考點一 熱力學第一定律
1．改變物體內(nèi)能的兩種方式
(1)做功；(2)熱傳遞．
2．熱力學第一定律
(1)內(nèi)容：一個熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能變化量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和．
(2)表達式：ΔU＝Q＋W.
(3)表達式中的正、負號法則：
3．能量守恒定律
(1)內(nèi)容
能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變．
(2)條件性
能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律，某一種形式的能是否守恒是有條件的．
(3)第一類永動機是不可能制成的，它違背了能量守恒定律．
1．做功和熱傳遞的實質(zhì)是相同的．( × )
2．絕熱過程中，外界壓縮氣體做功20 J，氣體的內(nèi)能一定減少20 J．( × )
3．物體吸收熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變．( √ )
1．熱力學第一定律的理解
(1)內(nèi)能的變化都要用熱力學第一定律進行綜合分析．
(2)做功情況看氣體的體積：體積增大，氣體對外做功，W為負；體積縮小，外界對氣體做功，W為正．
(3)與外界絕熱，則不發(fā)生熱傳遞，此時Q＝0.
(4)如果研究對象是理想氣體，因理想氣體忽略分子勢能，所以當它的內(nèi)能變化時，體現(xiàn)在分子動能的變化上，從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化．
2．三種特殊情況
(1)若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加；
(2)若過程中不做功，即W＝0，則Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加；
(3)若過程的初、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q，外界對物體做的功等于物體放出的熱量．
例1 (多選)(2021·湖南卷·15(1)改編)如圖，兩端開口、下端連通的導熱汽缸，用兩個輕質(zhì)絕熱活塞(截面積分別為S1和S2)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦．在左端活塞上緩慢加細沙，活塞從A下降h高度到B位置時，活塞上細沙的總質(zhì)量為m.在此過程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變．整個過程環(huán)境溫度和大氣壓強p0保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)，重力加速度為g.下列說法正確的是( )
A．整個過程，理想氣體的分子平均動能保持不變
B．整個過程，理想氣體的內(nèi)能增大
C．整個過程，理想氣體向外界釋放的熱量小于(p0S1h＋mgh)
D．左端活塞到達B位置時，外力F等于eq \f(mgS2,S1)
答案 ACD
解析 根據(jù)汽缸導熱且環(huán)境溫度沒有變，可知汽缸內(nèi)的溫度也保持不變，則整個過程，理想氣體的分子平均動能保持不變，內(nèi)能不變，A正確，B錯誤；由內(nèi)能不變可知理想氣體向外界釋放的熱量等于外界對理想氣體做的功：Q＝WpB；
所以在達到平衡過程中外界對封閉氣體做的功有WA>WB
則根據(jù)ΔU＝W＋Q
因為汽缸和活塞都是絕熱的，即Q＝0，故有ΔUA>ΔUB
即重新平衡后汽缸A內(nèi)氣體的內(nèi)能大于汽缸B內(nèi)氣體的內(nèi)能；
由題圖乙中曲線可知曲線②中分子速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)百分比較大，即曲線②的溫度較高，由前面分析可知汽缸B溫度較低，故曲線①表示汽缸B中氣體分子的速率分布規(guī)律．
8.(2020·江蘇卷·13(3))一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其p－eq \f(1,V)圖像如圖所示，求該過程中氣體吸收的熱量Q.
答案 2×105 J
解析 氣體由A→B為等壓變化過程，則外界對氣體做的功W1＝p(VA－VB)
氣體由B→C為等容變化過程，則W2＝0
根據(jù)熱力學第一定律得ΔU＝(W1＋W2)＋Q
A和C的溫度相等ΔU＝0
代入數(shù)據(jù)解得Q＝2×105 J.
9.(多選)一定質(zhì)量的理想氣體，從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到狀態(tài)A，其體積V與溫度T的關(guān)系如圖所示．圖中TA、VA和TD為已知量，則下列說法正確的是( )
A．從狀態(tài)A到B，氣體經(jīng)歷的是等壓過程
B．從B到C的過程中，氣體的內(nèi)能減小
C．從C到D的過程中，氣體向外放熱
D．氣體在狀態(tài)D時的體積VD＝eq \f(TDVA,TA)
答案 CD
解析 從狀態(tài)A到B，氣體經(jīng)歷的是等容過程，所以A錯誤；從B到C的過程中，溫度不變，則氣體的內(nèi)能不變，所以B錯誤；從C到D的過程中，氣體溫度降低，氣體內(nèi)能減小，ΔU0 ，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知，Q0，據(jù)ΔU＝W＋Q知，Qbc>|W|，即Qbc>Qab，故B錯誤．由eq \f(pV,T)＝C知，c狀態(tài)溫度高于a狀態(tài)溫度，則c→a過程內(nèi)能減少，ΔU0，屬于放熱過程，由ΔU＝Q＋W知，W

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