第11講熱力學第一定律目標導航目標導航課程標準課標解讀知道熱力學第一定律理解熱力學第一定律，并會運用于分析和計算知識精講知識精講知識點熱力學第一定律1．改變內能的兩種方式：做功與傳熱．兩者對改變系統的內能是等價的。2．熱力學第一定律：一個熱力學系統的內能變化量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和。3．熱力學第一定律的表達式：ΔU＝Q＋W。4．熱力學第一定律的應用：(1)W的正負：外界對系統做功時，W取正值；系統對外界做功時，W取負值．(均選填“正”或“負”)；(2)Q的正負：外界對系統傳遞的熱量Q取正值；系統向外界傳遞的熱量Q取負值．(均選填“正”或“負”)?！局R拓展】1．對公式ΔU＝Q＋W符號的規定符號WQΔU＋體積減小，外界對熱力學系統做功熱力學系統吸收熱量內能增加－體積增大，熱力學系統對外界做功熱力學系統放出熱量內能減少2.氣體狀態變化的幾種特殊情況(1)絕熱過程：Q＝0，則ΔU＝W，系統內能的增加(或減少)量等于外界對系統(或物體對外界)做的功；(2)等容過程：W＝0，則ΔU＝Q，物體內能的增加量(或減少量)等于系統從外界吸收(或系統向外界放出)的熱量；(3)等溫過程：始末狀態一定質量理想氣體的內能不變，即ΔU＝0，則W＝－Q(或Q＝－W)，外界對系統做的功等于系統放出的熱量(或系統吸收的熱量等于系統對外界做的功)。3．判斷氣體是否做功的方法一般情況下看氣體的體積是否變化：①若氣體體積增大，表明氣體對外界做功，W<0；②若氣體體積減小，表明外界對氣體做功，W>0。4．應用熱力學第一定律解題的一般步驟：(1)根據符號法則寫出各已知量(W、Q、ΔU)的正負；(2)根據方程ΔU＝W＋Q求出未知量；(3)再根據未知量結果的正負來確定吸放熱情況、做功情況或內能變化情況?！炯磳W即練1】如圖所示，絕熱容器中間用隔板隔開，左側裝有理想氣體，右側為真空。現將隔板抽掉，使左側理想氣體自由膨脹直至達到平衡，已知氣體自由膨脹過程中不對外界做功，則在此過程中（）A．氣體溫度降低，內能減少 B．氣體溫度不變，內能不變C．氣體溫度升高，內能增加 D．氣體內能一定不變，但溫度可能改變【即學即練2】對于分子動理論和物體內能的理解，下列說法正確的是（）A．溫度高的物體內能一定大，分子平均動能一定大B．外界對物體做功，物體內能一定增加C．溫度越高，布朗運動越顯著D．當分子間的距離增大時，分子間作用力就一直減小能力拓展能力拓展考法熱力學第一定律【典例1】一定質理的理想氣體變化圖像如圖所示，氣體從1→2→3的過程對外做的功為，從外界吸收的熱量為，氣體內能的變化量為；氣體從1→4→3的過程對外做的功為，從外界吸收的熱量為，氣體內能的變化量為，則它們之間的關系正確的是（）A．，， B．，，C．，， D．，，分層提分分層提分題組A基礎過關練1．恒溫的水池中，有一氣泡緩慢上升，在此過程中，氣泡的體積會逐漸增大，不考慮氣泡內氣體分子勢能的變化，下列說法中正確的是（）A．氣泡內的氣體對外界做功B．氣泡內的氣體內能增加C．氣泡內的氣體與外界沒有熱傳遞D．氣泡內氣體分子的平均動能減小2．下列關于能量轉化的現象的說法中，正確的是（）A．用太陽灶燒水是太陽能轉化為電能B．電燈發光是電能轉化為光能C．核電站發電是電能轉化為內能D．生石灰放入盛有涼水的燒杯里，水溫升高是動能轉化為內能3．下列關于分子運動和熱現象的說法正確的是（）A．氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在斥力的緣故B．一定質量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其分子之間的勢能增加C．對于一定量的氣體，如果壓強不變，體積增大，那么它一定向外界放熱D．如果氣體分子總數不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，因此壓強必然增大4．如圖所示，固定容器及可動活塞P都是絕熱的，中間有一導熱的固定隔板B，B的兩邊分別盛有氣體甲和乙?，F將活塞P緩慢地向B移動一段距離，則在移動P的過程中（）A．外力對乙做功，甲的內能不變B．外力對乙做功，乙的內能不變C．乙傳遞熱量給甲，乙的內能增加D．乙的內能增加，甲的內能不變5．一定質量的的冰熔為的水時，其分子的動能之和Ek和分子的勢能之和Ep的變化情況是（）A．Ek變大，Ep變小 B．Ek變小，Ep變大C．Ek不變，Ep變大 D．Ek不變，Ep變小6．如圖所示，絕熱容器中間用隔板隔開，左側裝有氣體，右側為真空。現將隔板抽掉，使左側氣體自由膨脹直至達到平衡，則在此過程中（）

A．氣體不做功，溫度不變，內能不變 B．氣體不做功，溫度不變，內能減少C．氣體對外界做功，溫度降低，內能減少 D．氣體對外界做功，溫度不變，內能減少7．下列關于內能的說法中，正確的是（）A．不同的物體，若溫度相等，則內能也相等B．物體速度增大，則分子動能增大，內能也增大C．對物體做功或向物體傳熱，都可能改變物體的內能D．冰熔解成水，溫度不變，則內能也不變8．1912年,英國物理學家威爾遜發明了觀察帶電粒子運動徑跡的云室,結構如圖所示,在圓筒容器中加入少量酒精,使云室內充滿酒精飽和蒸汽,迅速向下拉動活塞,下說法正確的是（）A．室內氣體溫度降低,酒精飽和蒸汽壓降低B．室內氣體溫度升高,酒精飽和蒸汽壓降低C．室內氣體溫度降低,酒精飽和蒸汽壓升高D．室內氣體溫度升高,酒精飽和蒸汽壓升高9．在熱力學第一定律的表達式ΔU=W+Q中,關于ΔU、W、Q各個物理量的正、負,下列說法中正確的是()A．外界對物體做功時W為正,吸熱時Q為負,內能增加時ΔU為正B．物體對外界做功時W為負,吸熱時Q為正,內能增加時ΔU為負C．外界對物體做功時W為負,吸熱時Q為負,內能增加時ΔU為負D．物體對外界做功時W為負,吸熱時Q為正,內能增加時ΔU為正10．下列說法正確的是（）A．氣體的體積是所有氣體分子的體積之和B．氣體的體積很難被壓縮，這是分子間存在斥力的宏觀表現C．物體的內能就是組成該物體的所有分子熱運動動能的總和D．1g0oC水的內能比1g0oC冰的內能大題組B能力提升練1．關于物體的內能，下列說法正確的是（）A．水分子的內能比冰分子的內能大B．物體所處的位置越高分子勢能越大C．一定質量的0℃的水結成的0℃冰，內能一定減少D．相同質量的兩個同種物體，運動物體的內能一定大于靜止物體的內能2．回熱式制冷機是一種深低溫設備，制冷極限約50K，某臺設備工作時，一定量的氦氣（可視為理想氣體）緩慢經歷如圖所示的四個過程：從狀態A到B和C到D是等溫過程；從狀態B到C和D到A是等容過程，體積分別為V0和5V0。下列說法正確的是（）A．圖中t1<t2 B．壓強pD=5pCC．B到C過程外界對氦氣做正功 D．整個循環過程A-B-C-D-A氦氣系統要放熱3．如圖所示是架在屋頂的太陽能熱水器。已知單位時間內太陽垂直射到地面附近單位面積的能量E0為7×103J/（m2·s）。一臺熱水器的聚熱面積為2m2，若每天相當于太陽直射熱水器4h，太陽能的20%可轉化為水的內能，下列分析正確的是（）A．太陽垂直射到地面附近的單位面積的熱輻射功率為7×103WB．這臺熱水器單位時間聚集的太陽能最多為7×103JC．這臺熱水器一天內最多能利用的太陽能為5.6×104JD．這臺熱水器全年內最多轉化的水的內能約為1.4×1010J4．對一定質量的理想氣體，下列說法正確的是（）A．該氣體在體積緩慢增大的過程中，溫度可能不變B．該氣體在壓強增大的過程中，一定吸熱C．如果該氣體與外界沒有發生熱量交換，則其分子的平均動能一定不變D．該氣體經等溫壓縮后，其壓強一定增大，且此過程一定吸收熱量5．一定量的氣體在某一過程中，外界對氣體做了8×104J的功，氣體的內能減少了1.2×105J，則下列各式中正確的是（）A．W8×104J，J，B．W＝8×104J，J，C．W－8×104J，J，D．W－8×104J，，6．某汽車的四沖程內燃機利用奧托循環進行工作，該循環可視為由a→b和c→d兩個絕熱過程和兩個等容過程組成如圖所示為一定質量的理想氣體所經歷的奧托循環，則該氣體（）A．在d→a的過程中，氣體溫度升高B．在a→b過程外界對氣體做的功大于在c→d過程氣體對外界做的功C．在a→b的過程中，由于該過程絕熱，故外界對其做的功全部用于增加內能D．在b→c的過程中，氣體溫度不變7．為適應太空環境，去太空執行任務的航天員都要穿上航天服，航天服有一套生命保障系統，為航天員提供合適的溫度、氧氣和氣壓，讓航天員在太空中如在地面上一樣，假如在地面上航天服內氣壓為1atm，氣體體積為2L，到達太空后由于外部氣壓低，航天服急劇膨脹，內部氣體體積變為4L，使航天服達到最大體積，假設航天服內氣體可視為理想氣體且溫度不變，將航天服視為封閉系統（）A．由地面到太空過程中航天服內氣體分子平均動能減小B．由地面到太空過程中航天服內氣體的分子數密度不變C．由地面到太空過程中航天服內氣體放熱D．若開啟航天服生命保障系統向航天服內充氣，使航天服內的氣壓緩慢達到0.9atm，則需補充1atm的等溫氣體1.6L8．有一種在超市中常見的“強力吸盤掛鉤”如圖甲所示。圖乙、圖丙是其工作原理示意圖。使用時，按住鎖扣把吸盤緊壓在墻上（如圖乙），然后把鎖扣扳下（如圖丙），讓鎖扣以盤蓋為依托把吸盤向外拉出，使吸盤牢牢地被固定在墻壁上，若吸盤內氣體可視為理想氣體，且溫度始終保持不變。則此過程中（）A．吸盤內氣體要吸收熱量 B．吸盤內氣體分子的密度增大C．吸盤被向外拉出過程中，吸盤內氣體不對外界做功 D．吸盤內氣體壓強增大9．一定質量的理想氣體從狀態A經過狀態B變化到狀態C，其V–T圖像如圖所示。下列說法正確的有（）A．A→B的過程中，氣體對外界做功 B．A→B的過程中，氣體吸收熱量C．B→C的過程中，氣體壓強不變 D．A→B→C的過程中，氣體內能增加10．如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態A開始，經歷兩個過程，先后到達狀態B和C。有關A、B和C三個狀態溫度TA、TB和TC的關系，正確的是（）A．TA＜TB，從狀態A到狀態B的過程中，氣體的內能不變B．TA＞TB，從狀態A到狀態B的過程中，氣體的內能減少C．TB＜TC，從狀態B到狀態C的過程中，氣體的內能增加D．TB＞TC，從狀態B到狀態C的過程中，氣體的內能減少題組C培優拔尖練1．如圖所示為一定質量的理想氣體從狀態a開始，經歷、、三個過程回到原狀態，其體積V隨攝氏溫度t變化關系如圖所示，已知該氣體所含的分子總數為N，、、分別表示狀態a、b、c的壓強。下列判斷正確的是（）A．狀態a、b的壓強大小滿足B．狀態c時氣體分子的體積為C．b到c過程中氣體放出熱量D．c到a過程中單位時間內單位器壁受到分子撞擊的次數逐漸減少2．帶有活塞的氣缸內封閉一定量的理想氣體，其狀態變化如圖所示。氣體開始處于狀態A，由過程到達狀態B，其內能減小了E，后又經過程到達狀態C。設氣體在狀態A時的壓強、體積和溫度分別為、和。在狀態B時的體積為，狀態C時的溫度為。則下列說法正確的是（）A．氣體在狀態B時的溫度B．氣體在狀態B時的溫度C．過程中，氣體放出的熱量D．過程中，氣體放出的熱量3．如圖所示，一定質量的理想氣體，由狀態A沿直線AB過程變化到狀態B，再由B沿直線BC過程變化到狀態C，然后由C沿直線CA過程變化到狀態A，在此循環過程中，下列說法正確的是（）A．在AB過程中，氣體分子的平均速率不變B．在AB過程中，氣體對外做的功大于氣體吸收的熱量C．在BC過程中，氣體的內能減小D．經過ABCA一個循環過程，氣體對外做的功等于從外界吸收的熱量4．下列關于分子運動和熱現象的說法正確的是（）A．一定量100℃的水變成100℃的水蒸汽，其內能增大。B．一定質量的氣體溫度升高，單位時間內撞擊容器壁單位面積上的分子數一定增多C．某氣體的摩爾質量是M，標準狀態下的摩爾體積為V，阿伏伽德羅常數為NA，則每個氣體分子在標準狀態下的體積為D．一定質量的理想氣體，如果壓強不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱5．如圖所示，絕熱隔板把絕熱的汽缸分成體積相等的兩部分，與汽缸壁的接觸是光滑的，兩部分中分別盛有相同質量、相同溫度的同種理想氣體和。現通過電熱絲對氣體加熱一段時間后，、各自達到新的平衡，下列說法正確的是（）A．的溫度升高B．的體積增大，壓強變小C．加熱后的分子熱運動比的分子熱運動更激烈D．的體積減小，壓強增大6．一定質量的理想氣體從狀態開始，經、、三個過程后回到初始狀態，其圖像如圖所示。已知、、，下列說法正確的是（）A．氣體在過程中壓強增大B．氣體在過程中從外界吸收的熱量等于增加的內能C．氣體在過程中外界對氣體做的功等于氣體向外界放出的熱量D．氣體在過程中內能的減少量大于過程中內能的增加量7．下列說法正確的是（）A．足球充足氣后很難壓縮，是因為足球內氣體分子間斥力作用的結果B．一定質量的理想氣體經過等容過程，吸收熱量，其內能一定增加C．氣體分子單位時間內與單位面積器壁碰撞的次數，與單位體積內氣體的分子數和氣體溫度有關D．在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進行計算，會使分子直徑計算結果偏大8．夏天，小明同學把自行車輪胎上的氣門芯拔出的時候，會覺得從輪胎里噴出的氣體涼，如果把輪胎里的氣體視為理想氣體，則關于氣體噴出的過程，下列說法正確的是（）A．氣體的內能不變B．氣體來不及與外界發生熱交換，對外做功，溫度降低C．氣體膨脹時，熱量散得太快，使氣體溫度降低了D．氣體分子的平均動能減小9．如圖是某種噴霧器示意圖，在貯液筒內裝入一些藥液后將密封蓋蓋好。多次拉壓活塞充氣，然后打開噴嘴開關，活塞位置不再改變，藥液可以持續地噴出，貯液筒內的空氣可視為理想氣體，設充氣和噴液過程筒內的空氣溫度可視為不變，下列說法正確的是（）A．充氣過程中，貯液筒內的氣體內能增大B．充氣過程中，貯液筒內的氣體壓強增大，體積也變大C．噴液過程中，貯液筒內的氣體壓強減小，氣體內能減小D．噴液過程中，貯液筒內的氣體吸收熱量全部用來對外做功10．景頗族的祖先發明的點火器如圖所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨。猛推推桿，艾絨即可點燃。對筒內封閉的氣體，在此壓縮過程中（）A．氣