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1、触类旁通合作探究自主预习 第二节第二节 热力学第一定律热力学第一定律 触类旁通合作探究自主预习 目标导航预习导引 触类旁通合作探究自主预习 目标导航预习导引一二 一、理想气体的特点一、理想气体的特点 1.理想气体的微观模型忽略了分子之间的作用力,忽略了分子势 能,所以理想气体的内能等于分子热运动的动能总和. 2.理想气体的内能只跟温度和物质的量有关,与体积无关. 触类旁通合作探究自主预习 目标导航预习导引一二 二、物体内能及热力学第一定律二、物体内能及热力学第一定律 1.改变内能的方式:做功和热传递. 2.功和内能的关系:若物体不存在热传递,当外界对它做功时,它 的内能增加,关系式为W=U;若
2、物体对外做功,则W0. 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要典题例解迁移应用 3.几种特殊情况 (1)若过程是绝热的,则Q=0,W=U,外界对物体做的功等于物体 内能的增加. (2)若过程中不做功,即W=0,则Q=U,物体吸收的热量等于物体 内能的增加. (3)若过程的始末状态物体的内能不变,即U=0,则W+Q=0或W=- Q. 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要典题例解迁移应用 【例1】 (多选)一定量的理想气体从状态A开始,经历AB、BC、CA三个过 程回到原状态,其p-T图象如图所示.下列判断正确的是( ) A.过程AB中气体一定吸热 B.过程BC中气体既不吸热也不放热 C.过
3、程CA中外界对气体所做的功等于气体所放的热 D.在A、B和C三个状态中,状态A分子的平均动能最小 E.在B和C两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子 撞击的次数不同 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要典题例解迁移应用 解析:由题图可知,在过程AB中,气体做等容变化,气体温度升高,内 能增加;由热力学第一定律可知,气体一定吸热,A项正确.在过程BC 中,气体做等温变化,气体温度不变,内能不变,由pV=c可知,气体压强 减小,体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律可知,气体从外界 吸收热量,B项错误.在过程CA中,气体做等压变化,气体温度降低,内 能减少,体积减小,外界对气体做功
4、,由热力学第一定律可知,气体放 出的热量大于外界对气体做的功,C项错误.在A、B和C三个状态中, 状态A气体的温度最低,分子平均动能最小,D项正确;气体在状态B的 压强大于状态C的压强,在状态B的体积小于在状态C的体积,B和C两 个状态的温度相等,因此在状态B中容器单位面积单位时间内受到 气体分子撞击的次数大于在状态C中的撞击次数,E项正确. 答案:ADE 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要典题例解迁移应用 一定量的理想气体在某一过程中,从外界吸收热量2.5104 J,气 体对外界做功1.0104 J,则该理想气体的( ) A.温度降低,密度增大 B.温度降低,密度减小 C.温度升高,密
5、度增大 D.温度升高,密度减小 答案:D 解析:理想气体的内能仅用温度来衡量,由热力学第一定律 U=W+Q,可知U=1.5104 J,即气体内能增加,故温度升高.因对 外做功,体积膨胀,故密度减小,选项D正确. 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要典题例解迁移应用 二、热力学第一定律在理想气体中的应用二、热力学第一定律在理想气体中的应用 1.理想气体状态变化过程中,存在着能量的转化与转移,应用热力 学第一定律解决理想气体状态变化过程中的能量转换问题时要明确: (1)一定质量的理想气体的内能只与温度有关. (2)一般情况下外界对理想气体做功与否,要看气体的体积是否变 化,体积不变,则W=0.
6、 (3)若理想气体在状态变化过程中是绝热的,则 Q=0. 2.应用热力学第一定律解题的一般步骤 (1)根据符号法则写出各已知量(W、Q、U)的正、负. (2)根据方程U=W+Q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. 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要典题例解迁移应用 【例2】 分别以p、V、T表示气体的压强、体积、温度.一定质 量的理想气体,其初始状态表示为(p0、V0、T0),若分别经历如下两 种变化过程:从(p0、V0、T0)变为(p1、V1、T1)的过程中,温度保持 不变(T1=T0);从(p0、V0、T0)变为(p2、V2、T2)的过程中,
7、既不吸热, 也不放热.在上述两种变化过程中,如果V1=V2V0,则( ) A.p1p2,T1T2 B.p1p2,T1T2 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要典题例解迁移应用 答案:A 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要典题例解迁移应用 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要典题例解迁移应用 一定质量的理想气体,从某一状态开始,经过一系列变化后又回 到开始的状态,用W1表示外界对气体做的功,W2表示气体对外界做 的功,Q1表示气体吸收的热量,Q2表示气体放出的热量,则在整个过 程中一定有 ( ) A.Q1-Q2=W2-W1B.Q1=Q2 C.W1=W2D.Q1Q2 答案:A 解析:
8、因为该气体从某一状态开始,经过一系列变化后又回到开 始的状态,所以内能没有变化,U=0,根据热力学第一定律,可得W1- W2+Q1-Q2=U=0,Q1-Q2=W2-W1,故选项A正确. 触类旁通合作探究自主预习 案例探究方法规律 怎样用热力学第一定律判断理想气体的状态变化 (多选) 如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,经过等容过 程ab到达状态b,再经过等温过程bc到达状态c,最后经等压过程ca回 到状态a.下列说法正确的是( ) A.在过程ab中气体的内能增加 B.在过程ca中外界对气体做功 C.在过程ab中气体对外界做功 D.在过程bc中气体从外界吸收热量 E.在过程ca中气体从外界
9、吸收热量 触类旁通合作探究自主预习 案例探究方法规律 解析:在过程ab中,气体体积不变,压强变大,根据 知,气体温 度升高,则内能增加,A正确;在过程ca中,气体体积减小,外界对气体 做功,B正确;在过程 ab中,气体体积不变,气体不对外做功,外界也不对气体做功,C错; 在过程bc中,气体进行的是等温变化,U=0,气体体积变大,对外做 功,W0,气体从外界吸收 热量,D正确;根据 知,在过程ca中,气体温度降低,则U0,故一定有Q0,气体放热,E错. 答案:ABD 触类旁通合作探究自主预习 案例探究方法规律 (1)一定质量的理想气体的内能只由温度决定,与体积无关. (2)应注意W+Q=U和 及图象的巧妙结合,综合分析.