热学教案(第一章)
高中物理北师大版必修二《热学》教案
高中物理北师大版必修二《热学》教案引言：《热学》是高中物理必修课程的一部分，旨在通过学习热力学、热量传递和热机等内容，培养学生对热学基本概念和原理的理解与运用能力。
本教案将重点介绍《热学》的教学目标、教学重点和难点，以及具体教学内容和教学方法，帮助教师全面了解课程要求，合理安排课堂教学。
一、教学目标：通过本次教学，学生应该能够1. 理解热学的基本概念，包括热力学第一定律和第二定律；2. 掌握热量的传递方式，如传导、对流和辐射；3. 理解热机的工作原理与效率计算方法；4. 运用热学知识解决相关问题。
二、教学重点和难点：1. 教学重点：（1）热力学第一定律和第二定律的理解与应用；（2）热量传递方式的掌握和计算；（3）热机的工作原理与效率计算。
2. 教学难点：（1）对热力学第二定律的理解和应用；（2）热机设备的效率计算。
三、教学内容和教学方法：1. 教学内容：本单元主要包括以下几个部分：（1）热力学基本概念和定律；（2）热量传递方式；（3）热机的工作原理和效率计算。
2. 教学方法：（1）讲授法：通过教师的讲解，介绍热学的基本概念和定律，并简要阐述各个知识点的应用和实例。
（2）实验法：结合实际实验，让学生通过观察和测量来理解热量传递方式的特点和原理。
（3）讨论法：组织学生讨论热机工作原理和效率计算的方法，培养学生的问题解决能力和思维能力。
四、教学进度安排：本课程计划分为5个教学单元，预计每个单元的授课时间为2-3节课，具体安排如下：1. 第一单元：热力学基本概念和定律（1）教学内容：热学的发展历史、热力学基本概念、热力学第一定律和第二定律的内容;（2）教学方法：讲授法、讨论法；（3）教学时间：2节课。
2. 第二单元：热量传递方式（1）教学内容：传导、对流和辐射三种热量传递方式的原理和计算方法；（2）教学方法：实验法、讲授法；（3）教学时间：3节课。
3. 第三单元：热机的工作原理和效率计算（1）教学内容：热机的分类、热机的工作原理、效率计算等内容；（2）教学方法：实验法、讲授法、讨论法；（3）教学时间：3节课。
热力学与统计物理教案：第一章 热力学的基本规律
n mol .Van der Walls 气体：考虑分子有一定体积，气体分子活动的有效体积变为V − nb , b
为实验常数。在这种考虑下，理想气体方程修改为 P = nRT ，再考虑分子间在较远距离有 V − nb
弱的相互吸引，使得压强低于没有相互作用时的气体压强。压强的降低与粒子数密度平方成
正比，所以压强降低量为
( ) μ0 （真空磁导率）＝ 4π ×10−7 H ⋅ m−1 亨⋅ 米－1
4
( ) d W = V H ⋅ d B = μ0V H ⋅ d
H +m
=
Vd
⎛ ⎜⎜⎝
μ0 H 2
2
⎞ ⎟⎟⎠
+
μ0V
H
⋅
d
m
=
Vd
⎛ ⎜⎜⎝
μ0 H 2
2
⎞ ⎟⎟⎠
+
μ0
H
⋅
d
M
外界所作的功分为两部分，一部分用于在磁性介质内激发磁场，为第一项，第二部分为使磁
用电动力学（Landau：《连续介质电动力学》）可证明，上式对于任意形状的电介质均成立。 电容器板介质的普物证明学生可自行看懂。
D = ε0 E + P ， P 为极化强度——单位体积内的电偶极矩。
ε0 （真空介电常数） = 8.8542 ×10−12 F ⋅ m−1(法 ⋅ 米−1）
( ) ( ) dW = V E ⋅d
性介质磁化的功，为第二项。第一项与磁性介质性质无关，是磁性介质内的磁场能量，对任
何磁性介质均一样，所以，一般说磁场对磁性介质作功是指第二项。
四、电介质
设电介质处于外电场 E 中，体积为V ,压强不变，体积变化可忽略，当介质中的电位移矢量
高中物理必修一热学教案
高中物理必修一热学教案
课题：热学概念
教学目标：
1. 了解热学的基本概念和研究对象；
2. 掌握热学中常见的热力学过程及相关定律原理；
3. 能够应用所学知识解决实际问题。
教学重点和难点：
重点：热学的基本概念和热力学定律原理。
难点：理解热力学定律在实际问题中的应用。
教学准备：
1. 教材：高中物理教材《物理（必修1）》
2. 多媒体教学设备
3. 实验材料
教学过程：
一、导入（5分钟）
教师通过实例引导学生思考：为什么夏天的水热起来后会变成蒸汽？为什么有些物体感觉热，有些物体感觉冷？
二、讲解热学概念（10分钟）
1. 介绍热学的定义和研究对象；
2. 讲解热力学基本概念，如温度、热量、热容等；
3. 解释热学定律，如热传导定律、热辐射定律等。
三、展示实验（15分钟）
教师进行实验演示，让学生观察并记录实验现象，并通过实验验证热学定律原理。
四、讨论解析（10分钟）
1. 学生就实验现象展开讨论；
2. 教师指导学生运用所学知识解析实验现象。
五、练习和作业（10分钟）
教师布置相关练习题目，巩固学生对热学知识的掌握，同时布置作业，要求学生进一步拓展研究内容。
六、课堂总结（5分钟）
教师对本节课的重点内容进行总结，并提出下次课程安排。
【教学反思】
通过本节课的教学，学生对热学的基本概念有了初步了解，同时也对热力学定律有了更深入的认识。
在未来的教学中，应该进一步引导学生进行实验探究，让学生在实践中更好地理解和应用所学知识。
高中化学第一章复习教案：了解热力学基本概念和状态函数
高中化学第一章复习教案：了解热力学基本概念和状态函数。
一、热力学基本概念1.热力学系统：指以特定程度的控制，封闭的宏观物体或物质。
2.热力学第一定律：能量守恒定律。
能量不可能自行从低温物体传输到高温物体，而需要外部能量输入才能实现。
3.热力学第二定律：熵增定律。
所有封闭系统都会趋向于处于一种更加无序的状态。
4.热力学第三定律：绝对温标定律。
所有物体的熵都趋向于在绝对零度时为零。
二、状态函数状态函数是一个描述系统状态的函数，其值只取决于系统状态，而不取决于系统的过程。
1.热容：单位质量的物质在温度变化时吸收或放出的热量和温度变化之间的比值，称为该物质的热容。
常用符号为C。
2.摩尔热容：单位摩尔的物质在温度变化时吸收或放出的热量和温度变化之间的比值，称为该物质的摩尔热容。
常用符号为Cm。
3.焓：定义为系统在压力不变的情况下吸收或放出的能量，常用符号为H。
4.焓变：两个状态函数之间的差值。
5.熵：描述系统的有序程度与混乱程度，单位为焦耳/摄氏度，常用符号为S。
6.自由能：系统可做的气功或其他功与系统的温度和熵的乘积之和，常用符号为G。
三、热力学基本公式1.内能公式：ΔU=Q+W，Q为吸放热量，W为功。
2.焓公式：ΔH=Qp，在压力不变的情况下，焓变等于吸放的热量。
3.无限小热力学第二定律：dS≥0，在封闭系统中，系统的熵始终趋向于增加。
4.热力学第三定律公式：S=0，当物体的温度趋向于绝对零度时，熵趋向于零。
四、应用案例1.热容应用：在制冷空调系统中，需要知道工质的热容，从而确定其制冷性能。
2.摩尔热容应用：对于许多化学反应，需要了解反应热容以确定其热力学特性。
3.焓应用：在实际工程计算中，需要根据焓变和功的关系来计算压力、温度等重要参数。
4.熵应用：计算化学反应的平衡常数时，需要使用由熵相关数学公式得到的结果。
五、总结本教案介绍了热力学的基本概念和状态函数，通过一系列公式和案例的讲解，帮助学生巩固相关知识，为进一步学习和应用热力学知识打下坚实的基础。
中考复习教案(热学)
中考复习教案(热学)第一章：热学基础一、教学目标1. 让学生理解温度、热量和内能的概念及其关系。
2. 掌握热量传递的两种方式：传导和对流。
3. 了解热膨胀和热收缩的原理及应用。
二、教学内容1. 温度、热量和内能的概念及其关系。
2. 热量传递的两种方式：传导和对流。
3. 热膨胀和热收缩的原理及应用。
三、教学重点与难点1. 重点：温度、热量和内能的关系，热量传递的两种方式。
2. 难点：热膨胀和热收缩的原理及应用。
四、教学方法与手段1. 采用讲授法，讲解温度、热量和内能的概念及其关系。
2. 通过实验和动画演示，让学生直观地了解热量传递的两种方式。
3. 案例分析，让学生掌握热膨胀和热收缩的原理及应用。
五、教学过程1. 引入话题：讨论日常生活中的温度变化现象，引导学生思考温度、热量和内能的关系。
2. 讲解温度、热量和内能的概念及其关系。
3. 演示实验：通过实验和动画演示，让学生了解热量传递的两种方式。
4. 讲解热膨胀和热收缩的原理及应用。
5. 案例分析：分析实际生活中的热膨胀和热收缩现象，让学生巩固所学知识。
6. 课堂练习：发放练习题，检测学生对热学基础知识的掌握程度。
第二章：热传递一、教学目标1. 让学生掌握热传导、对流和辐射三种热传递方式。
2. 了解热传递过程中的热量损失。
3. 掌握热量守恒定律。
二、教学内容1. 热传导、对流和辐射三种热传递方式。
2. 热传递过程中的热量损失。
3. 热量守恒定律。
三、教学重点与难点1. 重点：热传导、对流和辐射三种热传递方式，热量守恒定律。
2. 难点：热传递过程中的热量损失。
四、教学方法与手段1. 采用讲授法，讲解热传导、对流和辐射三种热传递方式。
2. 实验演示，让学生直观地了解热传递过程中的热量损失。
3. 案例分析，让学生掌握热量守恒定律。
五、教学过程1. 复习温度、热量和内能的概念，引导学生思考热传递的方式。
2. 讲解热传导、对流和辐射三种热传递方式。
3. 演示实验：通过实验演示，让学生了解热传递过程中的热量损失。
01章_热力学第一定律
U U U (T , p ) ； U ( T , V )
； U
U ( p ,V )
如果是 U U (T , p ) 全微分式： d U
0
六、热和功
1、热（heat） 系统与环境之间因温差而传递的能量称热， 从微观上看，热是体系分子无序热运动的能量交 换。用符号Q 表示，其微小量用 Q 表示。 Q的取号：系统吸热，Q>0 系统放热，Q<0
计算Q一定要与系统与环境之间发生热交换 的过程联系在一起，系统内部的能量交换不可能 是热。 热分类：显热、潜热（恒温恒压的相变过程）、 化学热。
3、相平衡（phase equilibrium） 多相共存时，各相的组成和数量不随时间而改变
4、化学平衡（chemical equilibrium ） 反应系统中各物的数量不再随时间而改变
三、状态函数 系统的一些性质，其数值仅取决于系统所处
的状态，而与பைடு நூலகம்统的历史无关；
它的变化值仅取决于系统的始态和终态，而
热和功的取号与热力学能变化的关系 系统吸热
Q>0 环境 U >0 系统
系统放热
Q<0 U <0 W<0 对环境作功
U = Q + W
W>0 对系统作功
例1：体系由A态变化到B态，沿途径Ⅰ放热100J， 对体系做功50J，问①由A态沿途经Ⅱ到B态，体系 做功80J，则Q为多少？②如果体系再由B态沿途经 Ⅲ回到A态，得功为50J，体系是吸热还是放热， Q为多少？ Ⅱ Ⅰ A Ⅲ 系统变化框图
高中物理热学备课教案模板
高中物理热学备课教案模板一、教学目标：1. 理解热学的基本概念和热力学定律。
2. 掌握热量的传递方式和热平衡的条件。
3. 能够运用热学知识解决实际问题。
二、教学重点和难点：重点：热平衡的条件和热传递的方式。
难点：应用热学知识解决实际问题。
三、教学内容安排：1. 热学的基本概念和热力学定律。
2. 热量的传递方式和热平衡的条件。
3. 热学问题的计算和实际应用。
四、教学过程安排：第一节：热学的基本概念和热力学定律1. 师生互动，引入热学知识，让学生了解热学的研究对象和基本概念。
2. 讲解热力学定律，包括热力学第一定律和热力学第二定律的内容。
3. 练习题目，让学生掌握热力学定律的应用。
第二节：热量的传递方式和热平衡的条件1. 讲解热量的传递方式，包括导热、对流和辐射等方式。
2. 解释热平衡的条件，让学生了解热平衡是什么以及如何判断热平衡。
3. 练习题目，帮助学生掌握热量传递方式和热平衡条件的应用。
第三节：热学问题的计算和实际应用1. 案例分析，让学生运用热学知识解决实际问题。
2. 讨论热学在生活和工作中的应用，激发学生对物理学的兴趣。
3. 思考题目，让学生思考热学知识对环境保护和节能减排的重要性。
五、教学反馈及总结：1. 回顾本节课所学内容，让学生总结重点知识点。
2. 解答学生提出的问题，帮助学生消化和吸收知识。
3. 布置课外作业，巩固本节课所学内容。
六、教学资源准备：1. 教科书、课件、实验器材等教学资料。
2. 多媒体设备、投影仪等教学工具。
七、教学效果评估：1. 课堂表现评价。
2. 作业成绩评价。
3. 学生学习情况调查。
初中物理热学单元教案
初中物理热学单元教案教学目标：1. 了解热学的概念和基本原理；2. 掌握热传递的方式和热量计算；3. 理解物质的三态变化和相互转化；4. 能够运用热学知识解释生活中的现象。
教学内容：1. 热学的概念和基本原理；2. 热传递的方式和热量计算；3. 物质的三态变化和相互转化；4. 生活中的热学现象。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 引入话题：讨论冬天感觉冷的原因。
2. 学生回答：因为天气冷，温度低。
3. 教师总结：温度是表示物体的冷热程度，而热学就是研究物体温度变化和热能传递的学科。
二、热学的概念和基本原理（15分钟）1. 介绍热学的定义：热学是研究物体温度变化和热能传递的学科。
2. 讲解热能的概念：热能是指物体中大量做无规则运动的分子所具有的能量。
3. 解释温度和热能的关系：温度越高，物体内部分子的运动越剧烈，热能越大。
三、热传递的方式和热量计算（20分钟）1. 介绍热传递的方式：传导、对流和辐射。
2. 讲解热传递的条件：不同的物体或同一物体的不同部分存在着温度差。
3. 演示实验：通过实验观察热能的传递过程。
4. 讲解热量计算公式：Q=cm(t-t)，其中Q表示热量，c表示比热，m表示质量，t表示温度变化。
四、物质的三态变化和相互转化（15分钟）1. 介绍物质的三态：固态、液态和气态。
2. 讲解三态之间的相互转化：固态→液态（熔化）、液态→气态（蒸发）、气态→液态（凝固）、液态→固态（凝固）、气态→固态（升华）。
3. 演示实验：通过实验观察物质的三态变化过程。
五、生活中的热学现象（10分钟）1. 讨论生活中的热学现象，如热水袋、暖气、烹饪等。
2. 让学生举例说明热学现象的应用，并解释其原理。
六、总结和练习（10分钟）1. 教师总结本节课的重点内容，强调热学的概念、热传递方式和物质三态变化。
2. 布置练习题目，让学生巩固所学知识。
教学评价：1. 课堂讲解清晰，学生能够理解热学的概念和基本原理；2. 学生能够掌握热传递的方式和热量计算方法；3. 学生能够理解物质的三态变化和相互转化；4. 学生能够运用热学知识解释生活中的现象。
李椿 热学 教案(一)
教学目标：1. 了解热学的基本概念和原理2. 掌握热学中的重要公式和计算方法3. 能够应用热学知识解决实际问题教学重点和难点：重点：热学的基本概念、热力学定律、热力学过程和热力学系统等内容。
难点：热力学定律的理解和应用、热力学过程中的能量转化和热力学效率等概念的把握。
教学准备：1. 教师准备：熟悉相关知识，准备教学课件和实验材料。
2. 学生准备：预习相关知识，准备参与课堂讨论和实验操作。
教学过程：1. 引入热学概念通过实际例子引入热学的概念，让学生了解热学在日常生活和工程领域中的重要性和应用。
2. 热力学定律介绍热力学定律的基本原理，包括热力学第一定律和热力学第二定律，引导学生理解能量守恒和熵增加原理。
3. 热力学过程讲解等温过程、绝热过程、等容过程和等压过程等热力学过程的特点和计算方法，引导学生掌握热力学过程中的能量转化和热力学效率等概念。
4. 热力学系统介绍封闭系统、开放系统和孤立系统等热力学系统的特点和应用，引导学生理解系统与环境之间的能量交换和热力学平衡状态。
5. 实验操作进行与热学相关的实验操作，让学生通过实际操作和数据分析加深对热学知识的理解和应用。
6. 案例分析通过实际案例分析，引导学生应用热学知识解决实际问题，培养学生的综合分析和问题解决能力。
7. 总结回顾对本节课的重点内容进行总结回顾，梳理知识框架，强化学生对热学知识的掌握和应用能力。
教学方式：1. 教师讲授：通过讲解和示范引导学生理解热学知识。
2. 学生讨论：组织学生进行讨论和互动，激发学生学习兴趣和思维能力。
3. 实验操作：进行与热学相关的实验操作，加深学生对热学知识的理解和应用。
教学手段：1. 多媒体课件：利用多媒体课件辅助教学，呈现图文并茂的热学知识，使学生视觉和听觉得到双重刺激。
2. 实验设备：准备与热学相关的实验设备，让学生通过实际操作感受热学知识。
3. 教学实例：准备多个与生活和工程实际应用相关的教学实例，让学生在案例分析中加深对热学知识的理解和运用。
化工热力学教案
化工热力学教案一、教学目标：1.了解热力学的基本概念和基本定律；2.掌握热力学的基本计算方法；3.能够运用热力学知识解决工程问题；4.培养学生的热力学分析和解决问题的能力。
二、教学重点：1.热力学基本概念的理解；2.热力学基本定律的掌握；3.热力学计算方法的熟练运用。
三、教学难点：1.热力学的基本定律的理解和掌握；2.热力学计算方法的运用能力培养。
四、教学内容：第一章热力学基本概念1.1热力学的发展与应用1.2热力学的基本概念1.3系统与界面1.4热平衡与热力学状态1.5热力学性质和过程第二章热力学基本定律2.1能量守恒定律2.2熵增大定律2.3焓守恒定律2.4物质守恒定律第三章理想气体3.1理想气体的基本特性3.2理想气体状态方程3.3理想气体定容热容和定压热容3.4理想气体的热力学过程第四章热力学循环4.1热力学循环的基本概念4.2卡诺循环4.3蒸汽动力循环第五章绝热过程与绝热流体5.1绝热过程的特点5.2绝热过程的计算方法5.3绝热流体的特性五、教学方法：1.讲授：通过教师的讲解，向学生传达热力学的基本概念、基本定律和计算方法；2.讨论：引导学生积极参与课堂讨论，进一步加深对热力学的理解；3.实验：组织学生参与相关实验，提高实践能力和动手能力；4.作业：布置课后作业，巩固和扩展学生的知识。
六、教学评价：1.平时表现：包括参与讨论、实验操作和作业情况；2.期中考试：对学生对热力学基本概念、基本定律和计算方法的掌握情况进行考核；3.期末考试：对学生全面的热力学知识进行考核。
七、教学资源：1.教材：《化工热力学教程》陈新志版；2.多媒体设备：投影仪、电脑等；3.实验仪器：热力学实验设备。
八、教学进度：第一章热力学基本概念：2周第二章热力学基本定律：2周第三章理想气体：2周第四章热力学循环：2周第五章绝热过程与绝热流体：2周复习与总结：1周期中考试：1周总复习与期末考试：1周九、教学反馈：根据学生的学习情况和反馈意见，及时调整教学方法和内容，提高教学质量。
第1章 热力学基本原理-第二定律(6)
V
1.7 热力学第二定律的文字表述
寻找文字说法: 自发过程
Ⅰ
Ⅱ
假定有条件1 自发过程
不自发过程 则：条件1 是不可能的。
热力学第二定律从经验上总结出多种“‥ ‥ ‥是不可能的”说法。
1.7 热力学第二定律的文字表述
1.7.2. 热力学第二定律的文字表述
克劳修斯（Clausius）的说法：“不可能把热从低温物体传 到高温物体，而不引起其它变化。”
1.9 熵函数
1.9.1.熵的定义
任意可逆循环可以用无限多个微小卡诺可逆循环代替
1.9 熵函数
任意可逆循环的热温商 用相同的方法把任意可逆 循环分成许多首尾连接的小卡 诺循环，前一个循环的等温可 逆膨胀线就是下一个循环的绝 热可逆压缩线，如图所示的虚 线部分，这样两个过程的功恰 好抵消。 从而使众多小卡诺循环的总效应与任意可逆循环 的封闭曲线相当，所以任意可逆循环的热温商的加和 等于零，或它的环程积分等于零。
S
1 2
2
1
Qr S T
>不可逆 =可逆 > 不可逆 = 可逆
Q
T
1.克劳修斯不等式 2.热力学第二定律 数学表达式
dS
Q
T
1.9 熵函数
Clausius 不等式的意义： Clsusius 不等式引进的不等号，在热力学上可以作 为变化方向与限度的判据。
Q dS T
> 不可逆过程，不违反第二定律 = 可逆过程 < 不存在过程，违反第二定律
1.8 卡诺循环和卡诺定理
不可逆循环的热温商：
Q1 Q2 Q2 ir 1 Q1 Q1
Q2 T2 所以 1 1 Q1 T1
r
中考复习教案(热学)
中考复习教案(热学)第一章：热学基础一、教学目标：1. 让学生掌握热学的概念和基本原理。
2. 使学生了解热学在实际生活中的应用。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
二、教学内容：1. 热学的定义和意义。
2. 温度、热量和内能的概念及其关系。
3. 热传导、对流和辐射的原理。
4. 热学在生活中的应用实例。
三、教学重点与难点：1. 热学的概念和基本原理的理解。
2. 热传导、对流和辐射的原理及其区别。
3. 热学在实际生活中的应用。
四、教学方法：1. 采用讲授法讲解热学的基本概念和原理。
2. 利用实验法和观察法让学生了解热学的应用。
3. 进行小组讨论，引导学生思考热学在生活中的实际意义。
五、教学步骤：1. 引入热学的概念，讲解其定义和意义。
2. 讲解温度、热量和内能的概念及其关系。
3. 通过实验演示热传导、对流和辐射的原理。
4. 分析热学在生活中的应用实例，如热传递在烹饪中的应用。
5. 进行小组讨论，让学生提出生活中的热学现象，并互相交流。
六、课后作业：1. 复习热学的基本概念和原理。
2. 思考并记录生活中的热学现象，准备进行课堂分享。
第二章：热传递一、教学目标：1. 让学生理解热传递的原理和方式。
2. 培养学生的实验操作能力和数据分析能力。
二、教学内容：1. 热传递的定义和意义。
2. 热传导、对流和辐射的原理和特点。
3. 热传递的数学表达式和计算方法。
三、教学重点与难点：1. 热传递的原理和方式的掌握。
2. 热传递的数学表达式和计算方法的运用。
四、教学方法：1. 采用讲授法讲解热传递的原理和方式。
2. 利用实验法和数据分析法让学生了解热传递的计算方法。
五、教学步骤：1. 引入热传递的概念，讲解其定义和意义。
2. 讲解热传导、对流和辐射的原理和特点。
3. 通过实验演示热传递的现象，并收集数据。
4. 引导学生运用热传递的数学表达式进行计算。
5. 进行小组讨论，让学生提出热传递的实际应用问题，并互相交流。
热学教案1
例子:水银温度计.(显示如何制定温标、线性分度) 假设0度时h0,100度时h1. a*h0+b=0 a*h1+b=100. a=100/(h1-h0),b=-h0*100/(h1-h0).
21
热力学温标: 热力学温标 1)绝对温标. 2)在理想气体温标适用的范围内,和理想气体温标等价. 3)单位是K,开尔文. 一些温标的转换关系 t T 摄氏度和绝对温度的关系: 0C = K − 273.15
近似、重视主要矛盾的处理) 1 理想气体模型 (近似、重视主要矛盾的处理) 1） 分子线度可以忽略，分子被看成质点。 6 证据：标准状况下，1立方米的分子数：.02 ×1023 /(22.4 ×10 −3 ) n0 = 2.7 ×10 25 。 1/ 3 −9 L • 标准状况下分子间平均距离： = (1 / n0 ) = 3.3 ×10 m 3 M = 28 ×10 −3 28× 液体氮的数据：密度 ρ = 0.8 ×10 ，摩尔质量 分子数密度(单位体积的分子数 )：n 一个分子的体积：1/n • 分子半径： 4 πr 3 = 1 / n r = 2.4 ×10 −10 m 3
2 温标 温标:确定温度数值的一套标准,规则. 温标和温度计的区别? 经验温标: 3要素.测温属性(h), 固定点,分度. 经验温标 分度: 测温属性和温度数值的关系。一般采取线性分度. T=ah+b 特点：依赖于测温物质 理想气体温标: 特殊的经验温标---理想气体 理想气体温标 等容理想气体温标. 分度 PV=nRT,单位是K,开尔文(温标的国际 单位). 固定点:纯水的三相点的温度规定为273.16K.此时压强为P0. P0*V=nR273.16., T=273.16*P/P0. (P0 0) 特点：不依赖于测温物质
2024年物理课程革新：热学与教学实践教案
2024年物理课程革新：热学与教学实践教案第一章：热学基础1.1 温度与热量1. 介绍温度的概念及其在热学中的重要性。
2. 解释热量是如何在物体之间传递的。
3. 探讨热量与温度的关系，并引入热量传递的机制。
1.2 热力学第一定律1. 介绍热力学第一定律的内容和意义。
2. 通过实验和案例分析，解释能量守恒定律在热学中的应用。
3. 探讨热量和功的关系，并引导学生进行相关实验。
第二章：热传导2.1 傅里叶定律1. 介绍傅里叶定律及其在热传导中的作用。
2. 解释热传导的机制和影响因素。
3. 通过实验和问题解决，让学生理解热传导的数学表达式。
2.2 对流1. 介绍对流的概念及其在热传导中的重要性。
2. 解释对流的机制和影响因素。
3. 探讨对流与热传导的关系，并引导学生进行相关实验。
第三章：热辐射3.1 斯蒂芬-玻尔兹曼定律1. 介绍斯蒂芬-玻尔兹曼定律及其在热辐射中的作用。
2. 解释黑体辐射的概念和特性。
3. 通过实验和问题解决，让学生理解热辐射的数学表达式。
3.2 热辐射的吸收和反射1. 探讨热辐射的吸收和反射规律。
2. 分析不同材料对热辐射的吸收和反射特性。
3. 引导学生进行相关实验，观察和测量热辐射的吸收和反射现象。
第四章：热力学第二定律4.1 熵的概念1. 介绍熵的概念及其在热力学中的重要性。
2. 解释熵增加的原理和熵减小的条件。
3. 通过案例分析和实验，让学生理解熵的变化与热力学过程的关系。
4.2 热力学第二定律的表述1. 探讨热力学第二定律的不同表述方式。
2. 分析热力学第二定律在实际应用中的意义。
3. 引导学生进行相关实验，观察和验证热力学第二定律的现象。
第五章：热机与制冷5.1 热机的原理与效率1. 介绍热机的概念及其工作原理。
2. 解释热机的效率及其影响因素。
3. 通过案例分析和实验，让学生理解热机的工作过程和效率计算。
5.2 制冷与空调1. 介绍制冷和空调的原理及其在现代生活中的应用。
热学知识教案：教你认识热力学基本概念
热学知识教案：教你认识热力学基本概念第一章：引言1.1 教学目标让学生了解热学的重要性激发学生对热力学基本概念的兴趣1.2 教学内容热学的定义和重要性热力学基本概念的概述1.3 教学方法讲授法：讲解热学的定义和重要性讨论法：引导学生讨论热力学基本概念的概述第二章：温度2.1 教学目标让学生理解温度的概念和计量单位让学生了解温度的影响因素2.2 教学内容温度的定义和计量单位（摄氏度、开尔文、华氏度）温度的影响因素（分子运动、热量传递）2.3 教学方法讲授法：讲解温度的定义和计量单位实验法：进行温度计的演示实验，让学生观察和理解温度的影响因素第三章：热量3.1 教学目标让学生了解热量的概念和计量单位让学生掌握热量的传递方式3.2 教学内容热量的定义和计量单位（焦耳、卡路里）热量的传递方式（传导、对流、辐射）3.3 教学方法讲授法：讲解热量的定义和计量单位实验法：进行热量传递的演示实验，让学生观察和理解热量的传递方式第四章：能量守恒定律4.1 教学目标让学生理解能量守恒定律的概念和原理让学生掌握能量守恒定律的应用4.2 教学内容能量守恒定律的定义和原理能量守恒定律的应用（机械能、热能的转化）4.3 教学方法讲授法：讲解能量守恒定律的定义和原理举例法：通过实际例子讲解能量守恒定律的应用第五章：熵增定律5.1 教学目标让学生了解熵增定律的概念和原理让学生理解熵增定律在自然界中的应用5.2 教学内容熵增定律的定义和原理熵增定律在自然界中的应用（热力学第二定律）5.3 教学方法讲授法：讲解熵增定律的定义和原理讨论法：引导学生讨论熵增定律在自然界中的应用第六章：热力学第一定律6.1 教学目标让学生理解热力学第一定律的概念和表述让学生掌握热力学第一定律的应用6.2 教学内容热力学第一定律的定义和表述（能量守恒定律的扩展）热力学第一定律的应用（工作与热量传递的关系）6.3 教学方法讲授法：讲解热力学第一定律的定义和表述例题法：通过具体例题展示热力学第一定律的应用第七章：热力学第二定律7.1 教学目标让学生理解热力学第二定律的概念和表述让学生掌握热力学第二定律的实际意义7.2 教学内容热力学第二定律的定义和表述（熵增定律）热力学第二定律的实际意义（能量转化的方向和效率）7.3 教学方法讲授法：讲解热力学第二定律的定义和表述讨论法：引导学生讨论热力学第二定律的实际意义第八章：热力学第三定律8.1 教学目标让学生了解热力学第三定律的概念和表述让学生理解热力学第三定律的作用8.2 教学内容热力学第三定律的定义和表述（绝对零度的不可达到性）热力学第三定律的作用（温度的测量和热力学温标）8.3 教学方法讲授法：讲解热力学第三定律的定义和表述实验法：进行温度的测量实验，让学生理解热力学第三定律的作用第九章：热力学循环9.1 教学目标让学生理解热力学循环的概念和特点让学生掌握热力学循环的应用9.2 教学内容热力学循环的定义和特点（可逆循环和不可逆循环）热力学循环的应用（热机和制冷机）9.3 教学方法讲授法：讲解热力学循环的定义和特点举例法：通过实际例子展示热力学循环的应用第十章：热力学应用实例10.1 教学目标让学生了解热力学在实际生活中的应用激发学生对热力学应用的兴趣10.2 教学内容热力学在实际生活中的应用实例（热力学在工程、环境、医疗等领域的应用）热力学在科学研究中的重要性10.3 教学方法讲授法：讲解热力学在实际生活中的应用实例讨论法：引导学生讨论热力学在科学研究中的重要性第十一章：热传导11.1 教学目标让学生理解热传导的概念和机制让学生掌握热传导的数学表达和计算方法11.2 教学内容热传导的定义和机制热传导的数学表达（傅里叶定律）热传导的计算方法（稳态和非稳态热传导）11.3 教学方法讲授法：讲解热传导的定义和机制公式法：引导学生理解和应用热传导的数学表达练习法：让学生通过习题练习热传导的计算方法第十二章：对流12.1 教学目标让学生理解对流的概念和类型让学生掌握对流的热传递规律12.2 教学内容对流的定义和类型（自然对流和强制对流）对流的热传递规律（努塞尔特数和雷诺数）12.3 教学方法讲授法：讲解对流的定义和类型公式法：引导学生理解和应用对流的热传递规律动画演示：通过动画演示对流的热传递过程第十三章：辐射13.1 教学目标让学生理解热辐射的概念和特性让学生掌握热辐射的计算和应用13.2 教学内容热辐射的定义和特性（黑体辐射和实际物体的辐射）热辐射的计算（斯特藩-玻尔兹曼定律）热辐射的应用（热像仪和红外热成像）13.3 教学方法讲授法：讲解热辐射的定义和特性公式法：引导学生理解和应用热辐射的计算实物演示：通过实物演示热辐射的应用第十四章：热力学在工程中的应用14.1 教学目标让学生了解热力学在工程领域的应用激发学生对热力学工程应用的兴趣14.2 教学内容热力学在热机和制冷系统中的应用热力学在能源转换和环境保护中的应用14.3 教学方法讲授法：讲解热力学在工程中的应用实例案例分析：分析具体的热力学工程应用案例第十五章：总结与展望15.1 教学目标让学生总结热力学基本概念的学习内容激发学生对热力学未来发展的兴趣15.2 教学内容学生总结热力学基本概念的学习内容展望热力学未来的发展趋势和应用前景15.3 教学方法总结法：让学生通过小组讨论总结热力学基本概念的学习内容展望法：引导学生思考热力学的未来发展前景重点和难点解析本文主要介绍了热力学基本概念，包括温度、热量、能量守恒定律、熵增定律、热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律、热力学循环、热学应用实例等。
第1章 热力学基本原理(4)..
V=V2V1≈0
W≈0, Q≈ U , U≈H=nHm （2）对于始态为凝聚相，末态为气相的恒温恒压相变过程， 有： V=V2V1≈ V2=Vg W＝ p V ≈ pVg = nRT Qp= H U = Q+W = H nRT
1.5 热力学第一定律对化学反应的应用—热化学 等压热与等容热的关系： （1）凝聚体态反应可视为近似等容和等压过程，所以 等压热近似等于等容热；Qp ≈ QV
（2）有气体参加或生成的反应，由同一始态经等压或
等容过程，到达不同的终态，所以等压热一般不
等于等容热。如果将气体视为理想气体，则二者
的关系为：
r H 2
生成物
T1 p2V1
1.5 热力学第一定律对化学反应的应用—热化学
r H1 r H 2 r H 3 rU 2 ( pV ) 2 r H3
对于理想气体， 反应物 (1)等压 r H1 Q p
r H3 0, ( pV )2 nRT
W P环境 dV； 体积功：
储备知识 热容： C p,m a bT cT 2 dT 3 可逆过程：恒温可逆，绝热可逆 化学反应中的应用 化学反应理论计算数值 化学反应实际数值
前 节 内 容
理想气体 U = f (T) H = f (T)
p
T1 绝 恒 温 T2 =T1 热
等压热效应 Q p 反应在等压下进行所产生的热效应 为Q p，如果不作非膨胀功，则 Qp r H 。 等容热效应 QV 反应在等容下进行所产生的热效 应为 QV ,如果不作非膨胀功， QV rU ,氧弹量热计中 测定的是 QV 。
大学物理热力学基础教案
一、大学物理热力学基础教案二、章节名称：第一章热力学基本概念三、教学目标：1. 理解热力学系统的定义和分类。
2. 掌握温度、热量和内能的概念及其相互关系。
3. 理解状态量和状态方程的含义。
4. 掌握热力学第一定律的表达式及应用。
四、教学内容：1. 热力学系统的定义和分类。
2. 温度、热量和内能的概念及其相互关系。
3. 状态量和状态方程的含义。
4. 热力学第一定律的表达式及应用。
五、教学方法：1. 采用多媒体课件进行讲解，结合实例进行阐述。
2. 引导学生通过思考、讨论和实验来加深对热力学基本概念的理解。
3. 利用课后习题和小组讨论巩固所学知识。
六、教学评估：1. 课堂提问和讨论，了解学生对热力学基本概念的理解程度。
2. 课后习题，检查学生对热力学第一定律的应用能力。
3. 小组讨论，评估学生在团队合作中解决问题的能力。
七、教学资源：1. 多媒体课件。
2. 教材《大学物理》。
3. 课后习题和案例分析。
八、教学步骤：1. 引入热力学系统的概念，引导学生思考热力学系统的基本特征。
2. 讲解温度、热量和内能的概念，并通过实例阐述它们之间的关系。
3. 介绍状态量和状态方程的含义，引导学生理解状态方程的重要性。
4. 讲解热力学第一定律的表达式，并结合实例进行解释和应用。
九、课堂练习：1. 选择题：判断题和填空题，考察学生对热力学基本概念的理解。
2. 计算题：应用热力学第一定律解决实际问题。
十、课后作业：1. 阅读教材，加深对热力学基本概念的理解。
2. 完成课后习题，巩固所学知识。
3. 参与小组讨论，共同解决问题。
六、大学物理热力学基础教案七、章节名称：第二章热力学第一定律八、教学目标：1. 掌握热力学第一定律的表述和数学形式。
2. 理解能量守恒定律在热力学中的应用。
3. 学会运用热力学第一定律解决实际问题。
九、教学内容：1. 热力学第一定律的表述和数学形式。
2. 能量守恒定律在热力学中的应用。
3. 运用热力学第一定律解决实际问题。
第一章热力学第一定律13112
p2 V1
阴影面积代表We',3
p2V2
V2 V
可逆压缩
水
始
p2 pe pi dp
态
V2
p
p1V1
功与变化的途径有关 p1
在定温下，可逆膨胀，
系统对环境作最大功； p2
可逆压缩，环境对系统
V1
作最小功。
p1
终 态
V1
阴影面积代表We',3
p2V2
V2 V
可逆过程（reversible process）
U(a)= U(b)
U(a) = Qa + Wa = Qa = 25 kJ U(b) = Qb + Wb=25 kJ, 20 kJ + Wb = 25 kJ Wb = 5 kJ
热力学第一定律的文字表述
热力学第一定律是能量守恒与转化定律在热现 象领域内所具有的特殊形式，说明热力学能、热和 功之间可以相互转化，但总的能量不变。
(2) 克服外压为 pe ，体积从 V ' 膨胀到 V2 。
We,3 -P（e V -V1） - Pe(V2 -V ） p
所作的功等于2次作
p1
功的加和。
可见，外压差距越小， p '
膨胀次数越多，做的功也
p2
越多。
p1V1 V1
p 'V ' V'
p2V2
V2 V
3. 外压比内压小一个无穷小的值 外压相当于一杯水，水不断蒸发，这样的膨胀 过程是无限缓慢的，每一步都接近于平衡态。所作 的功为：
§1.3 热力学第一定律
Joule（焦耳）和 Mayer（迈耶尔)自1840年 起，历经20多年，用各种实验求证热和功的转 换关系，得到的结果是一致的。
第1章 热力学的基本规律-教案
热力学与统计物理课程教案导言一、热力学与统计物理的研究任务、方法与特点1、研究任务：研究热运动的规律，研究与热运动有关的物性及宏观物质系统的演化。
2、研究方法：（1）、热力学方法（2）、统计物理学方法3、特点：（1）热力学是热运动的宏观理论，它以几个基本规律为基础，应用数学方法，通过逻辑演绎可以得出物质各种宏观性质之间的关系、宏观过程进行的方向和限度等结论。
优点：具有高度的可靠性和普遍性。
局限性：根据热力学理论不可能导出具体物质的特性。
此外，热力学理论不考虑物质的微观结构，把物质看成连续体，用连续函数表达物质的性质，因此不能解释涨落现象。
（2）统计物理是热运动的微观理论，从宏观物质系统是由大量微观粒子所构成这一事实出发，认为物质的宏观性质是大量微观粒子性质的集体表现，宏观物理量是微观物理量的统计平均值。
优点：能深入到热运动的本质，可以解释涨落现象。
在对物质的微观结构作出假设之后，应用统计物理学理论还可以求得具体物质的特性。
局限性：由于对物质的微观结构所作的往往只是简化的模型假设，所得的理论结果也就往往是近似的。
二、热力学与统计物理学的演变（1）热力学1824年，卡诺：卡诺定理19世纪40年代，迈耶、焦耳、亥母赫兹：热力学第一定律，即能量转换与守恒定律19世纪50年代，开尔文、克劳修斯：热力学第二定律，即熵增加原理20世纪初，能斯特：热力学第三定律，即绝对零度不能达到原理（2）吉布斯：系综理论（3）非平衡态热力学第一章热力学的基本规律1.1 热力学系统的平衡状态及其描述一、热力学系统及其分类1、热力学系统：由大量微观粒子组成的宏观物质系统。
2、系统分类(1) 根据系统与外界相互作用的情况，可作以下区分：孤立系：与其它物体没有任何相互作用的系统。
闭系：与外界有能量交换，但没有物质交换的系统。
开系：与外界既有能量交换，又有物质交换的系统。
(2) 单相系与复相系单相系：系统中各部分的性质完全一样。
复相系：系统可分成若干均匀的部分。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第1章
导论
(3)孤立系统：与外界不发生物质或能量交换 的系统。 (4)封闭系统：不与外界发生物质交换的系统。 (5)开放系统：与外界既有物质交换，又有能 量交换的系统。 2.热力学系统的宏观描述与微观描述 (1)热现象的分类
2010级物理学专业
第1章
导论
宏观现象：有大量微观粒子组成的系统在总体 上所表现出来的现象（膨胀、相变） 微观现象：指原子、分子等微观粒子所发生的 现象（分子无规则运动、碰撞等） (2)宏观量：描述系统宏观性质的物理量。 (3)微观量：描述粒子微观性质的物理量。 (4)宏观描述：用宏观量描述系统状态的方法。 对应于热力学
2010级物理学专业
第1章
导论
1.2.2 平衡态与非平衡态 1.平衡态：在不受外界条件影响下，经过足够 长时间后系统必将达到一个宏观上看来不随时 间变化的状态。 2.注意： (1)不受外界条件影响是一个必备的条件。 (2)处于平衡态的系统，从微观的角度来讲， 还是存在随时间的变化。
2010级物理学专业
导论
(2)满足力学平衡条件：系统内部各部分之间、 系统与外界之间应达到力学平衡，这一般反应 P P0 为压强处处相等。 (3)满足化学平衡条件：在无外场作用下系统 各部分的化学组成应处处相同。 0 2.涨落：在平衡状态下，出现局部不平衡的现 象。 3.注意：
2010级物理学专业
第1章
热力学的局限性：
导论
A只适用于粒子数很多的宏观系统； B主要研究物质在平衡态下的性质，不能解 答系统如何从非平衡态进入平衡态的过程； C把物质作为连续体，不考虑物质的微观结 构。
2010级物理学专业
第1章
导论
(5)微观描述：用微观量描述系统状态的方法。 对应于统计物理学 3.热学的宏观理论和微观理论
第1章
导论
3.非平衡态：状态随时间变化。 4.平衡态和非平衡态的判断依据：是否存在热 流和粒子流。因为存在热流和粒子流意味着系 统的状态变化或系统受到外界的影响。 1.2.3 热力学平衡 1.热力学系统平衡条件 (1)满足热学平衡条件：系统内部的温度处处 相等。 T T0
2010级物理学专业
第1章
2010级物理学专业
第1章
导论
4.本书内容 (1)热力学基础 (2)统计物理学的初步知识 (3)液体、固体、相变等物性学方面的基本知 识
2010级物理学专业
第1章
导论
1.2 热力学系统的平衡态 1.2.1 热力学系统 1.热力学参量：与系统内部状态有关的宏观物 理量，主要有压强、体积、温度，这也称之 为热力学坐标。
2010级物理学专业
第1章
导论
1.1.2 宏观描述方法与微观描述方法 热力学：研究热现象宏观规律的科学。 1.热力学系统 (1)热力学系统:在热学中，被确定为研究对象 的物体或物体系（由大量微观粒子组成）
(2)外界：在系统边界外部与系统发生相互作 用，从而对系统的状态直接产生影响的物质。
2010级物理学专业
(1)热力学：根据由观察和实验所总结出的宏 观热现象所遵循的基本定律，用严密的逻辑 推理方法研究系统的热学性质。属于宏观描 述理论。
2010级物理学专业
第1章
导论
(2)统计物理学：从组成物质的分子、原子的 运动和他们之间的相互作用出发，依据各个粒 子所遵循的力学规律，用统计的方法阐明系统 的热力学性质，认为宏观量是微观量的统计平 均。属于微观描述理论。
2010级物理学专业
第1章
导论
描述方法：宏观描述、微观描述。 1.热现象：一切与温度有关的物理现象的统称 。
例：膨胀、水和冰的转化、钢的硬度变 化、导体变热电阻增大、传导、对流、辐射等。
2.热运动：宏观物质以热现象为主要标志的运 动形态。
2010级物理学专业
第1章
导论
3.热运动与其它运动形式之间的联系： 主要表现在形态之间的相互转化。 4.热学研究内容 物质的热运动以及热运动与其它运动形 态之间的转化规律的科学。
2010级物理学专业
热学学习内容 第1章 导论
第二章 分子动理论的平衡态理论 §2.1 分子动理学与统计物理学; §2.2 概率论的基本知识 §2.3 麦克斯韦速率分布 §2.4 麦克斯韦速度分布 §2.5 气体分子碰壁数及其应用 §2.6 外力场中自由粒子分布 玻尔兹曼分布 §2.7 能量均分定理
2010级物理学专业
热学学习内容 第1章 导论
第四章 热力学第一定律 §4.1 可逆与不可逆过程 §4.2 功和热量 §4.3 热力学第一定律 §4.4 热容与焓 §4.5 第一定律对气体的应用 §4.6 热机
2010级物理学专业
热学学习内容 第1章 导论
第五章 热力学第二定律与熵 §5.1第二定律的表述及其实质 §5.2 卡诺定理
2010级物理学专业
热学研究内容及应用 第1章 导论
1.热学研究内容 热学是研究与热有关的物理现象的科学 2.典型实例 实例1，热机 实例2，真空发动机
2010级物理学专业
热学学习内容 第1章 导论
第一章 导论 §1.1 宏观描述方法与微观描述方法 §1.2 热力学系统平衡态 §1.3 温度与温度计 §1.4 物态方程 §1.5 物质的微观模型 §1.6 理想气体微观描述的初级理论 §1.7 分子间作用力势能与真实气体物态方程
2010级物理学专业
热学学习内容 第1章 导论
第三章 输运现象宏观规律与分子动理论的非平衡态理论 §3.1 黏性现象的宏观规律 §3.2 扩散现象的宏观规律 ---菲克定律 §3.3 输运现象宏观规律 §3.5 对流传热 §3.6 气体分子平均自由程 §3.7 气体分子碰撞的概率分布 §3.8 气体输运系数的导出 §3.9 稀薄气体输运过程
§5.3 熵与熵增加原理
2010级物理学专业
热学学习内容 第1章 导论
第六章 液态 §6.1固体 §6.2液体 §6.3液体的表面现象 第七章 相变（不讲） §7.1 气液相变 §7.2 固——液、固——气相变, 相图
20பைடு நூலகம்0级物理学专业
第1章
导论
1.1 宏观描述方法与微观描述方法 1.1.1 热学的研究对象及其特点 经典物理的四大支柱： 力学、热学、电磁学、光学 研究对象：由大量微观粒子组成的系统。 研究对象的特点：系统的宏观性质是相应微 观量的统计平均值。