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人教版 (2019)选择性必修 第三册2 热力学第一定律公开课课件ppt
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这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册2 热力学第一定律公开课课件ppt，文件包含32热力学第一定律课件pptx、32热力学第一定律教案docx、32热力学第一定律作业含答案doc等3份课件配套教学资源，其中PPT共20页， 欢迎下载使用。
物理观念∶知道热力学第一定律及其符号法则，能从热力学学的视角正确描述和解释生活中的热现象，能灵活应用热力学第一定律解决实际问题。科学思维∶理解热力学第一定律的公式，并能在新的生活情境中对问题进行分析和推理。科学探究：通过热力学第一定律的应用，养成与他人合作探究的习惯，体验科学家探究规律的艰辛与执着。科学态度与责任∶从焦耳的实验到热力学第一定律，认识到我们应该具有实事求是的态度，认识到物理学是人类认识自然的方式之一。
重点：热力学第一定律的公式及其符号法则。难点：热力学第一定律和实际应用。
那么，当外界既对系统做功又对系统传热时，内能如何变化？
做功和传热这两种方法在改变系统的内能方面是等价的，即一定数量的功与确定数量的热相对应。
一个热力学系统的内能增量等于外界对它传递的热量与外界对它所做的功的和。
(1)外界对系统做功，W > 0，即W为正值；
系统对外界做功，W < 0，即W为负值；
(2)外界对系统传递热量，Q > 0，即Q为正值；
系统对外界传递热量，Q > 0，即Q为负值；
(3)系统内能增加，∆U > 0，即∆U为正值；
系统内能减少，∆U < 0，即∆U为负值；
(2)根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的数值和正负
(3)根据方程ΔU＝W＋Q求出未知量
(4)再根据未知量结果的正负来确定吸放热情况、做功情况或内能变化情况．
一定量的气体，从外界吸收热量2.7×105J，内能增加4.3×105J。在这一过程中，是气体对外做功，还是外界对气体做功？做了多少功？
Q=+2.7×105J
∆U= +4.3×105J
W= +1.6×105J >0
(1)利用体积的变化分析做功情况．气体体积增大，气体对外界做功；气体体积减小，外界对气体做功．
(2)利用温度的变化分析理想气体内能的变化．理想气体的分子势能为零，气体的内能就是所有分子的动能之和，内能仅与温度有关，温度升高，内能增加；温度降低，内能减小．
(3)利用热力学第一定律判断是吸热还是放热．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，则Q＝ΔU－W，若已知气体的做功情况和内能的变化情况，即可判断气体状态变化是吸热过程还是放热过程
二、热力学第一定律和气态方程的综合应用
（多选） 一定质量的气体向外界放出了200J的热量，同时气体在一个标准大气压下，被等压压缩了3L，下列说法正确的是（ ）A．气体的内能减小了500J B．气体的内能增加了100JC．气体每个分子的动能都增加 D．气体的温度一定升高
气体的体积减小，外界对气体做功：
得：ΔU =100J>0
气体的内能增加了100J
气体分子的平均动能增加了，但并不是每一个分子的动能都增加，选项C错误
气体分子的平均动能增加，所以温度一定升高，选项D正确
ΔU＝0，则W＝－Q，系统的内能不变，外界对系统做的功等于系统吸收或者放出的热量．
2.气体状态变化的几种特殊情况
Q＝0，则ΔU＝W，系统的内能变化量等于外界对系统做的功．
W＝0，则ΔU＝Q，内能的变化等于系统吸收或者放出的热量.
如图所示，置于水平桌面上的汽缸导热良好，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。现用水平向右的外力F作用在活塞上，使其缓慢向右移动，汽缸始终静止，外界温度保持不变。在活塞被拉出汽缸前的过程中（ ）A．气体对外界做功，吸收热量 B．气体温度降低，放出热量C．气体压强逐渐减小，内能减小 D．气体体积逐渐增大，内能增大
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-W1 B.Q1=Q2 C.W2=W1 D.Q1>Q2
由题意知W1>0，W2<0；Q1>0，Q2<0故W=W1-W2，Q=Q1-Q2，由于从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，所以∆U=W+Q=0，即得：（W1-W2）+（Q1-Q2）=0，故选A
1.（多选）如图所示，绝热的容器内密闭一定质量的理想气体（不考虑分子间的作用力），用电阻丝缓慢对其加热时，绝热活塞无摩擦地上升，下列说法正确的是（ ）A．单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数减少B．电流对气体做功，气体对外做功，气体内能可能减少C．电流对气体做功，气体又对外做功，其内能可能不变D．电流对气体做的功一定大于气体对外做的功
2.（多选）如图是某喷水壶。未喷水时阀门闭合，压下压杆可向瓶内储气室充气；多次充气后按下按柄打开阀门，水会自动经导管从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体，充气和喷水过程温度保持不变。则下列选项中不正确的是（ ）A．充气过程中，储气室内气体分子密度增大B．充气过程中，储气室内气体分子平均动能增大C．喷水过程中，储气室内气体吸热D．喷水过程中，储气室内气体内能减小
3．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？
（2）定压时，吸热会膨胀。
物理观念∶知道热力学第一定律及其符号法则，能从热力学学的视角正确描述和解释生活中的热现象，能灵活应用热力学第一定律解决实际问题。科学思维∶理解热力学第一定律的公式，并能在新的生活情境中对问题进行分析和推理。科学探究：通过热力学第一定律的应用，养成与他人合作探究的习惯，体验科学家探究规律的艰辛与执着。科学态度与责任∶从焦耳的实验到热力学第一定律，认识到我们应该具有实事求是的态度，认识到物理学是人类认识自然的方式之一。
重点：热力学第一定律的公式及其符号法则。难点：热力学第一定律和实际应用。
那么，当外界既对系统做功又对系统传热时，内能如何变化？
做功和传热这两种方法在改变系统的内能方面是等价的，即一定数量的功与确定数量的热相对应。
一个热力学系统的内能增量等于外界对它传递的热量与外界对它所做的功的和。
(1)外界对系统做功，W > 0，即W为正值；
系统对外界做功，W < 0，即W为负值；
(2)外界对系统传递热量，Q > 0，即Q为正值；
系统对外界传递热量，Q > 0，即Q为负值；
(3)系统内能增加，∆U > 0，即∆U为正值；
系统内能减少，∆U < 0，即∆U为负值；
(2)根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的数值和正负
(3)根据方程ΔU＝W＋Q求出未知量
(4)再根据未知量结果的正负来确定吸放热情况、做功情况或内能变化情况．
一定量的气体，从外界吸收热量2.7×105J，内能增加4.3×105J。在这一过程中，是气体对外做功，还是外界对气体做功？做了多少功？
Q=+2.7×105J
∆U= +4.3×105J
W= +1.6×105J >0
(1)利用体积的变化分析做功情况．气体体积增大，气体对外界做功；气体体积减小，外界对气体做功．
(2)利用温度的变化分析理想气体内能的变化．理想气体的分子势能为零，气体的内能就是所有分子的动能之和，内能仅与温度有关，温度升高，内能增加；温度降低，内能减小．
(3)利用热力学第一定律判断是吸热还是放热．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，则Q＝ΔU－W，若已知气体的做功情况和内能的变化情况，即可判断气体状态变化是吸热过程还是放热过程
二、热力学第一定律和气态方程的综合应用
（多选） 一定质量的气体向外界放出了200J的热量，同时气体在一个标准大气压下，被等压压缩了3L，下列说法正确的是（ ）A．气体的内能减小了500J B．气体的内能增加了100JC．气体每个分子的动能都增加 D．气体的温度一定升高
气体的体积减小，外界对气体做功：
得：ΔU =100J>0
气体的内能增加了100J
气体分子的平均动能增加了，但并不是每一个分子的动能都增加，选项C错误
气体分子的平均动能增加，所以温度一定升高，选项D正确
ΔU＝0，则W＝－Q，系统的内能不变，外界对系统做的功等于系统吸收或者放出的热量．
2.气体状态变化的几种特殊情况
Q＝0，则ΔU＝W，系统的内能变化量等于外界对系统做的功．
W＝0，则ΔU＝Q，内能的变化等于系统吸收或者放出的热量.
如图所示，置于水平桌面上的汽缸导热良好，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。现用水平向右的外力F作用在活塞上，使其缓慢向右移动，汽缸始终静止，外界温度保持不变。在活塞被拉出汽缸前的过程中（ ）A．气体对外界做功，吸收热量 B．气体温度降低，放出热量C．气体压强逐渐减小，内能减小 D．气体体积逐渐增大，内能增大
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-W1 B.Q1=Q2 C.W2=W1 D.Q1>Q2
由题意知W1>0，W2<0；Q1>0，Q2<0故W=W1-W2，Q=Q1-Q2，由于从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，所以∆U=W+Q=0，即得：（W1-W2）+（Q1-Q2）=0，故选A
1.（多选）如图所示，绝热的容器内密闭一定质量的理想气体（不考虑分子间的作用力），用电阻丝缓慢对其加热时，绝热活塞无摩擦地上升，下列说法正确的是（ ）A．单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数减少B．电流对气体做功，气体对外做功，气体内能可能减少C．电流对气体做功，气体又对外做功，其内能可能不变D．电流对气体做的功一定大于气体对外做的功
2.（多选）如图是某喷水壶。未喷水时阀门闭合，压下压杆可向瓶内储气室充气；多次充气后按下按柄打开阀门，水会自动经导管从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体，充气和喷水过程温度保持不变。则下列选项中不正确的是（ ）A．充气过程中，储气室内气体分子密度增大B．充气过程中，储气室内气体分子平均动能增大C．喷水过程中，储气室内气体吸热D．喷水过程中，储气室内气体内能减小
3．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？
（2）定压时，吸热会膨胀。
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