情境一 · 绝热压缩
气缸绝热，外界压缩气体并对它做 400 J 的功。气体内能变化量是多少？
热力学第一定律 · 能量收支
给气体记一笔能量账
ΔU = Q + W
本章统一约定：W 表示外界对系统做功。外界压缩气体，W > 0；气体膨胀对外做功，W < 0。Q > 0 表示系统吸热，Q < 0 表示系统放热。
登记两笔收支
把滑块拖过零点，观察能量箭头如何改变方向。
放热 −600 J0吸热 +600 J
系统从外界吸收 300 J 热量，能量流入系统。
气体对外做功0外界对气体做功
气体对外界做 150 J 功，系统以做功方式输出能量。
系统能量账本
热传递
Q = +300 J
研究对象：气体
箭头指向这里＝能量流入
做功
W = −150 J
ΔU = +150 J
=
+300 J
+
−150 J
→
净收入 150 J
内能减少ΔU = 0内能增加
这笔账有 150 J 净流入，所以气体内能增加 150 J。
三次情境核账
先判断 W 的正负，再做加法。选择后马上核对。
情境二 · 边加热边膨胀
气体吸收 500 J 热量，同时膨胀并对外做 200 J 的功。气体内能变化量是多少？
情境三 · 放热且被压缩
气体向外放出 300 J 热量，外界又对气体做 100 J 的功。气体内能变化量是多少？