第三章：第2節熱力學第一定律高中物理選擇性必修第三冊制作：陳慶威目錄CONTENT高中物理選擇性必修第三冊熱力學第一定律第一定律的應用總結提升問題？00.高中物理選擇性必修第三冊汽缸內有一定質量的氣體，壓縮氣體的同時給汽缸加熱。那么，氣體內能的變化會比單一方式（做功或傳熱）更明顯。這是為什么呢？熱力學第一定律第一部分做功改變內能01.高中物理選擇性必修第三冊一方面表明，以不同的方式對系統做功時，只要系統始末兩個狀態是確定的，做功的數量就是確定的；單純地對系統做功：ΔU=W傳熱改變內能01.高中物理選擇性必修第三冊另一方面也向我們表明，為了改變系統的狀態，做功和傳熱這兩種方法是等價的。也就是說，一定數量的功與確定數量的熱相對應。單純地對系統傳熱：△U＝Q熱力學第一定律01.高中物理選擇性必修第三冊當外界既對系統做功又對系統傳熱時，內能的變化量就應該是：△U＝Q+W內容：一個熱力學系統的內能變化量（增量）等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和.ΔU：物體內能的增加量W：

外界對物體做的功Q：

物體吸收的熱量思考與討論01.高中物理選擇性必修第三冊

一定質量的氣體，膨脹過程中是外界對氣體做功還是氣體對外界做功？如果膨脹時氣體對外做功是135J，同時向外放熱85J，氣體內能變化量是多少？內能是增加了還是減少了？請你通過這個例子總結功和熱量取正、負值的物理意義。正負號的含義01.高中物理選擇性必修第三冊物理量符號意義符號意義W＋外界對物體做功－物體對外界做功Q＋物體吸收熱量－物體放出熱量ΔU＋內能增加－內能減少氣體被壓縮氣體膨脹定律中各量的正、負號及含義

ΔU=W+Q判斷是否做功的方法01.高中物理選擇性必修第三冊一般情況下外界對系統做功與否，需要看物體的體積是否變化。1.若系統體積增大，表明系統對外界做功，W＜0；2.若系統體積減小，表明外界對系統做功，Ｗ＞0．PVVaVbP-V圖下方(與坐標軸所圍的面積)的“面積”表示做功多少。W=PΔV高中物理選擇性必修第三冊1.絕熱過程：Q＝0，則ΔU＝W，不發生熱傳遞，系統內能的變化只與做功有關（分絕熱膨脹和絕熱壓縮）；2.等溫過程：ΔU＝0，則W＝－Q，氣體內能不變，外界對氣體做的功與氣體吸收的熱量等值異號（分等溫膨脹和等溫壓縮）；3.等容過程：W＝0，則ΔU＝Q，氣體不做功，系統內能的變化只與熱傳遞有關（分升溫升壓和降溫降壓）；4.等壓過程：等壓膨脹，溫度升高，內能增加，對外做功，氣體吸熱；等壓壓縮，溫度降低，內能減少，對內做功，氣體放熱。幾種特殊情況01.熱力學第一定律的應用第二部分教材例題01.高中物理選擇性必修第三冊【例題】如圖，一臺四沖程內燃機，活塞在壓縮沖程某段時間內移動的距離為0.1m，這段過程活塞對氣體的壓力逐漸增大，其做的功相當于2×103N的恒力使活塞移動相同距離所做的功（圖甲）。內燃機工作時汽缸溫度高于環境溫度，該過程中壓縮氣體傳遞給汽缸的熱量為25J。高中物理選擇性必修第三冊⑴求上述壓縮過程中氣體內能的變化量。【解析】（1）壓縮過程活塞（外界）對氣體（系統）做功，W是正值：W1=F1l1=2×102×0.1J=200J系統向外放熱：Q=-25J氣體內能的變化量：ΔU1=W1＋Q1=200J-25J=175J教材例題02.高中物理選擇性必修第三冊⑵燃燒后的高壓氣體對活塞做功，氣體推動活塞移動0.1m，其做的功相當于9×103N的恒力使活塞移動相同距離所做的功（圖乙），該做功過程氣體傳遞給汽缸的熱量為30J，求此做功過程氣體內能的變化量。（2）氣體膨脹過程中氣體（系統）對外界所做功，W是負值：W2=F2L2=-9×102×0.1J=-900J系統向外放熱：Q=-30J氣體內能的變化量：ΔU2=W2＋Q2=-900J-30J=-930J教材例題03.總結提升第三部分高中物理選擇性必修第三冊課堂小結熱力學第一定律單擊此處添加標題熱力學第一定律的應用內容：一個熱力學系統的內能變化量（增量）等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和.△U＝Q+W若系統體積增大，表明系統對外界做功，W＜0；若系統體積減小，表明外界對系統做功，Ｗ＞0．例題1例題精選01.【參考答案】C高中物理選擇性必修第三冊

如圖所示，一定質量的理想氣體，經歷a→b→c→a的循環過程，ab與縱軸平行，ac與橫軸平行，cb的延長線過原點。下列說法正確的是（）A．a→b過程，外界對氣體做正功B．b→c過程，單位體積內的氣體分子數增多C．c→a過程，氣體分子的平均動能減小D．整個過程中，氣體吸收的熱量大于釋放的熱量解析例題解析02.高中物理選擇性必修第三冊

例題2例題精選03.【參考答案】BD高中物理選擇性必修第三冊

（多選）如圖是“筒式二沖程柴油錘”的工作簡圖。壓縮沖程：氣缸錘座壓在水泥樁頂上，柱塞從一定高度釋放落入氣缸內，壓縮氣缸內的空氣，并點燃氣缸內的柴油。做功沖程：柴油被點燃，通過高壓氣體將水泥樁壓入泥土，同時柱塞被反推到氣缸外。柱塞和氣缸密封良好，則（）A．在壓縮沖程，氣缸內氣體發生等溫變化

B．在壓縮沖程，柱塞對氣缸內氣體做正功C．在做功沖程，氣缸內氣體壓強保持不變

D．在做功沖程，氣缸內氣體對柱塞做正功解析例題解析04.高中物理選擇性必修第三冊【解析】AB．壓縮沖程中，柱塞對氣缸內氣體做正功，柱塞機械能轉化為氣體內能，氣缸內氣體內能增大，氣缸內氣體溫度升高，故A錯誤、B正確；CD．做功沖程中，氣缸內氣體對柱塞做正功，將內能轉化為機械能，氣缸內氣體內能減