人教版 (2019)选择性必修 第三册热力学第一定律教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册热力学第一定律教学ppt课件，共24页。PPT课件主要包含了热力学第一定律，PART01，热力学第一定律的应用，PART02，典例分析，PART03等内容，欢迎下载使用。
1.理解和掌握热力学第一定律表达式。2.能用热力学第一定律分析有关问题，并进行具体的计算。
思考：汽缸内有一定质量的气体，压缩气体的同时给汽缸加热。那么，气体内能的变化会比单一方式（做功或传热）更明显。这是为什么呢？
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热量与外界对它所做的功的和.
3、物理意义：热力学第一定律不仅反映了做功与传热在改变系统内能方面是等效的，而且给出了功、热量跟系统内能改变之间的定量关系.
ΔU ：物体内能的增加量
W： 外界对物体做的功
4、推广：上式也适用于物体对外做功、向外界散热和内能减少的情况。但要注意各量的符号.
5、对公式ΔU＝Q＋W符号的规定
6、气体状态变化的几种特殊情况(1)绝热过程：Q＝0，则ΔU＝W，系统内能的增加(或减少)量等于外界对系统(或系统对外界)做的功.(2)等容过程：W＝0，则ΔU＝Q，系统内能的增加量(或减少量)等于系统从外界吸收(或系统向外界放出)的热量.(3)等温过程：一定质量理想气体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对系统做的功等于系统向外界放出的热量(或系统从外界吸收的热量等于系统对外界做的功).
7、判断气体是否做功方法一般情况下看气体的体积是否变化.(1)若气体体积增大，表明气体对外界做功，W0.
1、一定质量的气体在某一过程中，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
例 如图，一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1 m，这段过程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于2×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功（图甲）。内燃机工作时汽缸温度高于环境温度，该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25 J。 （1）求上述压缩过程中气体内能的变化量。
（1）压缩过程活塞（外界）对气体（系统）做功，W是正值：
W1=F1l1=2×10²×0.1J=200J
系统向外放热：Q = -25J
气体内能的变化量：ΔU1= W1＋Q1= 200J - 25J = 175J
例 如图，一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1 m，这段过程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于2×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功（图甲）。内燃机工作时汽缸温度高于环境温度，该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25J。 （2）燃烧后的高压气体对活塞做功，气体推动活塞移动 0.1m，其做的功相当于9×103N 的恒力使活塞移动相同距离所做的功（图乙），该做功过程气体传递给汽缸的热量为30J，求此做功过程气体内能的变化量。
（2）气体膨胀过程中气体（系统）对外界所做功，W是负值：
W2= F2L2=-9×10²×0.1J =-900J
系统向外放热：Q=-30J
气体内能的变化量：ΔU2= W2＋Q2 = -900J-30J = -930J
2、用活塞压缩气缸里的气体，对气体做了900焦的功，同时气缸对外散热210焦气缸里空气的内能改变了多少？
解：ΔU= W＋Q = 900 J - 210 J = 690 J
1、热力学第一定律：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的 与外界对它所 的和.2、热力学第一定律的表达式：ΔU＝ .3、热力学第一定律的应用：(1)W的正负：外界对系统做功时，W取 值；系统对外界做功时，W取 值.(均选填“正”或“负”)(2)Q的正负：外界对系统传递的热量Q取 值；系统向外界传递的热量Q取 值.(均选填“正”或“负”)
1、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？
解析 （1）Q1＜Q2 . （2）c= ，气体的质量m不变，升高温度相同Δt相等，c与Q成正比。因为Q1＜Q2 ，c1＜c2.
2、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？水的比热容为4.2×103/(kg ℃）。
解：由mgh=cmΔt得 Δt= =0.14℃
3、奶牛的心脏停止跳动后，大约在1h内体温由37.0℃降低到33.5℃。请你由此估算，在这种环境下饲养奶牛，要维持一个体重400kg奶牛的内能不变，每天喂养奶牛的食物至少要能为它提供多少热量？计算时，可以认为奶牛体内绝大部分是水。水的比热容c为4.2×103/(kg ℃）。
解：奶牛1h内放出的热量 Q1=cm(t0-t)=4.2×103×400×（37.0-33.5）J =5.88×106J 24h内奶牛需要的热量 Q=24Q1=1.4×108J 即每天喂养奶牛的食物至少要能为它提供1.4×108J的热量。
从对一切其他的已知物理和化学过程的这类研究中可以得出这样的结论，自然界作为整体来说它蕴藏着一定数量的能量，它既不会减少，也不会增加……——亥姆霍兹