热力学第一定律教案
高中物理热力学第一定律教案设计
高中物理热力学第一定律教案设计一、教学目标：1. 让学生理解热力学第一定律的概念，掌握能量守恒定律在热力学中的应用。
2. 培养学生运用热力学第一定律分析和解决实际问题的能力。
3. 引导学生通过观察、实验和思考，培养科学探究和团队合作精神。
二、教学内容：1. 热力学第一定律的表述和意义。
2. 内能的概念及其与热量、功的关系。
3. 能量守恒定律在热力学中的应用。
4. 热力学第一定律在实际问题中的运用。
三、教学重点与难点：1. 热力学第一定律的表述和意义。
2. 内能的概念及其与热量、功的关系。
3. 能量守恒定律在热力学中的应用。
四、教学方法：1. 采用问题驱动法，引导学生通过观察、实验和思考，探究热力学第一定律。
2. 利用案例分析法，分析实际问题中热力学第一定律的应用。
3. 采用小组讨论法，培养学生的团队合作精神。
五、教学过程：1. 导入：通过生活中的实例，引导学生关注能量守恒现象，激发学生的学习兴趣。
2. 新课导入：介绍热力学第一定律的概念和表述，讲解内能的概念及其与热量、功的关系。
3. 案例分析：分析实际问题中热力学第一定律的应用，让学生理解能量守恒定律在热力学中的重要性。
4. 课堂互动：学生分组讨论，分享各自对热力学第一定律的理解和应用实例。
5. 总结与反思：对本节课的内容进行总结，强调热力学第一定律在实际生活中的应用。
6. 作业布置：布置有关热力学第一定律的练习题，巩固所学知识。
7. 课后反思：教师对课堂教学进行总结，针对学生的掌握情况，调整教学策略。
六、教学评价：1. 评价学生对热力学第一定律的理解程度，通过课堂提问、讨论和作业练习进行评估。
2. 评价学生运用热力学第一定律分析实际问题的能力，通过案例分析和课后作业进行评估。
3. 评价学生的团队合作精神和科学探究能力，通过课堂讨论和小组合作活动进行评估。
七、教学资源：1. 教材：高中物理教材中关于热力学第一定律的相关内容。
2. 教具：黑板、粉笔、多媒体教学设备。
教科版高中物理选修3-3《热力学第一定律》参考教案
4.2《热力学第一定律》教案●教学目标一、知识目标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，公用Δu=W+Q分析和计算问题.2.能综合运用学过的知识，有关计算，分析，解决有关问题.二、能力目标１.会用热力学第一定律Δu＝W＋Q分析和计算问题；2.会用能量转化和守恒的观点分析物理现象.三、德育目标通过形形色色的永动机设计方案的失败，使学生明白不可能不付出代价就从自然界创造动力，而只有有效地利用自然界提供的各种能源.●教学重点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.●教学难点如何用能量转化和守恒的观点分析物理现象，如何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.●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●课时安排1课时●教学过程［投影］本节课的学习目标：1.掌握热力学第一定律及其公式表达，能够从能量转化的观点理解这个定律；2.会用公式Δu=W+Q分析和计算问题；●学习目标完成过程一、引入［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、新课教学（一）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.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.［问］如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，内能的变化与热量Q及做的功W之间又有什么关系呢？［板书］Δu=W+Q［介绍］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.［投影］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［投影］例题一定质量的气体，在被压缩的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300 J，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收（或放出）多少热量？解：由题意知W＝300 J Δu=- 300 J，根据热力学第一定律可得:Q=Δu-W=-300 J-300J=-600 JQ为负值表示气体放热，因此气体放出600J的热量.［强化训练］1.如图所示，用力Ｆ压缩气缸中的空气，力Ｆ对空气做了1800 J的功，同时气缸向外放热2000 J，空气的内能改变了多少？2.关于物体内能的变化，以下说法中正确的是.A.物体吸收热量，内能一定增大B.物体对外做功，内能一定减少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，内能可能不变参考解答：1.由热力学第一定律：Δu=W+Q得：＋1800 J+(-2000 ) J=Δu∴Δu=-200 J即空气内能减少了200 J2.解析：根据热力学第一定律Δu=W+Q，物体内能的变化与外界对气体做功（或气体对外界做功），气体从外界吸热（或向外界放热）两种因素有关，物体吸收热量，但有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，故A错，同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减小，B错；若物体吸收的热量与对外做功相等，则内能不变，C正确.而放热与对外做功是使物体内能减小，所以D错.所以本题正确答案为C［强化训练］1.如图所示，A、B容器中各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下是水，上为空气，大气压恒定，A、B底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热，原先A中水面比B中高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡，则在这个过程中，大气压力对水做功是，水的内能增加为（设水的密度为ρ，活塞面积分别为S A、S B，原来A、B中高度差为h）2.如图所示，直立容器内部有被隔板隔开的A、B两部分气体，A的密度小，B的密度大，抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合，设在此过程中气体吸热Q，气体内能增量为Δu，则.A.Δu=QB.ΔU＜QC.Δu＞QD.无法比较3.光滑的水平桌面上有一块质量M=400 g的木块，被一颗质量m=20g以水平速度v0=500 m/s飞行的子弹击中，子弹射出木块时的速度v=300m/s.若子弹击中木块的过程中，系统损失的机械能全部转化为内能，其中η=41.8%部分被子弹吸收使其温度升高，已知子弹的比热c=125J/kg·℃，试求子弹穿过木块过程中升高的温度.图1参考答案：1.打开阀门Ｋ后，根据连通器原理，最后A 、B 两管中的水面将相平，即A 中的水面下降，B 中的水面上升，设A 中水面下降h 1，B 管水面上升的距离为h 2，由于水的总体积保持不变，故：S A h 1=S B h 2A 管中的水受到向下的大气压力，与水面下降的方向相同，所以大气压力对水做正功，设大气压强为p 0，对水做的功为W １，则：W 1=F 1h 1=p 0S A h 1B 管中的水也受到向下的大气压力，与水面上升的方向相反，所以大气压力对水做负功，用W ２表示大气压力做的功，有：W ２＝－F ２h 2= -p 0S B h 2大气压力对水做的总功为：W =W 1+W 2=p 0S 1h 1-p 0S 2h 2又S 1h 1=S 2h 2 所以W =0即大气压力对水不做功阀门打开后，水从高处流向低处.在这个过程中水的重力做正功，所以水的内能增加量等于水的重力势能的减小量.2.解：A 、B 气体开始的合重心在中线下，混合均匀后重心在中线，所以系统重力势能增大，由能量守恒知，吸收热量一部分增加气体内能，一部分增加重力势能.3.解：子弹穿过木块过程中，水平方向不受外力，由动量守恒可算出木块获得的速度，根据子弹长一木块系统损失的机械能可算出产生的热能，由此可算出子弹所升高的温度.设子弹穿出木块后，木块的速度设为V ,则mV =mV 1+MV 即m/s 10m/s 400)300500(20)(1=-⨯=-=M v v m V ，子弹与木块系统损失的机械能J 1580J )101040021300102021(J 500102021)2121212323232212=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=+-=∆---MV mV L mV E 据能量守恒定律，子弹穿越过程中系统增加的内能为:Δu =ΔE =1580 J设子弹升高温度为Δt ,则：ηΔu =cm Δt∴Δt =310201251580%8.41-⨯⨯⨯℃=264℃ 三、小结本节课我们主要学习了热力学第一定律：热力学第一定律是研究功、热量和内能改变之间关系的. 如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界对物体所作的功W 加上物体从外界吸收的热量Q 等于物体内能的增加Δu .即Δu =Q +W该定律既适用于外界对物体做功，物体吸热，内能增加的情况，也适用于物体对外做功.向外界散热和内能减少的情况.为了区别以上两种情况，在应用Δu =Q +W 进行计算时，它们的正负号规定如下：W ＞0,表示外界对系统做功；W ＜0,表示系统对外界做功；Q ＞0,表示系统从外界吸热；Q ＜0，表示系统向外界放热；Δu ＞0,表示系统内能增加；Δu ＜0,表示系统内能减少。
热力学第一定律教案
10.热力学第一定律能量守恒定律
一．三维教学目标
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，知道能量守恒是自然界遵从的基本规律。
4．通过能量守恒定律的学习，认识自然规律的多样性和统一性。
5．知道第一类永动机是不可能实现的。
二．教学重、难点
重点：热力学第一定律
难点：运用热力学第一定律解释自然界能量的转化和转移问题。
三.课时安排：1课时
四、教学过程
复习引入
1.功与内能的关系是什么？
△U=W
让学生回答做功与内能增减之间的关系
外界对系统做功，系统内能增加。
系统对外界做功，系统内能减少。
2．热也内能的关系是什么？
△U=Q
让学生回答传热与内能增减的关系
外界向系统传热，系统内能增加。
系统向外界传热，系统内能减少。
新课教学
（一）热力学第一定律
由问题1—5层层递进，得出热力学第一定律的关系式，即
△U=Q+W
对△U、Q、W的正负作说明：
进一步让学生学习说出其内容，强化记忆，并进行练习1—3。
（二）能量守恒定律
通过提问让学生知道存在各种形式的能量，并知道能量之间可以转化。
让学生阅读课本相关内容，总结能量守恒定律的发现过程，
1
2
3
明确能量守恒定律的地位和意义
（三）第一类永动机
指导学生阅读P55----P56内容，明确什么是第一类永动机，结果是什么，原因是什么，给人类的启示是什么？
（四）小结本节课，重点是热力学第一定律。
（五）布置作业
（六）板书设计。
《热力学第一定律》教案1
《热力学第一定律》教案1第一篇：《热力学第一定律》教案1《热力学第一定律》一、改变内能的两种方式：做功和热传递1．做功可以改变物体的内能【生活实例】列举锯木头和用砂轮磨刀具，锯条、木头和刀具温度升高，说明克服摩擦力做功，可以使物体的内能增加。
如果外力对物体做功全部用于物体内能改变的情况下，外力做多少功，物体的内能就改变多少。
如果用W表示外界对物体做的功，用ΔE表示物体内能的变化，那么有W=ΔE。
功的单位是焦耳，内能的单位也是焦耳。
【演示】演示压缩空气，硝化棉燃烧。
说明外力压缩空气过程，对气体做功，使气体的内能增加，温度升高到棉花的燃点而使其燃烧。
以上实例说明做功可以改变物体的内能。
2．热传递可以改变物体的内能【生活实例】在炉灶上烧热水，火炉烤热周围物体，这些物体温度升高内能增加。
这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变。
物体吸收热量，内能增加。
物体放出热量，物体的内能减少。
如果传递给物体的热量用Q表示，物体内能的变化量是ΔE，那么，Q=ΔE。
热量的计算公式有：Q=cmΔt。
热量的单位是焦耳，过去的单位是卡。
所以做功和热传递是改变物体内能的两种方式。
3．做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
4．做功和热传递的区别虽然做功和热传递对改变物体的内能是等效的，但是这两种方式的物理过程有本质的区别。
做功使物体内能改变的过程是机械能转化为内能的过程。
而热传递的过程只是物体之间内能的转移，没有能量形式的转化。
例：1．在下列过程中，通过热传递增加物体内能的是[ ] A．火车经过铁轨后铁轨的温度升高B．压缩筒内乙醚，使其燃烧C．铁棒被太阳晒热 D.汽车刹车后，轮胎变热2．物体的内能增加这是因为[ ] A．一定是由于物体吸收了热量B．一定是由于对物体做了功C．可能是由于物体吸收了热量，也可能是由于对物体做了功3．说明下列各题中内能改变的方法：(1)一盆热水放在室内，一会就凉了，______；(2)高温高压的气体，迅速膨胀，对外做功，温度降低，______。
《热力学第一定律》教学设计 教案
《热力学第一定律》教学设计与反思我们知道功有正负，且正负号所代表的物理意义不同，那么上式中ΔU和Q是否又有正负之分呢？如果有正负号代表的物理意义相同吗？（3）对公式ΔU、Q、W符号的规定：教师引导学生从热力学第一定律的内容来分析上述三物理量的符号的规定。
具体如下：内容中的提到的是内能的增加量，如果系统的内能是减少，则ΔU的符号为“-”，相反则为“+”；同理，系统放出热量，Q符号取“-”，吸收热量则取“+”；气体对外界做功，W符号取“-”，外界对系统做的功则取“+”。
总而言之，与定律内容相反的取“-”号，否则取“+”号。
详见下表：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。
学习完热力学第一定律后归纳到能量守恒定律，从而提出与能量守恒定律相违背的第一类永动机。
3、能量守恒定律和第一类永动机(1).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，或者从一个系统转移到别的系统，在转移过程中其总量保持不变。
回忆能量守恒定律的内容，再引入第一类永动机问题。
(2).第一类永动机：在17-18世纪，资本主义发展初期，为了满足生产对于动力日益增加的需求，许多人致力于制造一种机器，它不需要任何动力或燃料却能不断对外做功，称其为“第一类永动机”。
如图是最早的永动机，设计于13世纪的法国。
第一类永动机由于违反了能量守恒定律所以不可能实现。
介绍了第一类永动机，可以顺势引出第二类永动机，为下节课热力学第二定律的学习做铺垫。
讲述了趣味性较强的物理学史之后需要让同学们回归课标与高考，总结解题步骤并利用例题检验。
热力学第一定律教案
热力学第一定律教案教案标题：热力学第一定律教案教案目标：1. 了解热力学第一定律的基本概念和原理；2. 能够应用热力学第一定律解决与能量转化和守恒相关的问题；3. 培养学生的实验设计和数据分析能力。
教案步骤：引入（5分钟）：1. 引导学生回顾能量的基本概念，并与热力学第一定律进行联系。
2. 提出问题：你认为能量是如何转化的？为什么能量转化是有限度的？探究（20分钟）：1. 分组讨论：学生分成小组，讨论并总结能量转化和守恒的基本原理。
2. 指导实验：老师引导学生进行一个简单的实验，例如将一杯温水和一杯冷水混合，观察和记录温度的变化。
3. 实验数据分析：学生根据实验数据，运用热力学第一定律的原理解释实验结果。
知识讲解（15分钟）：1. 讲解热力学第一定律的定义和表达式：ΔU = Q - W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外界做功。
2. 解释热力学第一定律的意义和应用：能量守恒的原理，能量转化的限制。
练习与应用（20分钟）：1. 分组讨论：学生分组完成一系列与热力学第一定律相关的问题，例如计算系统内能的变化、吸收的热量或做的功等。
2. 提供案例：老师提供一些实际案例，让学生应用热力学第一定律解决问题，如汽车引擎的工作原理、热水器的工作原理等。
总结与拓展（10分钟）：1. 总结热力学第一定律的核心概念和应用。
2. 引导学生思考：热力学第一定律在日常生活和工程领域中的重要性。
作业：布置相关的练习题，要求学生应用热力学第一定律解决问题，并要求学生设计一个简单的实验来验证热力学第一定律。
教学评估：1. 实验报告：评估学生实验设计和数据分析的能力。
2. 练习题评估：评估学生对热力学第一定律的理解和应用能力。
教学资源：1. 实验器材：温度计、热水杯、冷水杯等。
2. 教学课件：包括热力学第一定律的定义、公式和相关案例。
3. 练习题和参考答案。
教学延伸：1. 鼓励学生进行更复杂的实验设计，探究热力学第一定律在不同条件下的适用性。
热力学第一定律教学教案
实验演示：通过实验演示热力学第一定律的实际应用，帮助学生直观理解。 案例分析：选取典型案例，引导学生分析热力学第一定律在生活和工业中的应用。 小组讨论：组织小组讨论，让学生分享对热力学第一定律的理解和感悟。 习题练习：布置相关习题，检验学生对热力学第一定律的掌握程度。
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总结热力学第一定律的意义： 热力学第一定律是能量守恒 定律在热学中的具体表现， 它指出能量不能凭空产生或 消失，只能从一种形式转化
培养学生对能源利用和环境 保护的意识
理解能量守恒定律的基本概念和原 理
培养学生对能源利用和环境保护的 意识
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掌握能量转换和利用的原理和应用
培养学生的实践能力和创新思维
热力学第一定律的定义 热力学第一定律的表述方式 热力学第一定律的数学表达式 热力学第一定律的物理意义
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引导学生深入理解热力学第 一定律：通过归纳小结，可 以引导学生深入思考热力学 第一定律的内涵和意义，理 解能量守恒的重要性，从而 更好地掌握这一基本规律。
课堂表现：观察学生的参与度、回答问题和讨论情况，评估学生对热力学第一定律的理解和应 用能力。
作业情况：批改学生的作业，了解学生对热力学第一定律的基本概念、公式和应用的掌握程度， 以及解题思路和表达能力。
综合评估：结合课堂表现和作业情况，对学生的学习效果进行综合评估，发现学生的薄弱环节 和需要改进的地方，为后续教学提供依据。
反馈与改进：及时向学生反馈评估结果，指导他们如何改进学习方法和提高学习效果，同时根 据学生的反馈调整教学策略和方法。
测试内容：热力学第一定律的基本概念、公式及应用 考试形式：闭卷考试，包括选择题、填空题、简答题和计算题 评估标准：学生的答题正确率、解题思路和步骤是否清晰 反馈机制：根据测试和考试结果，及时调整教学策略，强化学生对热力学第一定律的掌握。
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。
《热力学第一定律》 教学设计
《热力学第一定律》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标学生能够准确阐述热力学第一定律的内容，理解其数学表达式。
能够运用热力学第一定律分析和解决简单的热力学问题，如绝热过程、等容过程和等压过程中的能量变化。
2、过程与方法目标通过实验观察和数据分析，培养学生的观察能力和数据处理能力。
引导学生运用逻辑推理和数学方法推导热力学第一定律的表达式，提高学生的逻辑思维和数学应用能力。
3、情感态度与价值观目标使学生体会热力学第一定律在科学研究和实际生活中的重要性，激发学生对科学的兴趣和探索精神。
培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。
二、教学重难点1、教学重点热力学第一定律的内容和数学表达式。
不同热力学过程中能量的转化和守恒关系。
2、教学难点对热力学第一定律中内能、功和热量概念的理解。
运用热力学第一定律解决复杂的热力学问题。
三、教学方法1、讲授法讲解热力学第一定律的基本概念、原理和表达式，使学生对新知识有初步的了解。
2、实验法通过实验演示，让学生直观地观察热力学过程中的能量变化，增强学生的感性认识。
3、讨论法组织学生对一些典型的热力学问题进行讨论，激发学生的思维，培养学生的合作学习能力。
4、练习法通过课堂练习和课后作业，让学生巩固所学知识，提高应用能力。
四、教学过程1、导入新课展示一些与能量转化相关的生活实例，如汽车发动机的工作、电暖器的发热等，引导学生思考能量是如何转化和守恒的。
提出问题：在这些过程中，能量的总量是否发生了变化？从而引出本节课的主题——热力学第一定律。
2、知识讲解内能的概念定义：物体内部分子热运动的动能和分子势能的总和称为物体的内能。
强调内能是物体内部的能量，与物体的宏观运动状态无关。
举例说明内能的变化，如加热物体使其温度升高，内能增加。
功和热量的概念功：当系统与外界之间存在压力差和位移时，系统对外界做功或外界对系统做功。
热量：由于温度差而在系统与外界之间传递的能量。
区分功和热量的本质，功是通过宏观的机械运动传递能量，热量是通过微观的分子热运动传递能量。
热力学基本法则教案
热力学基本法则教案1. 引言本教案旨在介绍热力学的基本法则，包括热力学第一定律和热力学第二定律。
通过本教案的研究，学生将了解能量守恒原理以及热传递和热转换的基本规律。
2. 热力学第一定律热力学第一定律，也被称为能量守恒定律，表达了能量在系统中的转移和转换过程中的守恒原理。
热力学第一定律可用以下公式表示：$$\Delta U = Q - W$$其中，$\Delta U$ 表示系统内能的变化，$Q$ 表示系统吸收或释放的热量，$W$ 表示系统所做的功。
这个公式说明了系统内部能量的变化可以通过热传递和功来描述。
3. 热力学第二定律热力学第二定律描述了热量在系统间传递的方向性和不可逆性。
热力学第二定律可以通过以下两个等效表述方式来描述：- 克劳修斯表述：不可能将热量从一个低温物体传递给一个高温物体而不引起其他变化。
- 开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，完全转换为功而不引起其他变化。
通过研究热力学第二定律，学生将理解热量传递和热转换的不可逆性以及热机效率的限制。
4. 教学活动建议- 利用案例和示意图演示热传递和热转换的实际应用场景，帮助学生理解热力学第一定律和第二定律的实际意义。
- 进行小组讨论和问题解答，加深学生对热力学基本法则的理解和应用能力。
- 组织实验室实践活动，让学生通过实际操作观察和测量能量转换过程中的现象，加深对热力学定律的认识。
5. 总结本教案介绍了热力学的基本法则，包括热力学第一定律和热力学第二定律。
通过学习热力学基本法则，学生将理解能量守恒原理以及热传递和热转换的基本规律。
教学活动建议包括演示案例、小组讨论和实验室实践，旨在提高学生对热力学定律的理解和应用能力。
热力学第一定律教案
3.2热力学第一定律教案【教材分析】（一）教材分析通过对上两节课内容的归纳，即做功和热传递都可以改变物体的内能，并且二者是等效的。
在此基础上，提出当外界对物体既做功又热传递时，物体的内能如何改变?通过分析讨论，自然得出热力学第一定律。
通过课本例题的讲解，培养学生运动热力学第一定律分析和解决问题的能力。
【教学目标】（一）教学目标1．理解物体跟外界做功和热传递的过程及W、Q、ΔU的物理意义。
2．理解热力学第一定律ΔU＝W＋Q，会用ΔU＝W＋Q分析和计算有关问题。
3．掌握能量守恒定律，会用能量守恒的观点分析、解决有关问题。
【教学重难点】（一）教学重难点学习重点热力学第一定律的推导与运用学习难点运用热力学第一定律公式时各物理量的正、负号的意义及确定【新课导入】（一）新课导入汽缸内有一定质量的气体，压编气体的同时给汽缸加热。
那么，气体内能的变化会比单一方式(做功或传热)更明显。
这是为什么呢?【新课讲解】（一）热力学第一定律改变内能的两种方式1、做功（外界对物体做功）内能增加（物体对外界做功）内能减少2、热传递（物体从外界吸热）内能增加（物体对外界放热）内能减少思考：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？一、热力学第一定律及其应用1、表述：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和.2、意义：热力学第一定律反映了功、热量跟系统内能改变之间的定量关系.3、数学表达式：ΔU=Q+W思考讨论：一定质量的气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功？如果膨胀时气体对外做功是135J，同时向外放热85J，气体内能的变化量是多少？内能是增加了还是减少了？请你通过这个例子总结功和热量取正、负值的物理意义。
定律中各量的正、负号及含义课堂练习110J,内能增加4.3×510J.在这一过程中，是气体对外做一定量的气体，从外界吸收热量2.7×5功，还是外界对气体做功？做了多少功？10J；ΔU=+4.3×510J由ΔU＝W+Q得：W=1.6×510＞0即外界对气体做解析：Q=+2.7×5功。
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。
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
热力学第一定律、能量守恒定律 说课稿 教案 教学设计
热力学第一定律--能量守恒定律【教学目标】1、理解热力学第一定律的形式和内涵，并能用热力学第一定律解决有关问题2、掌握能量守恒定律，能从能量守恒定律的角度理解热力学第一定律3、知道什么是第一类永动机，能从不同的角度解释第一类永动机不能做成的原因【教学重点】热力学第一定律的内容、符号法则热力学第一定律的应用【教学难点】热力学第一定律的符号法则【教具】“第一类永动机”模型【教学过程】○、引入学生答问：1、物体体积缩小，分子势能可不可能增大？2、热量和内能的区别和联系何在？3、做功和热传递在改变内能方面，实质有何不同？请大家回忆教材P79第（4）题，我们已经做过的作业…，如果我们将条件改一下，在热传递的同时，外界也对物体做功（或做功的同时，和外界有热交换），情形又会怎样，我们应该怎样定量处理这类问题呢？——一、热力学第一定律我们继续刚才的话题——续教材P79第（4）题、请大家在下面的表格中填入适当的结果（提示性表述中可用总公司和分公司的结算学生寻找关系…教师提示：符号修正→正式板书——ΔU = Q + W符号法则：Q——吸热取“+”，放热取“－”；W——对物体做功取“+”，物体对外界做功取“－”；规定了右边的符号法则之后，右边事实上成了一个代数的表达式，根据我们的经验，ΔU——增加取“+”，减少取“－”。
我们把以上的结论称之为热力学第一定律，它表征的是内能改变、热传递和做功三者之间的定量关系。
下面介绍一个早就被我们所熟知的、一直把它作为一个重要解题依据的规律——二、能量守恒定律学生活动：阅读教材P81的相关内容…共同阅读结论…虽然从以往的种种事实我们已经知道了能量守恒定律的正确性，但我们今天学习了一个新的定律——热力学第一定律，大家想一想，从热力学第一定律能不能看出能量守恒定律的正确性？学生从Q和W的实质认识热力学定律的物理内涵…能量守恒定律的地位表达：能量守恒定律是经过人类的长期探索后，在19世纪确立的。
5.1《热力学第一定律》优秀教案(鲁科版选修3-3)
5.1 热力学第一定律学案目标导航1 •知道热力学第一定律地内容及其表达式2 •理解能量守恒定律地内容3 •了解第一类永动机不可能制成地原因诱思导学1. 热力学第一定律(1).一个热力学系统地内能增量等于外界向它传递地热量与外界对它所做地功地和这个关系叫做热力学第一定律.b5E2RGbCAP其数学表达式为：△ U=W+Q(2).与热力学第一定律相匹配地符号法则就不可能实现能量地转化或转移，同时也进一步揭示了能量守恒定律.p1EanqFDPw(4)应用热力学第一定律解题地一般步骤：①根据符号法则写出各已知量( W Q A U)地正、负；②根据方程A U=W+Q^出未知量；③再根据未知量结果地正、负来确定吸热、放热情况或做功情况2. 能量守恒定律⑴.自然界存在着多种不同形式地运动，每种运动对应着一种形式地能量.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.DXDiTa9E3d⑵.不同形式地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.⑶.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地物体，在转化或转移地过程中其总量不变.这就是能量守恒定律.RTCrpUDGiT(4) .热力学第一定律、机械能守恒定律都是能量守恒定律地具体体现(5) .能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程(6) .能量守恒定律地重要意义第一，能量守恒定律是支配整个自然界运动、发展、变化地普遍规律，学习这个定律，不能满足一般理解其内容，更重要地是，从能量形式地多样化及其相互联系，互相转化地事实出发去认识物质世界地多样性及其普遍联系，并切实树立能量既不会凭空产生，也不会凭空消失地观点，作为以后学习和生产实践中处理一切实际问题地基本指导思想之一•第二，宣告了第一类永动机地失败• 5PCzVD7HxA3. 第一类永动机不可能制成任何机器运动时只能将能量从一种形式转化为另一种形式，而不可能无中生有地创造能量，即第一类永动机是不可能制造出来地.jLBHrnAlLg典例探究例1. 一定量地气体在某一过程中，外界对气体做了8 x 104J地功，气体地内能减少了5 __1.2 X 10 J,则下列各式中正确地是() XHAQX74J0X4 5 4A. W=8X 10 J, △U =1.2 X 10 J , Q=4X 10 JB. W=8X 104J, △U = —1.2 X 105J , Q=- 2X 105J4 5 4C. W=—8X 10 J , △U =1.2 X 10 J , Q=2X 10 J4 5—4D. W=—8X 10 J , △U = —1.2 X 10 J , Q=—4X 10 J解析：本题主要考查热力学第一定律地应用.因为外界对气体做功，W取正值，即W=8X 10 J;内能减少，△ U取负值，即△ U=—1.2 X 10 J；根据△ U=W+Q 可知Q=A U— W—1.2 X 105—8 X 104=—2 X 105J，即B 选项正确.LDAYtRyKfE 答案：B友情提示：注意热力学第一定律关系式中各物理量地符号法则例2. 一定质量地气体，在压缩过程中外界对气体做功300J，但这一过程中气体地内能减少了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？Zzz6ZB2Ltk 解析：由题意可知，W=300J A U=- 300J，根据热力学第一定律可得Q=A U- W=- 300J —300J= —600JQ为负值表示气体放热，因此气体放出600J地热量.友情提示：注意热力学第一定律关系式中各物理量地符号法则及其物理意义例3. 一定质量地气体从外界吸收了 4.2 X 105J地热量，同时气体对外做了 6 X 105J地功，问：(1)物体地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)分子地平均动能是增加还是减少？5解析：(1)气体从外界吸热为：Q=4.2 X 10J气体对外做功：W=- 6X 105J由热力学第一定律： A U=W+Q( —6X 10 ) + ( 4.2 X 10 J) =— 1.8 X 10 J5A U为负，说明气体地内能减少了.所以，气体内能减少了 1.8 X 10 J.（2）因为气体对外做功，所以气体地体积膨胀，分子间地距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加了•（3）因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子地平均动能一定减少了.友情提示：本题以热力学第一定律关系式为起点，结合分子动理论中内能地定义，分析得出: ①气体对外做功，体积膨胀，分子间地距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加了② 气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子地平均动能一定减少了.dvzfvkwMIl基础训练1 •关于物体内能地变化，以下说法正确地是（）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 •自由摆动地秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确地是（）A. 秋千地机械能守恒B. 秋千地能量正在消失C.只有动能和重力势能地相互转化D. 减少地机械能转化为内能，但总能量守恒3 .下列各物体在所经历地过程中，内能增加地有（）A. 在光滑斜面上由静止释放而下滑地物体B. 水平飞行并射穿木块地子弹C. 在绝热地条件下被压缩地气体D. 在光滑水平面上运动地两个小球，碰撞后以共同地速度运动4. 在热力学第一定律地表达式△ U=W+肿关于△ U W Q各个物理量地正、负，下列说法中正确地是（）A.外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时△ U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△ U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△ U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△ U为负5. 对于在一个大气压下100 C地水变成100 C 地水蒸气地过程中，下列说法正确地是（）A. 水地内能增加，对外界做功，一定是吸热B. 水地内能不变，对外界做功，从外界吸热C. 水地内能减少，对外界不做功，向外界放热D. 水地内能增加，对外界做功，向外界放热6 .为使一个与外界保持良好热交换状态地物体地内能能够明显变化，以下方法可行地是（个人收集整理仅供参考学习A.以较大地功率对物体做功C.该物体以较大地功率对外做功B.以较小地功率对物体做功D.该物体以较小地功率对外做功7.图10.3-1所示是一定质量地理想气体从状态中（）rqyn14ZNXIA. 气体地内能改变B. 气体地体积增大C. 气体向外界放热A经B至C地P—丄图线，则在此过程VD.气体对外界做功图10.3-18.从10m高空由静止开始下落地水滴，在下落地过程中，水滴重力势能地40%转化为水地内能使水地温度升高，则水滴落下后温度升高多少? [水地比热容c=4.2 X 103J/(kg ・°C) ] EmxvxOtOco9 .一个透热良好地气缸，缸壁浸在盛水地容器中，迅速下压活塞，压缩中对气体做了2000J地功，稳定后使容器中2千克地水温度升高了0.2 C,假设盛水容器绝热•问：压缩前后缸内气体地内能变化了多少？SixE2yXPq5多维链接1 .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地能量是哪儿来地吗？6ewMyirQFL提示：不是永动机•能量是通过摆动手臂对表内地转轮做功而储存地2 .在一间隔热很好地密闭房间里放一台电冰箱，如果把冰箱门打开，开动一段时间后,房内温度是降低还是升高？kavU42VRUs提示：升高了•因为电冰箱消耗电能，产生电热，使密闭房间内地空气内能增加，房内温度升高•3. 能地转化和守恒定律地建立能地转化和守恒定律地建立，揭示了机械热、电、化学等各种运动形式之间相互联系并相互转化地统一性，是物理学发展史上继牛顿学将天体运动与地面物体运动地大综合之后地第二次大综合，恩格斯将这一伟大地运动基本定律称为19世纪自然科学地三大发现之一，它不仅是自然科学地基础，而且也给哲学上地不灭运动原理和自然界运动形式地统一性提供了可靠地科学论据• y6v3ALoS894 •关于太阳能地转化太阳能辐射到地球表面，产生热量和化学能，能量给地球以温暖，推动地表水地循环和空气地流动•化学能被植物经过化学作用所利用，产生糖类及其其它有机物，成为生命活动地能源，一个活地生命体可以看作是一个利用太阳能以维持自身生命，并延续下一代地化学系统•太阳能有广泛地应用，其辐射地直接利用基本上有以下四种方式：M2ub6vSTnP(1) .太阳能一一内能转换这是目前技术最为成熟，成本最为低廉，因而应用最为广泛地形式，其基本原理是将太阳辐射能收集起来，利用温室效应来加热物体而获得内能，如地膜、大棚、温室等，目前使用较多地太阳能收集装置有两种，一种是平板式集热器，如太阳能热水器等，另一种是聚集型集热器，如反射式太阳灶、高温太阳炉等• OYujCfmUCw(2) .太阳能一一电能转换太阳能与电能转换有两种方式，一种是利用太阳辐射能发电，一般是由太阳能集热器将吸收地太阳能转换成蒸汽，再驱动汽轮机发电，但这一过程效率较低并且成本高，没有实用价值；另一种是太阳能与电能地转换，是利用光电效应，将太阳辐射能直接转化成电能• eUts8ZQVRd(3) .太阳能一一化学能转换利用太阳辐射能可以转化为化学键中地化学能，进而生成新物质，或利用其分解化学物质生成新物质•例如直接分解水制氢，是一种很有前途地光能与化学能地转化方式• sQsAEJkW5T(4) .太阳能——生物质能地转换主要是通过地球上众多地植物地光合作用，将太阳辐射能转化为生物质能•生物能又叫绿色能源，是植物体燃烧放出地热能•此外，叶绿素通过光合作用把二氧化碳和水转化成碳水化合物和氧气，这时太阳能转化成储存在植物内有机物地化学能.GMslasNXkA参考答案1. 解析：由热力学第一定律易知 B C正确•答案：B C2. 解析：由能地转化和守恒定律及能量守恒定律，显然D正确.答案：D3. 解析：子弹在射穿木块地过程中，摩擦生热内能增加；在绝热地条件下被压缩地气体，外界对气体做功气体内能增加；运动地两个小球碰撞时损失地机械能转化为内能，故 B C D正确.TlrRGchYzg答案：B C D4. 解析：外界对物体做功时W为正，反之为负；吸热时Q为正，反之为负；内能增加时△ U为正，反之为负.故C正确.7EqZcWLZNX答案：C5. 解析：在一个大气压下100 C地水变成100 C地水蒸气地过程中，温度不变但要吸收热量，体积增大，对外做功；由于温度不变，体积增大，所以分子地动能不变，分子势能增加，内能增加.故A正确.lzq7IGfO2E答案：A6. 解析：由热力学第一定律和W= Pt知，以较大地功率对物体做功就会使物体增加地内能大于物体由于热交换减小地内能，从而使物体地内能能够明显增加；该物体以较大地功率对外做功就会使物体减小地内能大于物体由于热交换增加地内能，从而使物体地内能能够明显减小.zvpgeqJ1hk答案：A.C7. 解析：由图象可知该气体发生地等温变化，故气体地内能不变，△ U= 0;但气体地体积在减小，故外界对气体做功，W 0;由热力学第一定律△ U= WF Q知，Q>0，气体放热. 故 C 正确.NrpoJac3v1答案：C8. 解析：由题意得：mgl n =cm A t代入数值得：△ t = 0.01 C答案：0.01 C9. 解析：活塞对气体做功W=2000J气体向水放出热量，其绝对值为：3I QI =cm A t=4.2 X 10 X 2X 0.2J=1680J由于压缩中气体向外界放热，所以代入热力学第一定律表达式时，Q取负号，内能变化为△ U=WT Q=2000J—1680J=320J inowfTG4Ki即气体内能增加了320 J .版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理•版权为个人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. 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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。
新课标人教版1-2选修一2.2《热力学第一定律》WORD教案1
热力学第一定律 能量守恒定律1．掌握热力学第一定律及其公式表达，会用表达式分析和计算问题．2．掌握能量守恒定律，理解这个定律的重要意义，会用能量转化和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．1．热力学第一定律(1)热力学第一定律表示的是功、热量跟内能之间的定量关系．(2)表达式为 ：U Q W ∆=+(3)W 、Q 、ΔU 正负号确定．①W ：外界对物体做功，W 取正值；物体对外界做功，W 取负值．②Q ：物体吸热，Q 取正值；物体放热．Q 取负值．③ΔU ：物体内能增加，ΔU 取正值；物体内能减少，ΔU 取负值．2．能量守恒定律(1)定律内容：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．(2)能量守恒定律是自然界的普遍规律，是人们认识自然、改造自然的有力武器．3．永动机不可能制成人们把设想中的不消耗任何能量却可以源源不断地对外做功的机器叫做永动机，能量守恒定律的发现使人们认识到：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造成的．1．热力学第一定律的几种典型应用：(1)若过程是绝热的，即Q ＝0，则W =ΔU ，外界对物体做的功等于物体内能的增梅-(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)若过程的始末物体的内能不变，即,ΔU=0，则W+Q ＝0，外界对物体做的功等于物体放出的热量，或者物体对外界做的功等于物体吸收的热量．2．对能量守恒定律的理解(1)自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等．(2)不同形式的能量之间可以相互转化：“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；电流通过问题讨论 课堂笔记 学习要求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．且是通过做功来完成的这一转化过程．(3)某种形式的能减少,一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．(4)由能量观点解题的步骤：①对一个过程分析有哪些形式的能在变化，如何变化?②由E E ∆=∆增列方程求解． [例1]气体膨胀对外做功100J ，同时从外界吸收了120 J 的热量．它的内能的变化可能是[ ]A ．减小20J B ．增大20JC. 减小220J D ．增大220J【解析】研究对象为气体．依符号规则，对外做功W ＝－100J ，吸收热量Q ＝＋120J,由热力学第一定律有10012020U W Q J ∆=+=-+=U ∆＞0，说明气体的内能增加．故选项B 正确．(说明)(1)要明确研究的对象是哪个物体或者说是哪个热力学系统． (2)应用热力学第一定律计算时，要依照符号规则代入数据． 对结果的正、负，也同样依照符号规则来解释其意义．[例2]关于物体内能的变化，以下说法中正确的是……( )A ．物体吸收热量，内能一定增大B ．物体对外做功，内能一定减少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(解析)根据热力学第一定律U W Q ∆=+知，物体内能的变化与外界对气体做功(或气体对外界做功)、气体从外界吸热(或向外界放热)两种因素有关．物体吸收热量，但有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，故选项A 错．同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减小，选项B 错．若物体吸收的热量与对外做功相等，内能不变，选项C 正确．而放热与对外做功均使物体内能减小，选项D 错．故本题的正确答案为C ． 1. 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 ．体积膨胀的物体，其内能一定减少C.放热的物体，其内能也可能增加 D ．绝热压缩的物体，其内能一定增加2. 当物体的温度没有改变时，下列说法中比较确切的是( )A ．物体一定没有吸热B ．物体的内能有可能改变C ．物体的内能一定没有改变D ．物体与外界可能有热交换3. 气缸中的气体膨胀时推动活塞向外运动，若气体对活塞做的功是6×103J ，气体的内能减少了8×103J ，则在此过程中气体_____热，吸收或放出的热量是_______J.4.100℃的水完全变成100℃的水蒸气的过程中…( )A. 水分子的平均动能增加例题分析 同步练习B ．水分子的势能增加C. 水所增加的内能小于所吸收的热量D ．水所增加的内能等于所吸收的热量5．有上下摆动且高度越来越低的滚摆，则下列关于能量的说法正确的有( )A .滚摆的机械能守恒B ．能量正在消失C ．只有动能和势能的相互转化D ．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒6．关于物体的内能变化，以下说法中正确的是( )A ．物体吸收热量，内能一定增加B ．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变C ．物体对外做功，内能一定减小D ．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变7．用步枪射出一颗质量为10－2㎏的子弹，设火药在燃烧时产生0.75kcal 的热量，且有30％转变为子弹动能，则子弹出口的速度是多少?(j=4.2×103J ／kcal)8.汽车关闭发动机后，沿斜坡匀速下滑的过程中( )A ．汽车的机械能守恒B ．汽车的动能和势能相互转化C. 汽车的机械能转化为内能，总能量减少D. 机械能转化为内能，总能量守恒9．永动机是不可能制成的，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 ．做功产生的热不符合热功当量D ．找不到合适的材料和合理的设计方案10．下列各物体在历经历的过程中，内能增加的有( )A ．在光滑斜面上由静止释放而滑下的物体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，碰撞后以共同的连度运动．11．质量为M 的小车，以速度0v 在光滑水平面上匀速行驶，在小车上方有一质量为m 的木块，轻轻落在车上，其速度可忽略，由于木块和车间有摩擦，而使木块滑行一段距离后与车保持相对静止，求木块在车上滑行中产生的热量?12．质量为2㎏的木块置于光滑水平桌面上，质量为10g 的铅弹从水平方向射入木块后，与木块一起向前运动，落地点与桌子边缘的水平距离是0.4m ，在入射过程中内能增加量的60％被铅弹吸收，使铅弹的温度升高了92.6ºC ，已知铅的比热是130.2J ／(㎏.ºC)210/g m s ，求桌面的高度．。
第三章《热力学第一定律》教案精选
中交换的热量又是多少？
2、“对于热力系统而言，能量守恒就是进入系统的能量与离
开系统的能量相等。”这种说法是否正确。♣3
♣3 答：错误。
小结： 1、本次课的核心内容是闭口系统的能量守恆关系式：
q=∆u+w；Q=∆U+W。 2、围绕这个方程的要点概念有：实质、储存能、内能。 3、要注意方程的适用条件和正确的符号表达。 作业： 习题：3来自1，3-4，3-5；思考题：3-2
∫2
讨论： q = ∆u + pdv 的适用条件。♣3 1
三. 意义：
是热力过程分析计算的基本依据；
也是热功转换的基本表达式
♦Q-∆U = W：等式的左侧是消失的热，右侧产生的功，
即：消失的热总是等于产生的功
例 3-1 某闭口系统完成了一个由四个过程组成的循环。试填充表中空
缺的数据。
过程 1—2 2—3 3—4 4—1
4、技术功与轴功的概念、计算以及与体积变化功之关系。
教 学 1、推动功与流动功的概念；
2、技术功与焓的概念；
难 点 3、轴功的概念。
标记
♣注释♥强调注意♠教学方案设计♦说明
说明
第三章 热力学第一定律♠
§3-1 第一定律的实质 一. 实质
♠从本章主要内容简 介入手。
第一定律的实质：能量转换与守恆定律
∫ ∫ δW = W1−2 + W2−3 + W3−4 + W4−1 = δQ = 4kJ ∫ ( ) 得： W4−1 = δQ − W1−2 + W2−3 + W3−4 = −1kJ
∆U4-1 = Q4-1 - W4-1=1 kJ ♥注意：1 应用第一定律解题时要注意各量的正负和单位的一致；
大学_热力学第一定律教案
教学目标：1. 理解热力学第一定律的基本原理和概念。
2. 掌握热力学第一定律的表达式及其物理意义。
3. 学会应用热力学第一定律解决实际问题。
4. 培养学生的科学思维能力和实验操作能力。
教学重点：1. 热力学第一定律的基本原理和概念。
2. 热力学第一定律的表达式及其物理意义。
3. 应用热力学第一定律解决实际问题。
教学难点：1. 热力学第一定律与能量守恒定律的关系。
2. 热力学第一定律在复杂系统中的应用。
教学准备：1. 教学视频：介绍热力学第一定律的原理和应用。
2. 实验器材：演示实验设备，如温度计、压力计、量热器等。
3. 课件与习题：制作简洁明了的课件，并准备适量的练习题。
教学过程：一、导入1. 引入热力学第一定律的定义，激发学生的兴趣。
2. 提出问题：热力学第一定律在物理学中有什么重要意义？二、基本原理与概念1. 介绍热力学第一定律的基本原理，即能量守恒定律。
2. 解释内能、热量、功等概念，并阐述它们之间的关系。
3. 通过实例讲解热力学第一定律在生活中的应用。
三、热力学第一定律的表达式及其物理意义1. 介绍热力学第一定律的表达式：ΔU = Q - W，其中ΔU表示内能变化，Q表示吸收的热量，W表示对外做功。
2. 解释表达式中各个物理量的正负号含义。
3. 通过实例讲解热力学第一定律的物理意义。
四、应用热力学第一定律解决实际问题1. 举例说明热力学第一定律在热机、制冷机等设备中的应用。
2. 引导学生运用热力学第一定律分析实际案例，如汽车发动机、空调等。
3. 分组讨论，让学生尝试解决实际问题。
五、实验演示1. 通过实验演示热力学第一定律的应用，如量热器实验、绝热过程实验等。
2. 引导学生观察实验现象，分析实验数据，加深对热力学第一定律的理解。
六、课堂小结1. 总结热力学第一定律的基本原理和概念。
2. 强调热力学第一定律在物理学中的重要意义。
3. 指出教学过程中的重点和难点。
七、作业布置1. 完成课后习题，巩固所学知识。
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热力学第一定律能量守恒定律
【教学目的】
1、理解热力学第一定律的形式和内涵，并能用热力学第一定律解决有关问题
2、掌握能量守恒定律，能从能量守恒定律的角度理解热力学第一定律
3、知道什么是第一类永动机，能从不同的角度解释第一类永动机不能做成的原因
【教学重点】
热力学第一定律的内容、符号法则
热力学第一定律的应用
【教学难点】
热力学第一定律的符号法则
【教学方法】
分析、讨论、启发式教学
【教具】
铁丝一根、打火机一个。
【教学过程】
●引入新课
请同学们先看几幅图片然后思考：给你一段铁丝，想让它的温度升高，你有哪些方法？通过学生回答回顾复习改变内能的两种方式：做功和热传递。
进一步让学生思考：<1>、
实际生活中单纯做功或单纯热传递改变内能的情况多吗？<2>、如果既做功也有热传递，在
改变内能的时候 U、Q、W 之间又满足什么样的关系呢？今天我们就来研究这个问题！
●新课教学
一、热力学第一定律
1、内容：一个热力学系统的内能增加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、表达式：ΔU＝W＋Q
3、通过课本上p55页的思考与讨论，让学生总结 U、Q、W几个量取正、负值的意义。
4、例题1：一定量的气体从外界吸收了2.7×105J的热量，内能增加了4.3×105J．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？
启发学生讨论：1．引起物体内能变化的物理过程有哪两种？2．物体内能增加量大于物体从外界吸收的热量是什么原因？3．怎样找W、Q、ΔU的正负值．
引起物体内能变化的物理过程有两种，做功和热传递；物体内能增加量大于物体从外界吸收的热量，是由于还有做功，一定是外界对气体做了功．W＝？，Q＝2.7×105J，ΔU＝4.3×105J，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，代入4.3×105＝2.7×105＋W ∴W＝(4.3－2.7)×105＝1.6×105(J)
做功和热传递能使物体内能改变，能量在转化或转移过程中守恒．不仅机械能，其它形式的能也可以与内能相互转化，如电流通过灯泡钨丝变热发光，电能转化为内能和光能(出示电灯泡)．燃料燃烧生热，化学能转化成内能，实验证明：在这些转化过程中，能量都是守恒的．
下面介绍一个早就被我们所熟知的、一直把它作为一个重要解题依据的规律——
二、能量守恒定律
让学生读书P56，了解能量守恒定律的发现过程。
1、内容：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，在转化和转移过程中其总量不变
2、能量守恒定律的重要性：
①是一个普遍适用的定律
②将各种现象联系在一起
③指导着人们的生产、科研
④19世纪自然科学三大发现之一
3、例2：水平马路上行驶的汽车，在发动机熄火后，速度越来越慢，最后停止。
这一现象符合能的转化和守恒定律吗？如果符合，汽车失去的动能变成了什么？
分析：汽车发动机熄火后，汽车要克服阻力做功，当所克服阻力做的功等于其熄火
时的动能时，汽车即停止运动。
在这一过程中，汽车克服阻力做的功要转变成地面、轮胎的内能，所以在这个过程中能量还是守恒的，是机械能转变成内能了。
三、永动机
1、定义：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功。
2、结果：都无一例外的失败了。
3、原因：违背了热力学第一定律。
（介绍永动机的历史和现实）
四、随堂练习
五、课后作业
教学反思：这一节课的内容学生早就接触过，感觉需要讲的不多。
对于热力学第
一定律的内容可以引导学生通过前面的知识自己推出来，然后加以练习加深。
这也是本节课的重点，对于能量守恒定律，学生虽然很熟，但不知道它的发现过程，因此有必要让学生了解，培养学生勇于创新、一丝不苟的科学精神！对于永动机的内容可以以讲故事的形式让学生了解，知道第一类永动机不能制成的原因。