由由U U0 0内内能能增增加加U U则则T TV VC C，P P不不变变, ,T TP PV V1 1. .等等压压过过程程：U U的的关关系系比比较较两两种种情情况况Q Q、W W、前前提提：膨膨胀胀对对外外做做功功。