1、第十章 热力学定律第3节 热力学第一定律 能量守恒定律固知识、要点梳理 练能力、课后提升 固知识、要点梳理要点一 热力学第一定律1改变内能的两种方式：做功与 1 _两者在改变系统内能方面是 2 _2热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的3 _与外界对它 4 _的和(2)数学表达式：U 5 _热传递等效的热量所做的功QW3热力学第一定律的理解(1)对公式 UQW 中 U、Q、W 符号的规定符号QWU物体吸收热量外界对物体做功内能增加物体放出热量物体对外界做功内能减少(2)几种特殊情况若过程是绝热的，即 Q0，则 UW，物体内能的增加量等于外界对物体做的功若过程中不做
2、功，即 W0，则 UQ，物体内能的增加量等于物体从外界吸收的热量若过程的始末状态物体的内能不变，即 U0，则 WQ(或 QW)，外界对物体做的功等于物体放出的热量(或物体吸收的热量等于物体对外界做的功)(3)判断是否做功的方法：一般情况下看物体的体积是否变化若物体体积增大，表明物体对外界做功，W0.1(2019全国卷)某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同此时，容器中空气的温度(填“高于”“低于”或“等于”)外界温度，容器中空气的密度(填“大于”“小于”或“等于”)外
3、界空气的密度解析：由于初始时封闭在容器中的空气的压强大于外界压强，容器和活塞绝热性能良好，容器中空气与外界没有热量交换，容器中的空气推动活塞对外做功，由热力学第一定律可知，空气内能减小根据理想气体内能只与温度有关可知，活塞缓慢移动后，容器中空气的温度降低，即容器中的空气温度低于外界温度因压强与气体温度和分子的密集程度有关，当容器中的空气压强与外界压强相同时，容器中空气温度小于外界空气温度，故容器中空气的密度大于外界空气的密度答案：低于 大于2一定质量的气体从外界吸收了 4.2105 J 的热量，同时气体对外做了 6105 J 的功，问：(1)物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)分子势
4、能是增加还是减少？(3)分子的平均动能是增加还是减少？解析：(1)气体从外界吸热为 Q4.2105 J，气体对外做功 W6105 J.由热力学第一定律UWQ(6105 J)(4.2105 J)1.8105 J.U 为负，说明气体的内能减少了所以，气体内能减少了 1.8105 J.(2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加了(3)因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子的平均动能一定减少了答案：(1)减少 1.8105 J(2)增加(3)减少要点二 能量守恒定律1内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式 6 _为另
5、一种形式，或者从一个物体 7 _到别的物体，在转化和转移的过程中能量的总量 8 _转化转移保持不变2能量的存在形式及相互转化(1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有电磁能、化学能、原子能等(2)各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能3能量守恒的两种表达(1)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等3汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速运动，在这一过程中(
6、)A汽车的机械能守恒B汽车的动能和势能相互转化C机械能逐渐转化为内能，总能量逐渐减小D机械能逐渐转化为内能，总能量不变解析：选 D 汽车在关闭发动机后能匀速运动，说明汽车和斜坡之间一定有摩擦力作用，所以汽车的机械能不守恒，有部分机械能转化为内能，但能的总量保持不变，故 D 选项正确4如图所示，直立容器的内部有被隔板隔开的 A、B 两部分气体，A 的密度小，B 的密度大抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合设在此过程中气体吸热 Q，气体内能的增量为 E，则()AEQ BEQDE0解析：选 B 抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀分布，其重心升高，重力势能增加由能量守恒定律知，增加的重力势能由内
7、能转化而来，所以内能的增量小于吸收的热量，故选项 B 正确要点三 永动机不可能制成1第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地9 _的机器2第一类永动机失败的原因分析：如果没有外界供给热量而对外做功，由 UWQ 知，系统内能将减小若想源源不断地对外做功，就必须使系统不断回到初始状态，在无外界能量供给的情况下是不可能的对外做功5第一类永动机是不可能制成的，这是因为第一类永动机()A不符合机械能守恒定律B违背了能量守恒定律C无法解决机械摩擦问题D找不到合适的材料和合理的设计方案解析：选 B 第一类永动机不可能制成，是因为它违背了能量守恒定律6(多选)下列关于第一类永动机的说法正确的是()A第一类永动机是不消耗任何能量却可源源不断地对外做功的机器B第一类永动机不能制成的原因是违背了热力学第一定律C第一类永动机不能制成的原因是技术问题D第一类永动机不能制成的原因是违背了能量守恒定律解析：选 AD 第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器，这是人们的美好愿望，但它违背了能量守恒定律，这也是它不能制成的原因练能力、课后提升 点 击 进 入