高中物理第十章热力学定律10.3热力学第一定律、能量守恒定律教案新人教版选修3-3课件
10.3热力学第一定律能量守恒定律
例4、
下列说法正确的是 （
D
）
A．外界对气体做功，气体的内能一定增大
B．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大
C．气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均
动能越大
D．气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均 动能越大
例 5、
下列说法正确的是 （
D
）
A．外界对一物体做功，此物体的内能一定增加 B．机械能完全转化成内能是不可能的 C．将热量传给一个物体，此物体的内能一定改变 D．一定量气体对外做功，气体的内能不一定减少
5.与热力学第一定律的关系
热力学第一定律是只研究内能与其它 形式的能发生转化时的能量守恒定律.
五、永动机不可能制成
永动机：不消耗任何能量，却可以源 源不断地对外做功，这种机器叫永动 机.人们把这种不消耗能量的永动机叫 第一类永动机.（不吃草的马） 根据能量守恒定律，任何一部机器， 只能使能量从一种形式转化为另一种 形式，而不能无中生有地制造能量， 因此第一类永动机是不可能制成的.
由热力学第一定律 ΔE=W总+Q总=0 Q总= - 这是因为永动机 ( B ) • A．不符合机械能守恒定律 • B．违背了能的转化和守恒定律 • C．制造永动机的技术不过关 • D．无法解决机械摩擦问题
例8、一颗子弹以某一水平速度击中了静止在
光滑水平面上的木块，未从木块中穿出．对于
这一过程，下列说法中正确的是（ D ） A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能 B．子弹减少的动能等于木块增加的动能
C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木
块增加的内能之和 D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹 和木块的内能增量之和
第三节 热力学第一定律 能量守恒定律
人教版高二物理 热力学定律 导学案(含答案,精排版) 10.3 热力学第一定律 能量守恒定律
§10.3 热力学第一定律能量守恒定律【目标及达标标准】1．能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其表达式，会用ΔU＝W＋Q分析和计算问题2．理解和掌握能量守恒定律，知道能量守恒是自然界普遍遵从的基本规律,会用能量转化和守恒的观点分析物理现象3．知道第一类永动机是不可能实现的【重点、难点】热力学第一定律ΔU = W + Q中各物理量的意义及正负号的确定【教学方法】合作探究【教学用具】多媒体【物理背景、物理模型】饱和汽、湿度【导读导思】达标标准：思考并完成下列问题和任务，并能独立向别人表述出来（书面或口述）自主学习、课前诊断先通读教材，画出本节课中的基本概念及物理规律，回答导学案预习中涉及的问题，独立完成，限时25分钟。
一、热力学第一定律：阅读课本第54页“热力学第一定律”部分，思考并回答下列问题：【思考与讨论1】一定质量的气体，被活塞密封在气缸内．问题1：如果它跟外界不发生热交换，那么外界对它做功与气体对外做功，会引起气体内能怎样的变化？问题2：如果外界与气体之间没有做功，那么气体吸热与放热会引起气体内能怎样的变化？问题3：如果气体跟外界同时发生做功和热传递的过程，W、Q、△U的正负号如何确定？问题4：W、Q、△U三者都有正负，它们的关系怎样？【思考与讨论2】一定质量的气体，如果膨胀时做的功是135J，同时向外放热85J．问题5：外界对气体做功，还是气体对外界做功？问题6：气体内能的变化量是多少？问题7：内能增加了还是减少了？【案例探究1】一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了4.2×105J．问：①是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？②如果气体吸收的热量仍为2.6×105J不变，但是内能只增加了1.6×105J，这一过程做功情况又怎样？二、能量守恒定律：阅读课本第54-55页“能量守恒定律”部分，思考并回答下列问题：【思考与讨论3】能量守恒定律不是由某一个人通过某一项研究而得到的，从18世纪末到19世纪40年代，不同领域的科学家从不同角度都提出了能量守恒的思想．问题8：历史上有哪些科学家曾经在这一方面做过探索？问题9：这些科学家都在哪些方面做出了贡献？问题10：能量可以由一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体.能量在转化或转移的过程中遵循什么规律？问题11：做功和热传递都可以改变物体的内能，那么这两种方式在改变物体内能的本质上有什么区别吗？问题12：能量守恒定律有什么重要意义？能量守恒定律使人们找到了研究自然现象的公共量度—能量，从而把各种自然现象用定量规律联系起来，揭示了自然规律的多样性和统一性．三、永动机不可能制成：阅读课本第55-56页“永动机不可能制成”部分，思考并回答下列问题：【思考与讨论4】据说，13世纪有一个法国人叫奥恩库尔的，他在一个轮子的边缘上等间隔地安装了12根可活动的锤杆,如图所示．他设想一旦轮子被启动,由于轮子右边的各个重锤距轮轴更远些,就会驱动轮子按箭头方向永不停息地转动下去．问题12：不用能量的概念，你能不能说明它不会“永动”？问题13：什么是第一类永动机？问题14：为什么第一类永动机不可能制成？【案例探究3】有一种所谓“全自动”机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去．这是不是一种永动机？如果不是，你知道维持表针走动的能量是从哪儿来的吗？【巩固练习】1.达标标准：（1）每道题都能独立做出来，并总结涉及的知识点；（2）尝试总结出常见题型及其做法。
高中物理第十章热力学定律第三节热力学第一定律能量守恒定律课堂探究学案新人教选修
第三节热力学第一定律能量守恒定律课堂探究探究一热力学第一定律问题导引1．一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：(1)如果外界对物体做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？(2)如果物体对外界做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？提示：(1)一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，那么，外界对它做功为W，它的内能就增加W；(2)物体对外界做功为W，它的内能就减少W。
2．一个物体，外界既没有对它做功，它也没有对外界做功，那么：(1)如果物体从外界吸收热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？(2)如果物体向外界放出热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？提示：(1)如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么物体从外界吸收热量Q，它的内能就增加Q；(2)物体向外界放出热量Q，它的内能就减少Q。
3．如果某一过程中，物体跟外界同时发生了做功和热传递，那么，该物体内能的变化ΔU与热量Q及做的功W之间又满足怎样的关系呢？提示：ΔU＝W＋Q。
该式表示的是功、热量跟内能改变之间的定量关系，在物理学中叫作热力学第一定律。
名师精讲1．热力学第一定律的意义热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系。
此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。
2．热力学第一定律的符号法则(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加。
(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。
(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量。
4．判断是否做功的方法一般情况下外界对物体做功与否，需看物体的体积是否变化。
(1)若物体体积增大，表明物体对外界做功，W＜0；(2)若物体体积变小，表明外界对物体做功，W＞0。
高中物理选修3-3教案《热力学第一定律 能量守恒定律》
热力学第一定律能量守恒定律新课标要求（一）知识与技能1．能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其公式表达，会用ΔU=W+Q 分析和计算问题。
2．掌握能量守恒定律，理解这个定律的重要意义。
会用能量守恒的观点分析物理现象。
3．能综合运用学过的知识，用能量守恒定律进行有关计算，分析、解决有关问题。
4．了解第一类永动机不可能制成的原因。
（二）过程与方法通过用定量计算的例题讲解及课件展示来加深大家对知识的理解。
（三）情感、态度与价值观1．学习众多科学家孜孜以求、勇于探索自然规律的精神，进一步进行辩证唯物主义教育，为将来能在开发新能源、合理利用能源、发展节能技术的领域内作出贡献而努力。
2．感受英国科学家焦耳勤奋、刻苦，40年如一日研究电流热效应，测定热功当量的顽强意志体现出来的人格美。
教学重点能量转化和守恒定律的理解及综合应用，涉及热力学第一定律的定性分析和定量计算。
教学难点热力学第一定律的正确运用（定性分析和定量计算）及对第一类永动机不可能制成的具体分析探究过程的理解。
教学方法讲练法、分析归纳法、阅读法教学用具：投影仪、投影片。
教学过程（一）引入新课教师：（复习提问）改变物体内能的方式有哪些？学生：做功和热传递是改变物体内能的两种方式。
教师：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么功，热量跟内能的改变之间一定有某种联系，本节课我们就来研究这个问题。
（二）进行新课1．热力学第一定律［投影］1．一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：①如果外界做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？②如果物体对外界做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？2．一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：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？［学生解答思考题］教师总结：一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，那么，外界对它做多少功，它的内能就增加多少；物体对外界做多少功，它的内能就减少多少。
(完整版)热力学第一定律教案
教学重点：热力学第一定律和能量守恒定律
教学难点：永动机
一、热力学第一定律
改变物体内能的方式有两种：做功和热传递．
运用此公式时，需要注意各物理量的符号：物体内能增加时，为正，物体内能减少时，为负；外界对物体做功时，为正，物体对外界做功时，为负；物体吸收热量时，
为正，物体放出热量时，为负．
例1：下列说法中正确的是：
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
答案：C
评析：在分析问题时，要求考虑比较周全，既要考虑到内能包括分子动能和分子势能，又要考虑到改变内能也有两种方式：做功和热传递．
例题2：空气压缩机在一次压缩中，空气向外界传递的热量2.0 ×105J，同时空气的内能增加了1.5 ×105J. 这时空气对外做了多少功？
解：根据热力学第一定律知
1.5 ×105J -
2.0 ×105J = -0.5 ×105J
所以此过程中空气对外做了0.5 ×105J的功．
二、能量守恒定律
1、复习各种能量的相互转化和转移
2、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变．（学生看书学习能量守恒定律内容）．
3、能量守恒定律的历史意义．
三、永动机
永动机的原理违背了能量守恒定律，所以是不可能的．
举例说明几种永动机模型
四、作业。
人教版高中物理选修3-3课件《10.3热力学第一定律-能量守恒定律》
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?
答案:ΔU=Q+W。该式表示的是功、热量跟内能改变之间的定量关 系,在物理学中叫做热力学第一定律。
迁移与应用 1 一定质量的气体从外界吸收了 4.2×105J 的热量,同时气体对外界做 了 6×105J 的功,问: (1)物体的内能是增加还是减少?变化量是多少? (2)分子势能是增加还是减少? (3)分子的平均动能是增加还是减少? 答案:见解析 解析:(1)气体从外界吸热为:Q=4.2×105J 气体对外界做功为:W=-6×105J 由热力学第一定律知: ΔU=W+Q=(-6×105J)+(4.2×105J)=-1.8×105J ΔU 取负值,说明气体的内能减少,减少了 1.8×105J。
答案:D 解析:由热力学第一定律 ΔU=Q+W,气体吸收热量 Q>0,体积膨胀对 外做功 W<0,但不能确定 Q 与 W 值的大小,所以不能判断 ΔU 的正负, 则气体内能的增减也就不能确定,选项 D 正确。
预习导引
一、热力学第一定律
1.内容:一个热力学系统的内能的增量等于外界向它传递的热量与 外界对它所做的功的和。这个关系叫做热力学第一定律。
2.数学表达式:ΔU=W+Q。
二、能量守恒定律
1.各种能量:自然界存在着多种不同形式的运动,每种运动对应着 一种形式的能量。如机械运动对应着机械能;分子的热运动对应着内 能。
迁移与应用 2 如图所示,一演示用的“永动机”转轮由 5 根轻杆和转轴构成,轻杆的 末端装有用形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮后,进入热水的叶片因 伸展而“划水”,推动转轮转动。离开热水后,叶片形状迅速恢复,转轮因此 能较长时间转动。下列说法正确的是( )
人教版高中物理选修3-3课件第10章第3节热力学第一定律能量守恒定律
A．尾气的温度越低，柴油机越节能
B．尾气的温度越高，柴油机越节能
C．尾气的温度高低与柴油机是否节能无关
D．以上说法均不正确
A
解析：高温高压的燃气推动活塞向下运动，对活塞做功，燃气的内能大部分转化为活塞的机械能， 在做功的过程中，内能转化为活塞的机械能越多，尾气的温度越低，柴油机越节能，故A正确，BCD错误。
『想一想』 有一种所谓“全自动”机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去。这是不 是一种永动机？如果不是，你知道维持表针走动的能量是从哪儿来的吗？
答案：不是永动机，手表戴在手上，手运动的能量一部分转化为手表的能量(动能)。
课内互动探究
探究 一
对热力学第一定律的理解
思考讨论 1
C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高 D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
解析：形状记忆合金进入水后受热形状发生改变而搅动热水，由能量守恒知能量来源于热水，故A、 B、C错；由能量守恒知，叶片吸收的能量一部分转化成叶片的动能，一部分释放于空气中，故D对。
归纳总结
1．能量的存在形式及相互转化
各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁能、化学能、 原子能等。
各种形式的能，通过做功可以相互转化，例如：利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧， 化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能
Hale Waihona Puke 2．守恒条件与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的，例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力做功； 而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然界现象都遵守的基本规律。
(3)具有重大实践意义，即彻底粉碎了永动机的幻想。
高中物理热力学第一定律教案
高中物理热力学第一定律教案引言：热力学是物理学中的重要分支，旨在研究热能与功的转换关系以及物质的热平衡状态。
在高中物理教学中，热力学的学习对学生的科学素养和物理思维的培养至关重要。
本教案将以高中物理热力学第一定律为核心内容，通过理论讲解和实验探究相结合的方式，帮助学生深入理解热力学的基本原理和应用。
一、知识概述1. 定义：高中物理热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明在一个孤立系统中，能量可以相互转化，但总能量不会增加或减少。
2. 表示形式：ΔU = Q - W，其中ΔU代表系统内能的变化，Q代表吸热量，W代表功。
二、理论讲解1. 系统内能的概念系统内能是指物体中分子的热运动能量总和。
分子运动越剧烈，其内能越高。
2. 吸热和放热吸热是指系统从外界吸收热量，其符号为正；放热是指系统向外界释放热量，其符号为负。
3. 功的概念和形式功是指外界对系统做的可逆过程中的能量转移。
根据形式的不同，功可以分为以下几种情况：- 体积无限长做功：W = -PΔV，其中P代表压强，ΔV代表体积变化。
- 力沿直线做功：W = Fdcosθ，其中F代表力，d代表位移，θ代表力和位移间的夹角。
4. 第一定律的表达形式根据能量守恒定律，系统内能的变化等于吸热量与对外做的功的代数和。
三、实验探究为了加深学生对热力学第一定律的理解，我们将进行以下实验：1. 实验目的：通过加热水的方式，观察热能转化和功的变化。
2. 实验材料：烧杯、热水、温度计、测量缸、线圈等。
3. 实验步骤：a. 将温度计插入热水中，记录初始温度。
b. 加热水，直到水温升高一定程度。
c. 实时观察并记录温度变化。
d. 探究热能转化和功的关系，并记录结果。
4. 实验结果：实验结果表明，随着温度的升高，系统内能增加，吸热量增加，同时对外做的功也增加。
四、拓展应用热力学第一定律在现实生活中有着广泛的应用。
以下是一些典型的例子：1. 热机工作原理：汽车引擎、蒸汽机等都是基于热力学第一定律的热机。
热力学第一定律教案
热力学第一定律教案热力学第一定律教案一、教学目标1.理解热力学第一定律的定义和内涵，掌握能量守恒定律。
2.能够运用热力学第一定律解释和计算能量的转化和转移问题。
3.培养学生分析和解决问题的能力，发展学生的科学素养和实验技能。
二、教学内容热力学第一定律的内容，以及如何运用热力学第一定律解释和计算能量的转化和转移问题。
三、教学过程1.引入：通过实例引入热力学第一定律，让学生感知能量守恒定律在日常生活和工业生产中的重要性。
2.基本概念的讲解：讲解热量、工作和内能的定义，阐述这些概念在热力学中的重要性。
特别强调热量和工作在能量转化过程中的作用。
3.热力学第一定律的表述：讲解热力学第一定律的具体表述，即能量不能被创造或消失，只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体传递给另一个物体。
让学生理解这个定律的实质是能量守恒。
4.热力学第一定律的应用：通过实例讲解如何运用热力学第一定律解释和计算能量的转化和转移问题。
例如，通过一个加热器将热量转化为机械能，或者通过一个制冷器将机械能转化为热量。
5.实验操作：通过实验活动，让学生亲自操作实验，观察能量的转化和转移过程，体验热力学第一定律。
6.课堂讨论：组织学生进行小组讨论，分享对热力学第一定律的理解和应用，以及在日常生活中找到的能量转化和转移的例子。
7.总结与回顾：回顾热力学第一定律的定义和内涵，总结能量守恒定律的重要性，强调在日常生活和工业生产中保持能量平衡的重要性。
8.作业布置：布置相关练习题，让学生巩固热力学第一定律的内容，并能够灵活运用该定律解释和计算能量的转化和转移问题。
四、教学评价通过提问、小组讨论和作业检查等方式，评价学生对热力学第一定律的理解和应用情况。
同时，鼓励学生通过自主学习和实验操作进一步加深对热力学第一定律的理解。
第十章 3 热力学第一定律 能量守恒定律
人教版物理·选修3-3
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应用热力学第一定律解题的一般步骤 (1)根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的正、负． (2)根据方程ΔU＝W＋Q求出未知量． (3)再根据未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做功情况．
人教版物理·选修3-3
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1.一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少 了1.2×105 J，则下列各式正确的是( ) A．W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 J B．W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J C．W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×105 J D．W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J
人教版物理·选修3-3
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2．与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的．例如，物体的机械能守恒，必须 是只有重力或系统内的弹力做功；而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然现 象都遵守的基本规律． 3．第一类永动机失败的原因分析 如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即 U2<U1，则W<0，系统对外做功是要以内能减少为代价的．若想源源不断地做功， 就必须使系统不断回到初始状态，在无外界能量供给的情况下是不可能的．
2．气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收了120 J的热量，它的内能的变化是
()
A．减少20 J
B．增大20 J
C．减少220 J
D．增大220 J
解析：研究对象为气体，依符号规则，对外做功W＝－100 J，吸收热量Q＝＋120 J. 由热力学第一定律有 ΔU＝W＋Q＝－100 J＋120 J＝20 J， ΔU＞0，说明气体的内能增加，故选项B正确．
《热力学第一定律》教学设计教案
教学设计与反思
课题：热力学第一定律
科目：物理
教学对象：高二
选用教材：人教版选修3-3第十章第3节
教师：
师范班林琬晴
一、教学内容分析
本节内容选自人教版选修3-3第十章《热力学定律》的第3节《热力学第一定律能量守恒定律》。
从教材结构上来看，本章从研究绝热过程中功和内能关系开始，到讨论单纯的热传递过程中热与内能的关系，逐步剖析功、热量以及内能三者之间的关系，引出了热力学第一定律以及能量守恒定律的内容（能量守恒定律在人教版必修2第七章第10节已学习，因此并未在本课的设计范围内）。在学习了守恒律后，学生能够通过学习热力学第二定律来了解自然过程的不可逆性，认识自然界的一切自发过程都是朝着熵增大的方向进行的这一规律。
2、气体状态变化与物理量对应方法
（1）绝热过程：过程是绝热的,则Q=0,W=ΔU,外界对系统做的功等于系统内能的增加。
（2）等容过程：无做功过程,即W=0,则Q=ΔU,系统吸收的热量等于系统内能的增加。
（3）等温过程：在过程的始末状态,系统的内能不变,即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q,表示吸收的热量全部用来做功或外界对气体所做的功全部转换为热量放出。
科学思维
会用 解决一些简单的问题。了解建立热力学第一定律的历史过程、事实依据以及科学方法。通过教材中J.R.迈尔船医的故事让学生对创造性思维中最活跃因素——“猜想与假设”有一定的启发。锻炼学生能从抽象公式内化为思维从而解释生活中现象的能力，让学生能够学以致用。
科学探究
通过独立分析和思考，理解W、Q、ΔU正负号的意义。能将其运用到生活实际，结合自身体会，理解能量守恒定律。从实际出发体会永动机的不可能性。
科学态度与责任
高三物理上册《热力学第一定律》教案、教学设计
3.引导学生运用符号表示法进行热力学第一定律的描述，培养学生的符号意识。
4.注重理论与实践相结合，让学生在实际问题中运用热力学第一定律，提高学生的应用能力。
三、教学重难点和教学设想
（一）教学重难点
1.理解热力学第一定律的本质，掌握内能、热量、功三种能量形式之间的转化关系。
2.知识回顾，温故知新：在教学热力学第一定律之前，先引导学生复习能量守恒定律，为学习新知识打下基础。
教学活动：让学生回顾能量守恒定律的内容，举例说明其在物理学中的应用。
3.实践操作，直观感知：通过实验和观察，让学生直观地感受热力学第一定律所描述的能量转化过程。
教学活动：进行热力学实验，如等压过程、等温过程等，让学生观察并记录实验数据。
4.能够运用热力学第一定律解决一些简单的热力学问题，如等压过程、等温过程等。
（二）过程与方法
1.观察、实验：通过观察热现象，进行实验，培养学生对热力学现象的感知能力。
2.分析、归纳：引导学生运用热力学第一定律分析实际问题，培养学生的逻辑思维和分析问题的能力。
3.探究、创新：鼓励学生提出新的问题，尝试运用热力学第一定律解决，培养学生的探究精神和创新能力。
a.学生分享学习心得，总结热力学第一定律的重点和难点。
b.教师点评，强调本节课的重点知识，解答学生疑问。
c.组织学生进行课堂小结，对本节课的知识点进行梳理。
d.布置课后作业，巩固课堂所学知识，为下一节课的学习做好准备。
五、作业布置
为了巩固学生对热力学第一定律的理解，提高学生的应用能力，特布置以下作业：
4.理论学习，深入理解：引导学生学习热力学第一定律的符号表示法，深入理解各物理量的含义和关系。
《热力学第一定律 能量守恒定律 》 新人教版选修
• 解析： A选项是指不同形式的能量间的转化， 转化过程中能量是守恒的．B选项是指能量在 不同的物体间发生转移，转移过程中是守恒 的．这正好是能量守恒定律的两个方面 —— 转 化与转移．任何永动机都是不可能制成的，它 违背了能量守恒守律．所以A、B、C正确．D 选项中石子的机械能在变化，比如受空气阻力 作用，机械能可能减少，但机械能并没有消失， 能量守恒定律表明能量既不会创生，也不会消 失，故D是错的． • 答案： D
• 二、能量守恒定律的理解 • 1．能量的存在形式及相互转化 • 各种运动形式都有对应的能：机械运动对应机械能， 分子的热运动对应内能，还有诸如电磁能、化学能、 原子能等． • 各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化，例如： 利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化 学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械 能转化为内能． • 2．与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的， 例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力做功；而 能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然现象都遵 守的基本规律．
• 4．第一类永动机失败的原因分析 • 如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W， 就是说，如果系统内能减少，即U2＜U1，则W ＜0 ，系统对外做功是要以内能减少为代价的， 若想源源不断地做功，就必须使系统不断回到 初始状态，在无外界能量供给的情况下，是不 可能的．
•
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• • •
下列对能量的转化和守恒定律的认识 不正确的是( ) A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式 能量的增加 B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的 能量增加 C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的 机器——永动机是不可能制成的 D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说 明机械能消失了
高二物理选修热力学第一定律能量守恒定律教案
3. 几点说明
⑴.自然界存在着多种不同形式的运动每种运动对应着 一种形式的能量如机械运动对应机械能；分子热运动 对应内能；电磁运动对应电磁能பைடு நூலகம்
⑵.不同形式的能量之间可以相互转化摩擦可以将机械 能转化为内能；炽热电灯发光可以将电能转化为光能
3.热力学第一定律、机械能守恒定律都是能量守恒定 律的具体体现
A
A．Q1—Q2=W2—W1 C．W1=W2
B．Q1=Q2 D．Q1>Q2
点拨：整个过程的内能不变 ΔU= 0
由热力学第一定律 ΔU=W总+Q总=0
Q总= - W总
∴ Q1—Q2=W2—W1
练习4.一定量的气体吸收热量体积膨胀并对外做
功则此过程的末态与初态相比
D
A．气体内能一定增加
B．气体内能一定减小
2.热传递改变物体内能的过程是内能从一个 物体转移到另一个物体的过程
总结 能量可以由一种形式转化为另一种
形式也可以从一个物体转移到另一个物 体.
二.能量守恒定律
1. 历史过程 P54
2. 能量守恒定律
能量既不会凭空产生也不会凭空消失它只 能从一种形式转化为另一种形式或者从一个物 体转移到别的物体在转化或转移的过程中其总 量不变这就是能量守恒定律
例1.一定质量的气体在被压缩过程中外界对气体 做功300J但这一过程中气体的内能减少300J 问此过程过程中气体是吸热还是放热吸收或放 出多少热量
•解：由题意知：W=300JΔU= -300J 由ΔU=W+Q可得： Q=ΔU-W =-300J-300J= -600J Q为负表示气体放热600J
• 通过前边的学习我们知道： 1.做功改变物体内能的过程是内能和其他形 式的能的转化过程
高中物理-高二热力学第一定律能量守恒定律教案
高中物理-高二热力学第一定律能量守恒定律教案教学目标：1. 理解热力学中的能量守恒定律，即第一定律。
2. 掌握能量守恒定律的基本概念和公式。
3. 能够通过应用能量守恒定律解决实际问题。
教学重点：能量守恒定律的概念和应用。
教学难点：能量守恒定律的应用。
教学方法：讲授法、探究法、案例分析法、归纳法。
教学手段：黑板、彩色笔、PPT。
教学准备：教材、习题册、PPT课件。
教学过程：一、导入（5分钟）教师通过向学生提问开展导入环节，引导学生回顾热力学的内容，例如热和温度之间的区别，温度与热量的关系等。
二、讲授（25分钟）1. 能量守恒定律的概念教师介绍能量守恒定律的基本概念，即能量不能被创造或毁灭，只能由一种形式转化为另一种形式，能量的总量在任何时刻都保持不变。
2. 能量守恒定律的公式教师通过示意图展示能量守恒定律的公式：$\Delta E=\DeltaQ-\Delta W$，其中$\Delta E$表示系统内部能量的变化量，$\Delta Q$表示系统所吸收的热量，$\Delta W$表示系统所做的功；讲解各项表达式的含义和单位。
3. 能量守恒定律的应用教师通过案例分析法和归纳法，引导学生掌握能量守恒定律的应用方法和技巧。
三、练习（25分钟）教师布置若干道练习题，学生结合教师的讲解，独立或小组完成练习题，检查掌握情况。
四、总结（5分钟）教师通过提问的方式，帮助学生回顾本节课的重点内容，加强记忆。
五、作业（无）教师以巩固知识为目的，不布置任何作业。
教学反思：本节课通过讲授法和案例分析法，让学生掌握了热力学中能量守恒定律的概念和应用方法。
应用能量守恒定律解决实际问题是学生从理论角度深入了解能量守恒定律的重要手段。
教学过程中，教师还可以增加学生的动手能力，引入更多实验环节，提高学生的学习兴趣和求知欲。
高中物理第十章热力学定律热力学第一定律能量守恒定律教材梳理素材
3 热力学第一定律能量守恒定律庖丁巧解牛知识·巧学一、热力学第一定律1.热力学第一定律的研究对象研究功、热量跟内能的变化之间的定量关系.2。
热力学第一定律的表达式我们知道，做功和热传递都可以改变物体的内能.在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加ΔU=Q+W。
上式所表示的功、热量跟内能改变之间的关系，叫做热力学第一定律。
深化升华热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功、向外界散热和内能减少的情况.3.对公式ΔU=Q+W符号的规定外界对系统做功,W＞0,即W为正值;系统对外界做功，也就是外界对系统做负功，W＜0，即W为负值；外界对系统传递热量，也就是系统从外界吸收热量，Q＞0，即Q为正值;外界对系统吸收热量，也就是系统向外界放出热量，Q＜0，即Q为负值；系统内能增加，ΔU＞0，即ΔU为正值；系统内能减少,ΔU＜0，即ΔU为负值。
联想发散(1)物体与外界没有热交换时（绝热过程）：外界对物体做多少功，它的内能就增加多少，反之物体对外界做功多少,它的内能就减少多少.ΔU=W，其中ΔU表示内能的增量，内能增加，ΔU取正，内能减少，ΔU取负；W表示功，外界对物体做功,W取正,物体对外界做功，W 取负，做功的过程，物体的体积必发生变化.（2)物体与外界间没有做功时，物体从外界吸收多少热量，它的内能就增加多少；物体向外界放出多少热量，它的内能就减少多少,ΔU=Q,其中Q表示热量，物体从外界吸热,Q取正，物体向外界放热,Q取负。
二、能量守恒定律1。
不同形式的能量之间可以相互转化（1）自然界中能量的存在形式：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷在电场中具有电势能、原子核内部的运动具有原子能等等，可见，在自然界中，不同的能量形式与不同的运动形式相对应.（2）不同形式能量之间的转化：“摩擦生热”是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时,水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等.这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化,且这一转化过程是通过做功来完成的。
高中物理热力学定律教案
高中物理热力学定律教案
教学目标：
1. 理解热力学定律的基本概念和原理；
2. 掌握热力学定律在物理问题中的应用；
3. 能够运用热力学定律解决实际问题。
教学内容：
1. 热力学定律的基本概念和分类；
2. 热力学定律的具体内容和原理；
3. 热力学定律在物理问题中的应用。
教学步骤：
一、导入
通过引入一个实际生活或物理领域中的问题，引发学生对热力学定律的兴趣和好奇心。
二、讲解
1. 讲解热力学定律的基本概念和分类；
2. 介绍热力学定律的具体内容和原理；
3. 分析热力学定律在物理问题中的应用。
三、示例分析
通过实际案例或题目，引导学生运用所学知识解决问题。
四、讨论与练习
组织学生进行小组讨论或个人练习，加深对热力学定律的理解和掌握。
五、总结与应用
总结本节课所学内容，并要求学生能运用所学知识解决实际问题。
教学方法：
1. 讲授法：引导学生理解热力学定律的基本原理和内容；
2. 实践法：通过分析实际案例或进行题目练习，巩固学生的掌握程度；
3. 讨论法：组织学生分组讨论，促进思维碰撞和共同学习。
教学资源：
1. 教科书和课件；
2. 实例案例或题目；
3. 学生教材及参考书籍。
教学评价：
1. 课堂表现：主动参与讨论、提出问题等；
2. 作业完成情况：按时完成课后作业；
3. 考试成绩：检验学生对热力学定律的掌握和应用能力。
教学延伸：
学生可通过实验或实际问题，进一步巩固和应用热力学定律的知识，提高自身的综合能力和解决问题的能力。
热力学定律教案
热力学定律教案引言热力学是物理学中的一个重要分支，研究能量转化和守恒的规律。
热力学定律是热力学研究的基础，对于理解能量转化和热力学过程至关重要。
本教案将介绍热力学的三大定律：热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。
1. 热力学第一定律热力学第一定律，也称能量守恒定律，阐述了能量在一个系统中的守恒原理。
根据热力学第一定律，能量可以从一个形式转化为另一个形式，但总能量在系统封闭的条件下保持恒定。
这一定律可以用以下方程表示：$$\Delta U = Q - W$$其中，$\Delta U$代表系统内能的变化，$Q$代表系统所吸收或放出的热量，$W$代表系统所做的功。
2. 热力学第二定律热力学第二定律探讨了能量转化的方向性和不可逆性。
该定律阐明了热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，而是自然地从高温物体传递到低温物体。
热力学第二定律可以通过以下两种表述方式来描述：- 卡诺定理：任何热机的效率都不可能达到100%。
- 热力学不等式：$$\Delta S_{\text{总}} = \Delta S_{\text{系统}} + \Delta S_{\text{环境}} \geq 0$$其中，$\Delta S_{\text{总}}$代表系统和环境的总熵变，$\Delta S_{\text{系统}}$代表系统的熵变，$\Delta S_{\text{环境}}$代表环境的熵变。
3. 热力学第三定律热力学第三定律，也称为绝对零度定律，指出在绝对零度下，系统的熵值为零。
绝对零度是温度的最低限度，它是-273.15摄氏度或0开尔文。
热力学第三定律的重要性在于它提供了计算熵变的参考基准。
结论热力学定律是研究能量转化和守恒的基本规律。
热力学第一定律阐述了能量守恒的原理，热力学第二定律介绍了能量传递的方向性和不可逆性，热力学第三定律则指出了系统在绝对零度时的熵值为零。
通过了解和应用这些热力学定律，我们可以更深入地理解和分析热力学过程以及能量转化的规律。
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10、3 热力学第一定律能量守恒定律
教学目标：
1.认识物质的运动形式有多种，对应不同运动形式的运动有不同形式的能，各种形式的能在
一定条件下可以相互转化
2. 进一步掌握能的转化和守恒定律，并了解能的转化和守恒定律的意义
3．运用公式△U＝W＋Q分析有关问题并具体进行计算
知识与技能：
1、理解热力学第一定律。
2、能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题。
3、理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。
4、知道第一类永动机是不能实现的。
过程与方法：促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考，培养学生的科学探究能力。
情感态度与价值观：注重激发学生学习物理的情趣和振兴中华的使命感和责任感
重点、难点：热力学第一定律
教具：多媒体课件
课前复习
试说出下述现象中是哪种方式改变了物体的内能，属于做功方式的是，
属于热传递的是。
①搓搓手会感到手暖和些②汽油机气缸内被压缩的气体
③把手放在火炉旁取暖④物体在阳光下被晒热
⑤打气时，胎内气体温度不变升高⑥电流通过电炉丝使温度升高
⑦在阳光照射下水的温度升高⑧铁锤打铁块使铁块温度升高
⑨在炉火上的水被烧开⑩用嘴对手呵气给手取暖
说明：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，如果在一过程中既有做功又有热传递，
那么物体的内能的变化如何求？这就是今天我们要学习的《热力学第一定律能量守恒定律》。
课前预习：一定质量的气体从外界吸收了3.2×105J的热量，同时外界对气体做了1.8×105J的功，问：物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？
教学过程：
一、热力学第一定律。
1、写出热力学第一定律的文字表述。
2、写出热力学第一定律的数学表达式。
3、回答课本p54思考与讨论的问题。
总结△U，Q，W几个量取正、负的意义。
做功W 热量Q 内能的改变ΔU
取正值“+”
取负值“－”
例1.一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是（）
A.W=8×104J，ΔU =1.2×105J ，Q=4×104J
B.W=8×104J，ΔU =－1.2×105J ，Q=－2×105J
C.W=－8×104J，ΔU =1.2×105J ，Q=2×104J
D.W=－8×104J，ΔU =－1.2×105J ，Q=－4×104J
二、能量守恒定律。
1、认真阅读教材后，写出能量守恒定律的内容。
2、被恩格斯列为19世纪三大发现有哪些事件？
三、永动机不可能制成
1、什么是第一类永动机？
2、第一类永动机为什么不能制成？
例２、永动机是不可制成的，这是因为永动机 ( )
A．不符合机械能守恒定律
B．违背了能的转化和守恒定律
C．制造永动机的技术不过关
D．无法解决机械摩擦问题
课堂小结：
１、和都可以变化物体的内能，两者在变化物体的内能上是等价的。
２、应用热力学第一定律解题的一般步骤：
①、；
②、；
③、。
课堂检测
1、关于物体内能的变化，以下说法正确的是（）
A.物体吸热，内能一定增大
B.物体对外做功，内能可能增大
C.物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
D.物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变
2、根据能量守恒定律，下列说法正确的是 ( )
A．物体对外界做功2J，并从外界吸收2J的热量，则物体内能增加4J
B．外界对物体做功2J，物体从外界吸收2J热量，则物体内能增加4J
C．外界对物体做功2J，物体向外界放出2J的热量，则物体内能不变
D．物体对外界做功2J，并向外界放出2J的热量，则物体内能减少4J
3、一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，
问：物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？
达标训练：
１、自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是（）
A.秋千的机械能守恒
B.秋千的能量正在消失
C.只有动能和重力势能的相互转化
D.减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
２、下列各物体在所经历的过程中，内能增加的有 ( )
A.在光滑斜面上由静止释放而下滑的物体
B.水平飞行并射穿木块的子弹
C.在绝热的条件下被压缩的气体
D.在光滑水平面上运动的两个小球，碰撞后以共同的速度运动
３、在热力学第一定律的表达式ΔU=W+Q中关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负，下列说法中正确的是（）
A.外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为正
B.物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为负
C.物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为正
D.外界对物体做功时W为负，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为负
４、对于在一个大气压下100℃的水变成100℃的水蒸气的过程中，下列说法正确的是（）
A.水的内能增加，对外界做功，一定是吸热
B.水的内能不变，对外界做功，从外界吸热
C.水的内能减少，对外界不做功，向外界放热
D.水的内能增加，对外界做功，向外界放热
５、为使一个与外界保持良好热交换状态的物体的内能能够明显变化，以下方法可行的是（ ）
A.以较大的功率对物体做功
B. .以较小的功率对物体做功
C.该物体以较大的功率对外做功
D. 该物体以较小的功率对外做功 ６、图所示是一定质量的理想气体从状态A 经B 至C 的P —
1
V
图线，则在此过程中（ ） A.气体的内能改变 B.气体的体积增大
C.气体向外界放热
D.气体对外界做功
７、一定质量的气体，在压缩过程中外界对气体做功300J ，但这一过程中气体的内能减少了300J ，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收（或放出）多少热量？
教学反思：
P
. . . C
B A。