热力学定律计算题讲评 PPT
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高中物理选修3-3热力学第一定律超详ppt
W 外界对物体做的功
Q 物体吸收的热量
ΔU = W + Q 该式表示的是内能的变化量跟功、热 量的定量关系，在物理学中叫做热力学 第一定律.
二、定律中各量的正、负号及含义
物理量 符号 意义
符 号
意义
W
+
外界对物 体做功
－
物体对外 界做功
Q
+
物体吸收 热量
－
物体放出 热量
ΔU + 内能增加 － 内能减少
膨胀。分析此过程气体的内能如何变化？气体对外界做 功和热传递情况怎样？
P不变，V增大，T增大，内能增大，气体对外界做功，向外界吸热
5.等容过程，理想气体和外界存在做功吗？等温过程，理 想气体的内能发生改变吗？ 等容过程不做功
等202温1/6/7过程，理想气体的内能不变
14
当堂测试
1、下列说法中正确的是( C ） A.物体吸收热量，其内能必增加 B.外界对物体做功，物体内能必增加 C.物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能减少 D.物体温度不变，其内能也一定不变
①如果物体吸收热量Ｑ，它的内能如何变化？ 变化了多少？
②如果放出热量Ｑ，它的内能如何变化？变化 了多少？
如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做 功，那么物体吸收了多少热量，它的内能就增加 多少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多 少.
3.如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的 过程中，内能的变化ΔU与热量Ｑ及做的功Ｗ 之间又有什么关系呢？ΔU 物体内能的增加量
（
D）
A． EP全部转换为气体的内能
B. EP一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍
理想 气体
为弹簧的弹性势能
C． EP全部转换成活塞的重力势能和气体的内能 D． EP一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换
Q 物体吸收的热量
ΔU = W + Q 该式表示的是内能的变化量跟功、热 量的定量关系，在物理学中叫做热力学 第一定律.
二、定律中各量的正、负号及含义
物理量 符号 意义
符 号
意义
W
+
外界对物 体做功
－
物体对外 界做功
Q
+
物体吸收 热量
－
物体放出 热量
ΔU + 内能增加 － 内能减少
膨胀。分析此过程气体的内能如何变化？气体对外界做 功和热传递情况怎样？
P不变，V增大，T增大，内能增大，气体对外界做功，向外界吸热
5.等容过程，理想气体和外界存在做功吗？等温过程，理 想气体的内能发生改变吗？ 等容过程不做功
等202温1/6/7过程，理想气体的内能不变
14
当堂测试
1、下列说法中正确的是( C ） A.物体吸收热量，其内能必增加 B.外界对物体做功，物体内能必增加 C.物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能减少 D.物体温度不变，其内能也一定不变
①如果物体吸收热量Ｑ，它的内能如何变化？ 变化了多少？
②如果放出热量Ｑ，它的内能如何变化？变化 了多少？
如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做 功，那么物体吸收了多少热量，它的内能就增加 多少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多 少.
3.如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的 过程中，内能的变化ΔU与热量Ｑ及做的功Ｗ 之间又有什么关系呢？ΔU 物体内能的增加量
（
D）
A． EP全部转换为气体的内能
B. EP一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍
理想 气体
为弹簧的弹性势能
C． EP全部转换成活塞的重力势能和气体的内能 D． EP一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换
热力学第一定律PPT课件
课 堂
来解释．瓶中原有 CO2 气体的压强就比外面的大气压高些，
课
互
时
动 探
当开启瓶盖时，便要迅速膨胀，来不及与外界进行热交换．气
作 业
究
体对外做功必然要以减少它的内能为代价，所以温度下降，
出来的便是一股冷气．
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
改变内能的两种方式
课
当
前 自
【审题指导】
堂 双
主
基
导 学
1．改变物体的内能有哪些方式？
达 标
课
3．热力学第一定律所涉及的三个物理量若其中某一物理
堂
课
互 动
量不变时，分别是什么过程？
时 作
探
业
究
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
1．热力学第一定律不仅反映了做功和热传递在改变内能 的效果上是相同的，而且给出了内能的变化量和做功与热传
课 递之间的数量关系．
当
前
堂
自 主
2．对公式ΔU＝Q＋W 符号的规定
动 探
(3)物体对外做功时，内能一定减少．(×)
作 业
究
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
3．探究交流 夏天取一瓶与室温相同的啤酒，用开瓶盖的起子将瓶盖
课 迅速打开，你手上就会觉得有一股比室温稍低的冷气冒出， 当
前
堂
自 随之还有一些泡沫向外涌．这里为什么会降温呢？
双
主
基
导
达
学
【提示】 啤酒冒冷气的原因还是要用热力学第一定律 标
标
课
堂 互
2．热传递来改变系统的内能，是通过传导、对流、辐射
课 时
Байду номын сангаас
热力学第二定律-PPT课件
答案 C
18
典例精析 二、热力学第一定律和热力学第二定律
返回
【例3】 关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正 确的是( ) A．热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，
而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式 的能，故这两条定律是相互矛盾的 B．内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响， 故两条定律并不矛盾
答案 B
15
典例精析 一、热力学第二定律的基本考查 返回
【例2】 如图1中汽缸内盛有一定质量的理想气体，汽缸壁是 导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触是光滑的， 但不漏气，现将活塞杆缓慢向右移动，这样气体将等温膨胀并 通过活塞对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则 下列说法正确的是( )
的是( D )
A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达 到绝对零度
B．热量是不可能从低温物体传递给高温物体的 C．第二类永动机遵从能量守恒定律，故能制成 D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105 J，同时空
气向外界放出热量1.5×105 J，则空气的内能增加了0.5×105 J
解析 由于汽缸壁是导热的，外界温度不变，活塞杆与外界连 接并使其缓慢地向右移动过程中，有足够时间进行热交换，所 以汽缸内的气体温度也不变，要保持其内能不变，该过程气体 是从单一热源即外部环境吸收热量，即全部用来对外做功才能 保证内能不变，但此过程不违反热力学第二定律．此过程由外 力对活塞做功来维持，如果没有外力对活塞做功，此过程不可 能发生．
程都具有
，都是不可逆的．
方向性
7
一、热力学第二定律 返回 延伸思考
热传导的方向性能否简单理解为“热量不会从低温物体传给高温物 体”？ 答案 不能．
热力学第一定律ppt课件
的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初
始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电
阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后（
）
A．h中的气体内能增加
B．f与g中的气体温度相等
C．f与h中的气体温度相等
D．f与h中的气体压强相等
6、如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距
1840年在英国皇家学会上宣布了电流通
过导体产生热量的定律，即焦耳定律。
焦耳测量了热与机械功之间的当量关系—
焦耳
—热功当量，为热力学第一定律和能量守
恒定律的建立奠定了实验基础。
焦耳的实验
绝热过程
系统只通过对外界做功或外界对它做功而与外界交换能量，它
不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫做绝热过程。
为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质
量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸
壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气
体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活
塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做
增加，A 项正确；ab 过程发生等容变化，气体对外界不做功，
C 项错误；一定质量的理想气体内能仅由温度决定，bc 过程发
的功。（重力加速度大小为g）
7、如图所示，一定质量的理想气体由a状态变化到b状态，下列
说法正确的有(
)
A．外界对气体做功
B．气体对外界做功
√
C．气体向外界放热
D．气体从外界吸热
√
BD
始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电
阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后（
）
A．h中的气体内能增加
B．f与g中的气体温度相等
C．f与h中的气体温度相等
D．f与h中的气体压强相等
6、如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距
1840年在英国皇家学会上宣布了电流通
过导体产生热量的定律，即焦耳定律。
焦耳测量了热与机械功之间的当量关系—
焦耳
—热功当量，为热力学第一定律和能量守
恒定律的建立奠定了实验基础。
焦耳的实验
绝热过程
系统只通过对外界做功或外界对它做功而与外界交换能量，它
不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫做绝热过程。
为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质
量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸
壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气
体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活
塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做
增加，A 项正确；ab 过程发生等容变化，气体对外界不做功，
C 项错误；一定质量的理想气体内能仅由温度决定，bc 过程发
的功。（重力加速度大小为g）
7、如图所示，一定质量的理想气体由a状态变化到b状态，下列
说法正确的有(
)
A．外界对气体做功
B．气体对外界做功
√
C．气体向外界放热
D．气体从外界吸热
√
BD
高中热力学定律ppt课件
⑷热力学第三定律
不可能通过有限的过程把一个物体冷却 到绝对零度.
或 绝对零度不可能达到
6.能源和可持续发展
⑴能量耗散和品质降低
①没有办法把流散到周围环境的内能重 新收集起来加以利用,这种现象叫做能量的耗 散.
机械能、电能、化学能等都是集中度较 高并且有序度较高的能量,它们变为内能后, 就成为更加分散并且无序度更大的能量.
⑷第二类永动机不可能制成
能从单一热源吸收热量,使之完全变 为有用的功而不产生其他影响的热机叫 做第二类永动机.
第二类永动机虽然不违反热力学第一 定律,但是违反了热力学第二定律,所以是 不可能制成的.
5.热力学第二定律的微观解释
热力学第二定律的微观解释
一切自然过程总是沿着 分子热运动的无序性增大 的方向进行.
⑶熵
①系统宏观态所对应的微观态的多少表征了系 统宏观态的无序程度,该无序程度决定着宏观过程 的演变方向.
②若用Ω表示系统一个宏观态所对应的微观态 的数目,则Ω就是该系统分子运动无序性的量度.用S 表示熵,定义
S=klnΩ 式中k是玻尔兹曼常数.
熵S也是系统分子运动无序性的量度.熵较大的 宏观态就是无序程度较大的宏观态.
③内能在两个状态间的改变﹙差值﹚等 于外界在绝热过程中对系统所做的功，即 ΔU=W ﹙做功过程与内能的关系﹚.
2.热和内能
⑴热传递
①没有做功而使物体内能改变的物理过程 叫做热传递.
②热传递发生的条件 : ΔT≠0;热传递过程中, 热量从高温物体传递到低温物体.
③热传递的三种方式 : 传导 对流
辐射
W Q
任何一部热机都包含三个部分 : 高温热库,如蒸汽机的锅炉,内燃机的汽缸; 工作部分, 低温热库,如冷凝器﹙尾喷管,大气等﹚.
第三章 热力学第二定律ppt课件
对整个大循环有：
骣 琪 琪 桫 δ T Q 1 1+δ T Q 2 2+骣 琪 琪 琪 桫 δ T Q 1 ⅱ 1 ⅱ +δ T Q 2 2+...=0
即：
å
δQr T
=
0
当小卡诺循环无限多时：
òÑ环积分为零，则所积变量应当是某函数
的全微分。该变量的积分值就应当只取决于系统的始、
整个过程系统对外作的功：
-W=- (W1+W2+W3+W4)
=nRT1lnV V21 +nRT2lnV V34 因23过程和41过程为绝热可逆过程，应用理想气 体绝热可逆过程方程式，有：
得：
TV1 K
V4=V3 Þ V3=V2
V1 V2
V4 V1
-W=nR(T1- T2)lnV V2 1
卡诺热机效率： h = -W Q1
W1 nRT1lnVV12
Q1 W1 nR1TlnVV12
❖2 3，绝热可逆膨胀
W 2=D U 2=nC V,m?(T2 T1)
❖3 4，恒温可逆压缩 U2 = 0
W3
=
-
nRT2
lnV4 V3
Q2 =-W3=nRT2lnV V4 3
❖4 1，绝热可逆压缩
W 4=D U 4=nC V,m?(T1 T2)
例：水流：水由高处往低处流； 传热： 热从高温物体传向低温物体； 扩散：NaCl溶液从高浓度向低浓度进行； 反应： Zn放在CuSO4溶液中
自发过程的共同特征
（1）自发过程单向朝着平衡方向发展 （2）自发过程都有做功的本领 （3）自发过程是不可逆过程
.
2.热力学第二定律的经典表述
克劳修斯(R.Clausius) ：热从低温 物体传给高温物体而不产生其它变 化是不可能的.
骣 琪 琪 桫 δ T Q 1 1+δ T Q 2 2+骣 琪 琪 琪 桫 δ T Q 1 ⅱ 1 ⅱ +δ T Q 2 2+...=0
即：
å
δQr T
=
0
当小卡诺循环无限多时：
òÑ环积分为零，则所积变量应当是某函数
的全微分。该变量的积分值就应当只取决于系统的始、
整个过程系统对外作的功：
-W=- (W1+W2+W3+W4)
=nRT1lnV V21 +nRT2lnV V34 因23过程和41过程为绝热可逆过程，应用理想气 体绝热可逆过程方程式，有：
得：
TV1 K
V4=V3 Þ V3=V2
V1 V2
V4 V1
-W=nR(T1- T2)lnV V2 1
卡诺热机效率： h = -W Q1
W1 nRT1lnVV12
Q1 W1 nR1TlnVV12
❖2 3，绝热可逆膨胀
W 2=D U 2=nC V,m?(T2 T1)
❖3 4，恒温可逆压缩 U2 = 0
W3
=
-
nRT2
lnV4 V3
Q2 =-W3=nRT2lnV V4 3
❖4 1，绝热可逆压缩
W 4=D U 4=nC V,m?(T1 T2)
例：水流：水由高处往低处流； 传热： 热从高温物体传向低温物体； 扩散：NaCl溶液从高浓度向低浓度进行； 反应： Zn放在CuSO4溶液中
自发过程的共同特征
（1）自发过程单向朝着平衡方向发展 （2）自发过程都有做功的本领 （3）自发过程是不可逆过程
.
2.热力学第二定律的经典表述
克劳修斯(R.Clausius) ：热从低温 物体传给高温物体而不产生其它变 化是不可能的.
五热力学定律PPT课件
0.2kg从65 ℃提高到95 ℃
Q2
0.8kg从65 ℃降低到15 ℃ 环境吸热
Q0 15 ℃
第21页/共77页
ห้องสมุดไป่ตู้4
热二律 取孤立系
Siso S0.2kg S0.8kg S环境
c 0.2 ln 368.15 c 0.8ln 288.15 Q0
338.15
338.15 288.15
T1
T2
Q
T2
T1
T1>T2 Siso 0 可自发传热
T1
Q
当T1<T2 Siso 0 不能传热
当T1=T2 Siso 0 可逆传热
T2
第12页/共77页
孤立系熵增原理举例(2)
功热是不可逆过程
Q
Siso ST1 S功源 T1 0
T1
单热源取热功是不可能的
Q
Q Siso ST1 S功源 T1 0
第26页/共77页
试用孤立系熵增原理证明 ——开尔文－普朗克的 正确性。
Q
T1
Siso ST1 S功源 T1 0
Q
W
功
单热源取热功是不可能的
源
第27页/共77页
第二类永动机：设想的从单一热源取 热并使之完全变为功的热机。
这类永动机 并不违反热力
学第一定律
但违反了热 力学第二定律
第二类永动机是不可能制造成功的
第6页/共77页
热力学第二定律的实质
自然界过程的方向性表现在不同的方面
能不能找出共同的规律性? 能不能找到一个判据?
热力学第二定律
第7页/共77页
§4-1 热力学第二定律的表达式——熵方程 熵流（见严家禄第四版P90） 熵产： 熵方程：
《热力学定律》人教版PPT精品课件1
Qab和Qac,则 ( C )
A.pb>pc,Qab>Qac B.pb>pc,Qab<Qac C.pb<pc,Qab>Qac D.pb<pc,Qab<Qac
《热力学定律》人教版PPT精品课件1
《热力学定律》人教版PPT精品课件1
18.(多选)一定量的理想气体从状态a开始,经历等温或等 压过程ab、bc、cd、da回到原状态,其p-T图像如图所示, 其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是
11.AD [解析] 由状态a到状态b的过程是等温压缩过程,气体的温度不变,体积减小,故理想 气体的分子间平均距离减小,分子平均动能不变,气体的内能不变,因外界对气体做功,所以 气体要放出热量,选项A、D正确.由状态b到状态c的过程是等压膨胀过程,气体的体积增大, 温度升高,故理想气体对外做功,内能增加,分子平均动能增加,因气体的压强不变,故平均每 个分子在单位时间内与器壁碰撞的次数减少,选项B错误.由状态c到状态a的过程是等容降 压过程,气体的体积不变,温度降低,故分子间平均距离不变,分子平均动能减小,选项C错误.
B 6.关于物体内能的变化情况,下列说法中正确的是 () A.吸热的物体其内能一定增加 B.绝热压缩的物体其内 能一定增加 C.放热的物体其内能一定减少 D.体积膨胀的物体其内 能一定减少
6.B [解析] 对于吸热的物体,根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知,其 内能不一定增加,还与做功情况有关,故A错误;对于绝热压缩的物 体,Q=0,外界对物体做功,W>0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,有ΔU>0, 其内能一定增加,故B正确;对于放热的物体,若外界对物体做功,而且 功的数值大于热量的数值,则根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知,物 体的内能增加,故C错误;对于体积膨胀的物体,对外界做功,若物体从 外界吸热,而且热量的数值大于功的数值,则根据热力学第一定律 ΔU=W+Q可知,物体的内能增加,故D错误.
A.pb>pc,Qab>Qac B.pb>pc,Qab<Qac C.pb<pc,Qab>Qac D.pb<pc,Qab<Qac
《热力学定律》人教版PPT精品课件1
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18.(多选)一定量的理想气体从状态a开始,经历等温或等 压过程ab、bc、cd、da回到原状态,其p-T图像如图所示, 其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是
11.AD [解析] 由状态a到状态b的过程是等温压缩过程,气体的温度不变,体积减小,故理想 气体的分子间平均距离减小,分子平均动能不变,气体的内能不变,因外界对气体做功,所以 气体要放出热量,选项A、D正确.由状态b到状态c的过程是等压膨胀过程,气体的体积增大, 温度升高,故理想气体对外做功,内能增加,分子平均动能增加,因气体的压强不变,故平均每 个分子在单位时间内与器壁碰撞的次数减少,选项B错误.由状态c到状态a的过程是等容降 压过程,气体的体积不变,温度降低,故分子间平均距离不变,分子平均动能减小,选项C错误.
B 6.关于物体内能的变化情况,下列说法中正确的是 () A.吸热的物体其内能一定增加 B.绝热压缩的物体其内 能一定增加 C.放热的物体其内能一定减少 D.体积膨胀的物体其内 能一定减少
6.B [解析] 对于吸热的物体,根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知,其 内能不一定增加,还与做功情况有关,故A错误;对于绝热压缩的物 体,Q=0,外界对物体做功,W>0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,有ΔU>0, 其内能一定增加,故B正确;对于放热的物体,若外界对物体做功,而且 功的数值大于热量的数值,则根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知,物 体的内能增加,故C错误;对于体积膨胀的物体,对外界做功,若物体从 外界吸热,而且热量的数值大于功的数值,则根据热力学第一定律 ΔU=W+Q可知,物体的内能增加,故D错误.
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热力学定律计算题讲评
程序化解题
液面 活塞 气缸
受力分析
明确状态
封闭气体
初态 P1 V1 T1
热力学 温度
末态 P2 V2 T2
W=P内∙∆V
W+Q=∆U
列方程
P1V1 P2V2
T1
T2
V=S•L
12．如图所示，用轻质活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞
与汽缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部高度 h1=0.50m， 气体的温度 t1=27℃．给汽缸缓慢加热t2=207℃，活塞缓慢上升到距离 汽缸底某一高度 h2处，此过程中缸内气体增加的内能△U=300J．已知 大气压强 p0=1.0×105Pa，活塞横截面积S=5.0×10﹣3m2．求：（ⅰ） 活塞距离汽缸底部的高度 h2；（ⅱ）此过程中缸内气体吸收的热量 Q
=300-(-150)=450J
P1V1 P2V2
T1
T2
得： h2=0.8m
13．如图所示，一圆柱形绝热容器竖直放置，通过绝热活塞封闭着摄
氏温度为 t1的理想气体，活塞的质量为 m，横截面积为 S，与容器底 部相距 h1。现通过电热丝给气体加热一段时间，使其温度上升到（摄 氏）t2，若这段时间内气体吸收的热量为 Q，已知大气压强为 P0，重 力加速度为 g，求：①气体的压强．②这段时间内活塞上升的距离是
P0S
P0S
P2S
P1S
P0S
P0S
P2S
P1S
(1)以封闭气体为研究对象
初态
末态
P1=P0 V1=h1∙S=0.5S T1= 27+273=300K
P2=P0 V2=h2∙S=? T2=207+273=480K
(2)W=P0∙∆V =P0∙(h2-h1)∙S =150J
W+Q=∆U Q= ∆U-W
P0S P1S
P0S P2S ∆l
P0S P1S
P0S P1S
(1)以封闭气体为研究对象
初态
P1=P0 V1=2×10-3m3 T1= 10+273=283K
末态
P2=P0 V2=? T2=37+273=310K
P1V1 P2V2
T1
T2
得： V2=2.2×10-3m3
l V2 V1 0.02m S
P1V1 P3V3
T1
T3
得： P3=1.1×105Pa
P3=P0+F/S 得：F=100N
课堂小测试
P1V1 P2V2
T1
T2
得：
h2
h1(t2 273 ) t1 273
h h2 h1 h1(t2 t1)
t1 273
∆U= W+Q
Q
(
P0
S
mg
)
h1(t2 t1
t1 273
)
14．如图所示，薄壁光滑导热良好的气缸放在光滑水平面上，当环境 温度为 10℃时，用横截面积为 1.0×10﹣2m2的活塞封闭体积为 2.0×l0﹣3m3的理想气体，活塞另一端固定在墙上．外界大气压强为 1.0×105Pa．（1）当环境温度为 37℃时，气缸自由移动了多少距离？ （2）如果环境温度保持在 37℃，对气缸作用水平力，使缸内气体体 积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？
（2）如果环境温度保持在 37℃，对气缸作用水平力，使缸内气体体 积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？
F
P0S P1S
P3S P0态
P1=P0 V1=2×10-3m3 T1= 10+273=283K
P3=P0+F/S=? V3=V1
T3=37+273=310K
多少？③这段时间内气体的内能如何变化，变化了多少？ P0S
P0S
P1S
mg
h1
P2S mg
(1)对活塞：mg+P0S=P1S
得：
P1
P0
mg S
(2)以封闭气体为研究对象
初态
P1 V1=h1∙S T1=t1+273
末态
P2=P1 V2=h2∙S=? T2=t2+273
(3)
W
(P0S
mg )
h1(t2 t1) t1 273
程序化解题
液面 活塞 气缸
受力分析
明确状态
封闭气体
初态 P1 V1 T1
热力学 温度
末态 P2 V2 T2
W=P内∙∆V
W+Q=∆U
列方程
P1V1 P2V2
T1
T2
V=S•L
12．如图所示，用轻质活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞
与汽缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部高度 h1=0.50m， 气体的温度 t1=27℃．给汽缸缓慢加热t2=207℃，活塞缓慢上升到距离 汽缸底某一高度 h2处，此过程中缸内气体增加的内能△U=300J．已知 大气压强 p0=1.0×105Pa，活塞横截面积S=5.0×10﹣3m2．求：（ⅰ） 活塞距离汽缸底部的高度 h2；（ⅱ）此过程中缸内气体吸收的热量 Q
=300-(-150)=450J
P1V1 P2V2
T1
T2
得： h2=0.8m
13．如图所示，一圆柱形绝热容器竖直放置，通过绝热活塞封闭着摄
氏温度为 t1的理想气体，活塞的质量为 m，横截面积为 S，与容器底 部相距 h1。现通过电热丝给气体加热一段时间，使其温度上升到（摄 氏）t2，若这段时间内气体吸收的热量为 Q，已知大气压强为 P0，重 力加速度为 g，求：①气体的压强．②这段时间内活塞上升的距离是
P0S
P0S
P2S
P1S
P0S
P0S
P2S
P1S
(1)以封闭气体为研究对象
初态
末态
P1=P0 V1=h1∙S=0.5S T1= 27+273=300K
P2=P0 V2=h2∙S=? T2=207+273=480K
(2)W=P0∙∆V =P0∙(h2-h1)∙S =150J
W+Q=∆U Q= ∆U-W
P0S P1S
P0S P2S ∆l
P0S P1S
P0S P1S
(1)以封闭气体为研究对象
初态
P1=P0 V1=2×10-3m3 T1= 10+273=283K
末态
P2=P0 V2=? T2=37+273=310K
P1V1 P2V2
T1
T2
得： V2=2.2×10-3m3
l V2 V1 0.02m S
P1V1 P3V3
T1
T3
得： P3=1.1×105Pa
P3=P0+F/S 得：F=100N
课堂小测试
P1V1 P2V2
T1
T2
得：
h2
h1(t2 273 ) t1 273
h h2 h1 h1(t2 t1)
t1 273
∆U= W+Q
Q
(
P0
S
mg
)
h1(t2 t1
t1 273
)
14．如图所示，薄壁光滑导热良好的气缸放在光滑水平面上，当环境 温度为 10℃时，用横截面积为 1.0×10﹣2m2的活塞封闭体积为 2.0×l0﹣3m3的理想气体，活塞另一端固定在墙上．外界大气压强为 1.0×105Pa．（1）当环境温度为 37℃时，气缸自由移动了多少距离？ （2）如果环境温度保持在 37℃，对气缸作用水平力，使缸内气体体 积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？
（2）如果环境温度保持在 37℃，对气缸作用水平力，使缸内气体体 积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？
F
P0S P1S
P3S P0态
P1=P0 V1=2×10-3m3 T1= 10+273=283K
P3=P0+F/S=? V3=V1
T3=37+273=310K
多少？③这段时间内气体的内能如何变化，变化了多少？ P0S
P0S
P1S
mg
h1
P2S mg
(1)对活塞：mg+P0S=P1S
得：
P1
P0
mg S
(2)以封闭气体为研究对象
初态
P1 V1=h1∙S T1=t1+273
末态
P2=P1 V2=h2∙S=? T2=t2+273
(3)
W
(P0S
mg )
h1(t2 t1) t1 273