物理选择性必修 第三册2 热力学第一定律导学案

这是一份物理选择性必修 第三册2 热力学第一定律导学案，共2页。学案主要包含了学习目标等内容，欢迎下载使用。

1.知道热力学第一定律,并掌握其表达式。
2.能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题,并进行具体的计算。
【任务1】 课前预习（5min）
热力学第一定律
1．改变内能的两种方式：做功与________．两者在改变系统内能方面是________．
2．热力学第一定律
(1)内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的________与外界对它________的和．
(2)表达式：____________.
注意：热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外界做功、向外界传热和内能减少的情况．
3.热力学第一定律的应用
(1).由ΔU＝U2－U1知，当系统内能增加时，ΔU取 ，内能减少时，ΔU取 。
(2)外界对系统做功时，W取 ；而系统对外界做功时，W取 。
(3)外界向系统传递的热量Q取 ；而系统向外界传递的热量Q就取 。
(4)定律的表达式ΔU＝Q＋W是标量式, 应用时各量的单位应统一为国际单位焦耳。
【任务2】自主思考（5min）
冬天手冷的时候你有什么办法让手暖和起来？举出至少两种方法，并解释其中的物理原理。
【任务3】 探究一、热力学第一定律的理解(5min)
一定质量的气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功？如果膨胀时气体对外做的功是135J，同时对外放热85J,气体的内能的变化量是多少？内能是增加了还是减少了？请你通过这个例子总结功和热量取正、负值的意义。
要点归纳 对公式ΔU＝Q＋W符号的规定
例1.教材51页
变式训练1．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做了900J的功，同时汽缸对外散热210J，汽缸里空气的内能改变了多少？
【任务4】 探究二、热力学第一定律的应用(5min)
如图所示，气象探测气球内充有常温常压的氦气，从地面上升至某高空的过程中，气球内氦气其温度因启动加热装置而保持不变，高空气温为－7.0 ℃，球内氦气可视为理想气体．试探究，若在此高空，关闭加热装置后，可视为压强不变：
(1)氦气对外界做功还是外界对氦气做功？
(2)氦气吸热还是放热？
例2. (多选)如图所示，一开口向上的导热汽缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦．现用外力作用在活塞上，使其缓慢下降．环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态．在活塞下降过程中( )
A．气体体积逐渐减小，内能增加
B．气体压强逐渐增大，内能不变
C．气体压强逐渐增大，放出热量
D．外界对气体做功，气体内能不变
课后作业(15min)
C层
1．一定质量的气体膨胀对外做功100 J，同时对外放热40 J，气体内能的增量ΔU为( )
A．60 J B．－60 J
C．－140 J D．140 J
2．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式中正确的是( )
A．W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 J
B．W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J
C．W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×104 J
D．W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝－4×104 J
B层
3．一定质量的气体，从一个状态变化到另一个状态的过程中，吸收热量280 J，并对外做功120 J，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？
(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做了多少功？
A层
4．如图为一定质量的理想气体状态变化过程中的p－V图线，已知气体在状态A时的温度TA＝300K。
(1)求气体在状态C时的温度TC；
(2)若气体在A→B过程中吸热1000J，求在A→B过程中气体内能的变化量。符号
W
Q
ΔU
＋
体积减小，外界对系统做功
系统吸收热量
内能增加
－
体积增大，系统对外界做功
系统放出热量
内能减少