热力学第一定律、能量守恒定律1

热力学第一定律、能量守恒定律1

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时间:2019-02-27

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1、五、热力学第一定律能量守恒定律教学目标1、理解物体跟外界做功和热传递的过程中W、Q、△U的物理意义。2、会确定W、Q、△U的正负号。3、理解、掌握热力学第一定律,从能量转化和转移的观点理解热力学第一定律。4、会用△U=W+Q分析和计算问题。5、理解、掌握能量守恒定律及其重要性。6、要有能量意识,会用能量守恒的观点分析、解决有关问题,明确它的优越性。7、知道第一类永动机不可能成功的原因。8、人类对自然规律的认识是不断深入的。重点、难点分析重点:能量守恒定律难点:热力学第一定律△U=W+Q中各物理量的意义及正负号的

2、确定,这对学生是很困难的,要用收入、支出和结存的观点去分析,要抓住研究对象。另一难点是用能量守恒的观点去分析和解决问题,它的优越性是不管中间过程细节问题,要逐渐培养学生用能量观点解题。课时安排:一课时课前准备:教师:柴油机模型、电动机、电炉子、灯泡、电池、打气筒、投影仪、胶片、多媒体学生:电动玩具、利用机械能守恒定律制成的小玩具、植物标本(如玉米粒)教学设计(教学过程)引入新课我们在前面学习了改变内能的两种方式:做功和热传递,即通过对物体做功或者经过热传递的过程都能改变物体内能,那么它们之间有什么数量关系呢?以

3、前我们还学习过电能、化学能等各中形式的能,它们在相互转化的过程中遵守什么样的规律呢?今天我们就来研究这些问题。板书:第六节热力学第一定律能量守恒定律同学们带着下列问题看课本,看到△U=W+Q板书:(投影片)1、一个物体,如果它跟外界不发生热交换,那么外界对它做功与物体对外做功,会引起物体内能怎样的变化?2、一个物体,如果外界与物体之间没有做功,那么物体吸热与放热会引起物体内能的怎样的变化?3、如果物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?4、W、Q、△U三者都有正负,它们的关系怎样?让

4、同学们前后座四人为一小组,互相交流一下,得出正确结论。让同学举手发言,代表自己小组发言,其他小组补充,老师给以适当点拨。答案:(胶片给出)1、外界对物体做功,物体的内能增加;物体对外界做功,物体的内能减少。2、物体吸热,物体的内能增加;物体放热,物体的内能减少。3、外界对物体做功W为正,物体对外做功W为负;物体吸热Q为正,物体放热Q为负;物体内能增加△U为正,物体内能减少△U为负。4、△U=W+Q这就是热力学第一定律,它表示了功、热量跟内能改变之间的定量关系。例:一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量,

5、内能增加了4.2×105J。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?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,这一过程做功情况怎样?解:根据题意得出:Q=2.6×105J,△U=4.2×105J,求:W=?根据△U=W+Q代入可得:4.2×105J=W+2.6×105JW=1.6×105JW为正值,外界对气体做功,做了1.6×105J功。第二问中:Qˊ=2.6×105J,△Uˊ=1.6×105J,计算结果Wˊ=-1.0×105J。这说明气体对外界做功(气体

6、体积变大),做了1.0×105J。让同学们观看柴油机模型,用热力学第一定律解释柴油机正常工作时压燃的原理。活塞压缩气体,活塞对气体做功,由于时间很短,散热可以不计,机械能转化为气体的内能,温度升高,达到柴油燃点,可“点燃”柴油。做功和热传递都能使物体的内能改变,能量在转化的过程中守恒,不仅机械能,其它形式的能也可以与内能相互转化,如电流通过电炉子发热,电能转化为内能(演示电炉子);燃料燃烧生热,化学能转化为内能。实验证明:在这些转化过程中,能量都是守恒的。由此引发了我们更深刻的思考。同学们把剩下的课文看完再看一

7、段录象:风力发电,电镀,电动机带动水泵抽水,汽车在公路上行驶,水电站,植物生长,风云雷电等,再观看准备的教具及学生带来的玩具。投影仪再次打出讨论的题目:1、能量守恒定律的内容是什么?2、各种机器的作用是什么?3、风力发电是什么能转化成什么能?4、化学上电解食盐的过程,是什么能转化成什么能?5、为什么说能量守恒定律是伟大的运动基本规律?6、第一类永动机为什么不能成功?7、举出一些生活中能量守恒的实例让同学们前后座四人为一小组,互相交流一下,得出正确结论。让同学举手发言,代表自己小组发言,其他小组补充,老师给以适当

8、点拨。答案:(胶片给出)1、见课本。2、各种机器都是能量转化器。3、是机械能转化为电能。4、是电能转化为化学能。5、能够把各个领域联系起来,具有共同语言。6、它违背了能量守恒定律。7、举不胜举。能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一。教学设计说明1、热力学第一定律△U=Q+W中各字母正负值的确定是个难点,难就难在物理意义不清楚,设计的前半部分都是围绕着这一难点展开的。1、各种能量在一定条

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