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第讲热力学定律与能量守恒定律
学习目标1.理解热力学第一定律，会用热力学第一定律分析有关问题。2.理解
热力学第二定律，知道热现象的方向性。3.会分析热力学第一定律与气体实验定
律的综合问题。
1.
2.
3.
1.思考判断
(1)为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，做功和热传递的实质
是相同的。(×)
(2)绝热过程中，外界压缩气体做功20J，气体的内能可能不变。(×)
(3)在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为打气筒从外界吸热。
(×)
(4)可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功。(√)
4
2.一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×10J，气体内能减少
5
1.3×10J，则此过程()
5
A.气体从外界吸收热量2.0×10J
5
B.气体向外界放出热量2.0×10J
4
C.气体从外界吸收热量6.0×10J
4
D.气体向外界放出热量6.0×10J
答案B
3.(多选)下列现象中能够发生的是()
A.一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热
B.蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能
C.桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分
离
D.电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体
答案CD
考点一热力学第一定律与能量守恒定律
1.热力学第一定律的理解
(1)内能的变化常用热力学第一定律进行分析。
(2)做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，W为负；体积缩小，外界
对气体做功，W为正。
(3)与外界绝热，则不发生传热，此时Q＝0。
(4)如果研究对象是理想气体，因理想气体忽略分子势能，所以当它的内能变化时，
体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化。
2.三种特殊情况
(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界(物体)对物体(外界)做的功等于物体
内能的增加(减少)。
(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收(放出)的热量等于物体内能
的增加(减少)。
(3)若在过程的初、末状态，物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，
外界(物体)对物体(外界)做的功等于物体放出(吸收)的热量。
例1(2022·山东卷，5)如图1所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定
质量的理想气体，初始时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转
动90°过程中，缸内气体()
图1
A.内能增加，外界对气体做正功
B.内能减小，所有分子热运动速率都减小
C.温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少
D.温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加
答案C
解析初始时气缸开口向上，活塞处于平衡状态，气缸内外气体对活塞的压力差
与活塞的重力平衡，则有(p－p)S＝mg，气缸在缓慢转动的过程中，气缸内外气
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体对活塞的压力差大于重力沿气缸壁的分力，故气缸内气体缓慢地将活塞往外推，
最后气缸水平，缸内气压等于大气压。气缸、活塞都是绝热的，故缸内气体与外
界没有发生热传递，气缸内气体通过压强作用将活塞往外推，气体对外做功，根
据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，气体内能减小，故缸内理想气体的温度降低，
分子热运动的平均速率减小，并不是所有分子热运动的速率都减小，A、B错误；
气体内能减小，缸内理想气体的温度降低，速率大的分子数占总分子数的比例减
小，C正确，D错误。
1.(2023·天津卷，2)如图2是爬山所带的氧气瓶，爬高过程中，氧气瓶里的气体体
积和质量均不变，温度降低，则气体()
图2
A.对外做功