热力学第一定律.doc

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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确定，这对学生是很困难的，要用

2、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

3、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

4、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，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2.6×1

5、05J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，

6、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

7、？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

8、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