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1、热力学第一定律能量守恒定律疋律题型一：热力学第一定律的简单应用例1:（教材习题变式）铁块和装有一定质量气体的气球吸收相同的热量，下列说法中正 确的是：A 铁块内能增加得多B 气体内能增加得多C.两者内能增加一样多D 条件不够，无法判断审题指导：热力学第一定律涉及到三个物理量，要注意这三个物理量是如何变化 的。解：题目描述了一个物理量，即热量，所以要判断内能的变化时，还要分析体积 的变化，铁块体积的膨胀比气体的体积膨胀要小，所以对外做功要少，根据热力学 第一定律，可知铁块内能增加要多。答：A误区警示：物体内能的变化有两条途径，即做功和热传递，只有一条途径则不能 判断内能的增减所以要判断内能的变化
2、就必须在两条途径都确定的情况下才可 以.变式备选1：物体的内能增加了 20J,则A .一定是外界对物体做了 20 J的功B. 一定是物体吸收了 20J的热量C.可能是外界对物体做了 20J的功，也可能是物体吸收了 20J的热量D 可能是物体吸收热量的同时外界对物体做了功，且热量和功共20J 答：CD点拨：根据改变物体内能的两种方式是等效的原理可知，物体内能的增加、减 少，并不能肯定归于做功或热传递，除非事先己知.正确选项为C、D .题型二：气体状态变化过程中的内能变化例2:（原创题）一定质量的理想气体，体积由V1膨胀到V2，如果是通过等压过程实现，做功为W1、传递热量为 Q1、内能变化为 U1
3、;如果是通过等温过程实现，做功为W2、传递热量为Q2、内能变化为 U2，则A、W1 W2，Q1 Q2， U1 U2 B、W1 W2，Q1 Q2， 5= U2C、W1 W2 ，Q1=Q2， U1 = U2 D、W1 v W2，Q1=Q2， U1 = U2审题指导：涉及到气体状态变化过程时，审题时要注意气体状态变化过程的词， 如：等压过程、等温过程等。要注意描述题中和内能有关的物理量与气体状态参量 之间的关系。解：等压过程体积膨胀，对外做功时力的大小不变，而等温过程时体积膨胀，压强 减小，对外做功的力减小，做功小于等压过程做的功，W1 W2 ;等压过程时温度升高，内能增大，而等温过程时，内能不变，
4、则 U1 U2 ;等压过程对外做的功多，内能增大的多，所以该过程中吸收热量多，Q1 Q2。答: A方法点拨：理想气体状态参量和内能变化的参量之间的关系是：温度对应气体的内 能，温度高气体的内能大；体积反应气体做功情况，体积增大则气体对外做功，W取负值，体积减小对气体做功，W取正值；这两个要素确定以后，再根据热力学第一定律讨论气体吸热放热问题。变式备选2:若某种实际气体分子之间的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能大 小与气体体积和温度的关系是A 如果保持其温度不变，体积增加，则内能减小B. 如果保持其体积不变，温度升高，则内能增大C. 如果保持其体积不变，温度升高，则内能减小D. 如果保持
5、其温度不变，体积增加，则内能增大答案：BD解析：这里描述的不是理想气体，分子之间表现为引力，体积增加，克服分子之间 的作用力做功，则气体的分子势能增加，温度不变，分子的平均动能不变，则内能 增加，A错误D正确；体积不变，分子之间的作用力不做功，分子势能保持不 变，温度升高，分子动能增加，则内能增加，B正确C错误。题型三：涉及功能关系的问题i例3 （创新题）如图所示柱形容器内封有一定质量的空气，光滑活塞C（质量为m与容器用良好的隔热材料制成。活塞横截面积为 S,大气压为pO,另 有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上，并随活塞一起到达最低 点B而静止，在这一过程中，空气内能的改变量 E
6、,外界对空气所做的功 W与 物体及活塞的重力势能的变化关系是Miih + h - l: + 1IP I；丨丨v兮违沁、Af = (V, IF =i硝必 +C.D 入F Jbm妙 + mu.b + iSb审题指导：审题注意条件的描述：光滑（没有摩擦）、隔热（和外界没有热传递），注意运动情景的描述：自由下落、静止。解：总的能量的减少是 ”，但自由下落到活塞上和活塞发生碰撞，有能量损失，所以外界对空气做的功要小于总的能量的减少，由于Q=0,所以外界对空气做的功W= E。答: C方法点拨：这类题主要是和力学中的功能关系相结合，结合点在热力学第一定律中 的W上，要理解和掌握这个物理量。气体中对气体做功要
7、通过活塞来实现，因此 这类题的解题思路是以活塞为研究对象进行受力分析，此时要注意大气压力和封闭 气体的压力这两个力是相比较力学中的题目要特别加上的，然后根据活塞处的状态 或过程来进行分析。而封闭气体的压力所做的功就是热力学第一定律中的W，当封闭气体的压力做正功时，热力学第一定律中的 W取负值，而当封闭气体的压力 做负功时，热力学第一定律中的 W取正值。如图所示，密闭绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部 封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为Ep （弹簧处于自然长度时的 弹性势能为零
8、），现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复 运动后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程A Ep全部转换为气体的内能B Ep一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能C. Ep全部转换成活塞的重力势能和气体的内能D . Ep 一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势 能答：D应用热力学第一定律时，必须依据符号法则代入数据。例题：气体膨胀对外做功100J，同时从外界吸收了 120J的热量，它的内能变化可 能是A .减少20JB. 增大20JC. 减少220JD. 增大220J典型误解：根据热力学第一定律有：AU= Q+W=100J+120J=220J0,选项D正 确。走出误区：牢记热力学第一定律中各物理量取正负号的规定及物理意义。尤其是 对于气体体积的变化所对应的做功的情况。正确解答：研究对象为气体，依符号规则，对外做功W= - 100J，吸收热量Q=+120J，则 A U= Q+W=120 100J=20J0,选项 B 正确。