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献给即将高考的考生——高中物理关键知识点剖析(6)

2021/6/6 2:16:46 人评论 次浏览

献给即将高考的考生——高中物理关键知识点剖析(6)

关键知识点(6):对热力学第一定律的总结。

热力学第一定律的内容:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它做的功的和。

可表达为w十Q=△U


对热力学第一定律的深刻理解:

1.热力学第一定律是能的转化和守恒定律在热力学中的具体体现形式。

2.做功和热传递是改变物体内能的两种方式。做功和热传递在改变物体内能上具有等效性,但有本质的区别——做功,能量形式进行了转化,伴随着运动形式的变化;热传递,只是能量由一个物体转移到另一个物体,能量形式、运动形式并没有变化。

3.功和热量都是过程量。功离不开做功的过程,用功来量度能量的变化;热量则离不开热传递的过程,用热量来量度内能的变化。

4.各量变化的标志:

w变化的标志——体积(V):V增大——气体对外界做功,W<0;V减小——外界对气体做功,w>0;V不变——W=0。

Q变化的标志——气体吸收热量,Q>0;气体放出热量,Q<0;气体的绝热过程,Q=0。

△U的变化标志——由于我们研究的热力学系统,基本上都是一定质量的理想气体,而一定质量的理想气体的内能完全温度决定,所以,△U变化的标志——温度(T):T升高,△U>0;T降低,△U<0;T不变,△U=0。

5.第一类永动机是永远也不可能制成的!因为它违反了能的转化和守恒定律。

例题:一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起,若不计气泡内空气分子势能的变化,则()

A.气泡对外做功,内能不变,同时放热

B.气泡对外做功,内能不变,同时吸热

C.气泡内能减少,同时放热

D.气泡内能不变,不吸热也不放热

解析:缓慢上浮,说明气泡内的空气能够充分和外界进行热交换,气泡内的空气温度不变;不考虑气泡内空气分子间的相互作用力,说明气泡内的空气可看作是一定质量的理想气体,而一定质量的理想气体内能完全由温度决定,所以气泡内空气的内能不变——△U=0。又由于气泡在上浮的过程中,里面空气的压强减小,导致气泡内空气的体积变大,气体对外做功——w<0。根据热力学第一定律:w十Q=△U,可得:Q>0。所以应选B选项。


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