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  • 2021-05-26 发布

高中物理 模块要点回眸 第20点 热力学第一定律及其符号法则素材 新人教版选修3-3(通用)

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第20点 热力学第一定律及其符号法则 ‎ 我们知道,做功和热传递都可以改变物体的内能.在一般情况下,如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程,那么外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q就等于物体内能的增量ΔU,即ΔU=Q+W.此即为热力学第一定律,式中各物理量的符号规定如下:‎ ‎ 符号 物理量 ‎+‎ ‎-‎ W 外界对系统做功 系统对外界做功 Q 系统吸热 系统放热 ΔU 内能增加 内能减少 应用热力学第一定律解题时,应注意挖掘题目隐含的条件:‎ ‎(1)若过程是绝热的,则Q=0,W=ΔU,外界对物体做的功等于物体内能的变化量.‎ ‎(2)若过程中不做功,即W=0,则Q=ΔU,物体吸收(或放出)的热量等于物体内能的变化量.‎ ‎(3)若过程的始、末状态物体的内能不变,即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q,外界对物体做的功等于物体放出的热量.‎ 对点例题 气体膨胀对外做功100 J,同时从外界吸收了120 J的热量,它的内能的变化是(  )‎ A.减小20 J B.增大20 J C.减小220 J D.增大220 J 解题指导 研究对象为气体,做功W=-100 J,吸收热量Q=+120‎ ‎ J.由热力学第一定律有ΔU=W+Q=-100 J+120 J=20 J.ΔU>0,说明气体的内能增加,选项B正确.‎ 答案 B 技巧点拨 准确记住符号“+”、“-”的使用规则,把带有符号的物理量代入公式ΔU=Q+W,解出未知量,明确解得的物理量符号的意义,即可解决本类问题.‎ 一定质量的气体,在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到原来的状态,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?做功多少?‎ 答案 (1)内能增加了160 J ‎(2)外界对气体做功 80 J 解析 (1)由热力学第一定律得:ΔU=W+Q=280 J-120 J=160 J,内能增加了160 J.‎ ‎(2)ΔU′=-ΔU=-160 J,Q′=-240 J,由热力学第一定律得:W′=ΔU′-Q′=-160 J-(-240 J)=80 J,即外界对气体做了80 J的功.‎

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