3.2 热力学第一定律学案（部分答案）.docx

1、热力学第一定律【学习目标】1认识物质的运动形式有多种，对应不同运动形式的运动有不同形式的能，各种形式的能在一定条件下可以相互转化。2进一步掌握能的转化规律。3运用公式UW+Q分析有关问题并具体进行计算。【学习重难点】热力第一定律。【学习过程】1热力学第一定律：_。其数学表达式为：_2定律中各量的正、负号及含义物理量符号意义符号意义W+Q+U+例题一定质量的气体，在被压缩的过程中外界对气体做功300J，但这一过程中气体的内能减少了300J，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收（或放出）多少热量？解：由题意知W=300J U=-300J，根据热力学第一定律可得：Q=U-W=-300J-300J=-

2、600JQ为负值表示气体放热，因此气体放出600J的热量。【强化训练】1如图所示，用力F压缩气缸中的空气，力F对空气做了1800J的功，同时气缸向外放热2000J，空气的内能改变了多少？参考解答：由热力学第一定律：U=W+Q得：1800J+（-2000）J=U U=-200J即空气内能减少了200J2关于物体内能的变化，以下说法中正确的是（ ）A物体吸收热量，内能一定增大B物体对外做功，内能一定减少C物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变解析：根据热力学第一定律U=W+Q，物体内能的变化与外界对气体做功（或气体对外界做功），气体从外界吸热（或向外界放

3、热）两种因素有关，物体吸收热量，但有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，故A错，同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减小，B错；若物体吸收的热量与对外做功相等，则内能不变，C正确。而放热与对外做功是使物体内能减小，所以D错。所以本题正确答案为C。总结：运用热力学第一定律解决问题1根据符号法则写出各已知量的正、负。2根据方程求出未知量。3再根据未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做功情况。【练习巩固】1用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做了900J的功，同时汽缸向外散热210J，汽缸里空气的内能改变了多少？2如图，在汽缸内活塞左边封闭着一定量的空气，压强与大气压相同。把汽缸和活塞固定，使汽缸内空气升高一定的温度，空气吸收的热量为Q1。如果让活塞可以自由滑动（活塞与汽缸间无摩擦、不漏气），也使汽缸内空气温度升高相同温度，其吸收的热量为Q2。（1）Q1和Q2哪个大些？（2）气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会有不同？3某风景区有一处约20层楼高的瀑布，甚为壮观。请估计：瀑布上、下水潭的水温因瀑布的机械能转化成内能而相差多少？水的比热容c为4.2103J/。