熱力學(xué)第一定律-能量守恒定律教案

1、10.3 熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律風(fēng)陵渡中學(xué) 王佩【教學(xué)方法】 講授法 討論法 【教學(xué)目的】 知識與技能 1.認(rèn)識物質(zhì)的運動形式有多種，對應(yīng)不同運動形式的運動有不同形式的能，各種形式的能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化 2.進一步掌握能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律，并了解能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律的意義 3.運用公式UWQ 分析有關(guān)問題并具體進行計算過程與方法 通過實例分析，進行熱力學(xué)第一定律的相關(guān)計算情感態(tài)度與價值觀 1.利用能量的轉(zhuǎn)化和守恒的觀點，分析物理現(xiàn)象，解決物理問題 2.感知我們周圍能源的耗散，樹立節(jié)能意識【教學(xué)重點】 熱力學(xué)第一定律【教學(xué)難點】 能量守恒定律【教 具】 多媒體課件【教學(xué)過程】1、 新

2、課導(dǎo)入 圖片展示冷措施（搓手，運動，哈氣，烤火）引出改變內(nèi)能兩種方式 師：改變內(nèi)能的方式有哪些? 生：做功，熱傳遞 師：很好。既然做功和熱傳遞都可以改變內(nèi)能，那么，功、熱量跟內(nèi)能的改變之間遵循怎樣的關(guān)系，這節(jié)課我們一起來探究。2、 新課教學(xué)問題探究 1.一個物體，它既沒有吸收熱量也沒有放出熱量，那么： 如果物體對外界做的功為，則它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？ （圖片展示 開啟易拉罐碳酸飲料瞬間，氣體冒出，體驗感覺溫度降低） 如果外界對物體做的功為，則它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？ （圖片展示 有機玻璃筒放棉花迅速壓下活塞，棉花點燃） 內(nèi)能減少W 內(nèi)能增加W 2.一個物體，如果外界既沒有對物體做

3、功，物體也沒有對外界做功，那么： 如果物體吸收熱量，它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？ （圖片展示 水吸收熱量） 如果放出熱量，它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？ （圖片展示 電暖寶充好電放熱） 內(nèi)能增加Q 內(nèi)能減少Q(mào) 3.如果物體在跟外界同時發(fā)生做功和熱傳遞的過程中，內(nèi)能的變化U與熱量及做的功之間又有什么關(guān)系呢？ U = Q + W一.熱力學(xué)第一定律：1、內(nèi)容： 一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增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：U Q + W 內(nèi)容中指出外界對系統(tǒng)做功和外界對系統(tǒng)進行熱傳遞的計算公式，那么如果是系統(tǒng)對外界做功和系統(tǒng)對外界進行熱傳遞，如何計算？ 試總結(jié)U，Q，W幾個量取正

4、、負(fù)值的意義。UQW+增加吸熱對內(nèi)做功-減小放熱對外做功3、對理想氣體應(yīng)注意： 理想氣體不考慮分子勢能，故一定質(zhì)量的理想氣體，它的內(nèi)能只取決于分子動能的總和，宏觀上只由溫度決定。即： 溫度不變，內(nèi)能不變，U0； 溫度增加，內(nèi)能增加，U0；溫度降低，內(nèi)能減小，U0。 氣體的體積變化決定做功的取值。即： 氣體體積不變，不涉及做功， W = 0； 氣體體積減小，外界對氣體做功，W0； 氣體體積增大，氣體對外界做功，W0； 簡要指出熱傳遞是能量在同種或不同物體之間的轉(zhuǎn)移，做功是能量在不同形式之間的轉(zhuǎn)化，能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中遵循什么規(guī)律？觀看視頻思考問題，得出能量守恒定律思考：生活中的能量都有哪些形

5、式？能量轉(zhuǎn)換遵循什么規(guī)律？（ppt展示問題）引到能量的種類和能量守恒定律2、 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)化為另一種形式，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. 物理史問題：能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)？ 請閱讀課本P54-552. 重要性 （1）是一個普遍適用的定律比機械能守恒定律應(yīng)用更廣 （2）將各種現(xiàn)象聯(lián)系在一起力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、生物學(xué). （3）指導(dǎo)著人們的生產(chǎn)、科研泡利和費米利用能量守恒預(yù)言了中微子的存在；宣告了第一類永動機造不成 （4）19世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)之一細(xì)胞學(xué)說；生物進化論 （5）與熱力學(xué)

6、第一定律的關(guān)系熱力學(xué)第一定律是只研究內(nèi)能與其它形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化時的能量守恒關(guān)系.3、 永動機不可能制成展示圖片得出第一類永動機定義知道不能制成指出原因（違背能量守恒定律）1. 第一類永動機 不需要動力或燃料，卻能源源不斷對外做功的機器 制造永動機的千萬次努力都以失敗而告終2. 第一類永動機不可能制成 學(xué)習(xí)了這一節(jié)后你有問題提出嗎？（學(xué)生討論，自由發(fā)言） （1）生產(chǎn)實踐中，要遵循客觀規(guī)律，不能僅憑主觀意愿行事； （2）學(xué)會利用能的轉(zhuǎn)化和守恒的觀點，分析物理現(xiàn)象，解決物理問題； （3）日常生活中，樹立節(jié)能意識 4、 隨堂練習(xí) 1. 一定量的氣體在某一過程中，外界對氣體做了 8×104J

7、的功，氣體的內(nèi)能減少了 1.2×10 5J，則下列各式中正確的是（ B ） AW8×10J，U1.2×10J，Q4×10 J BW8×10 J，U1.2×10 J，Q2×10 J CW8×10 J，U1.2×10 J，Q2×10 J DW8×10J，U1.2×10 J，Q4×10 J 解析：因為外界對氣體做功，W 取正值，即 W8×10 J；內(nèi)能減少，U 取負(fù)值，即U1.2×10 J；根據(jù)UWQ，可知 QUW(1.2×108×

8、10) J2×10 J. 2. 給旱區(qū)送水的消防車停于水平地面，在緩慢放水的過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計分子勢能，則胎內(nèi)氣體（ A ） A：從外界吸熱 B：對外界做負(fù)功 C：分子平均動能減小 D：內(nèi)能增加 解析：由于不計分子間勢能，胎內(nèi)氣體為理想氣體，其內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度不變，則 U=0 ，在緩慢放水過程中，胎內(nèi)氣體體積增大，對外做功 W0 ，根據(jù)熱力學(xué)第一定律 U=Q+W 知 Q0 ，故要從外界吸熱。 3. 在一個與外界沒有熱交換的房間里打開冰箱門，冰箱正常工作，過一段時間房間內(nèi)的溫度將如何變化（ B ） A：降低 B：升高 C：不變 D：無法確定 解析：把冰箱和房間看做一個系統(tǒng)，系統(tǒng)消耗的電能增加了系統(tǒng)的總能量，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，系統(tǒng)增加的能量轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能使房間的溫度升高。 4. 如圖所示，有兩個同樣的球，其中a球放在不導(dǎo)熱的水平面上，b球用細(xì)線懸掛起來.現(xiàn)在供給a、b兩球相同的熱量，則兩球升高的溫度ta與t b的關(guān)系是（ B ） Ata =t b Cta tb Bt a t b D無法確定 五、本節(jié)小結(jié) 1：熱力學(xué)第一定律 U Q + W 2：能量守恒定律 3：第一類永動機不可能制成（違背能量守恒定律）六、板書設(shè)計熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律1、 熱力學(xué)第一定律 二、能量守恒