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3.1 热力学第一定律 预习案 高二物理教科版（2019）选择性必修第三册
1.了解热力学第一定律。
2.学会利用热力学第一定律分析有关问题。
3.知道第一类永动机，知道第一类永动机不可能制成的原因
重、难点
热力学第一定律的理解和应用。
一、热力学第一定律
（1）改变物体内能的两种方式：①__________和②____________
（2）热力学第一定律
a.内容：在系统跟外界同时发生做功和热传递的过程中，系统内能的增加量等于系统从外界吸收的③________与外界对系统所做的④________之和。
b.表达式：
（3）公式中符号的规定
符号 W Q
+ 外界对系统做功 系统吸收热量 内能⑤____
- 系统对外界做功 系统放出热量 内能⑥____
二、第一类永动机不可能制成
（1）第一类永动机：不需任何动力和燃料，能持续不断地⑦________的机器.
（2）第一类永动机不可能制成的原因：它违背了热力学第一定律
参考答案
①做功 ②热传递 ③热量Q ④功W ⑤增加 ⑥减少 ⑦对外做功
1.一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图象如图所示，此过程中该系统( )
A.对外界做正功 B.压强保持不变 C.向外界放热 D.内能减小
2.导热良好的气缸开口竖直向上放置，缸内用活塞封闭一定质量的理想气体。现给气缸缓慢加热，使活塞缓慢升高，活塞未脱离气缸，不计一切摩擦。若用W表示气体对活塞做功，Q表示气体吸收的热量，T表示气体的温度，p表示气体的压强。则这个过程中，以下判断正确的是( )
A.T升高，p不变， B.T不变，p增大，
C.T升高，p增大， D.T不变，p不变，
3.用活塞压缩气缸里的空气，对空气做了900 J的功，同时气缸向外散热210 J，气缸里空气的内能( )
A.增加了1100 J B.减少了1100 J C.增加了690 J D.减少了690 J
4.如图所示为某同学设计的一个简易温度计，一根透明吸管插入导热良好的容器，连接处密封，在吸管内注入一小段油柱，外界大气压保持不变。将容器放入热水中，观察到油柱缓慢上升，下列说法正确的是( )
A.气体对外做的功小于气体吸收的热量
B.气体对外做的功等于气体吸收的热量
C.容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力增大
D.容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力减小
答案以及解析
1.答案：A
解析：A.根据图象可知，气体的体积变大，说明气体对外界做正功，故A正确；
B、根据一定质量的理想气体状态方程的公式，结合图象可知，图象上的点与原点的连线的斜率表示压强的倒数，从状态a变化到状态b的过程中，此连线的斜率不断减小，压强不断变大，故B错误；
CD、根据图象可知，气体的体积变大，说明气体对外界做功，而因为温度升高，理想气体不考虑分子势能，则气体的内能增大，根据热力学第一定律可知，这个过程中，即此过程中气体从外界吸热，故CD错误；
故选：A。
2.答案：A
解析：根据题意，汽缸内气体压强为
则当气体温度升高时，压强不变，体积变大，内能增大，气体对外界做功，根据热力学第定律
，可得
3.答案：C
解析：由热力学第一定律，得，即内能增加690 J，C正确。
4.答案：A
解析：AB.根据热力学第一定律，有
则
故A正确；B错误；
CD.对油柱下表面分析，有
可知，内部气体压强不变，容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力不变。故CD错误。
故选A。

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