(完整版)《热力学第一定律》教学设计 教案

3.2热力学第一定律1.教学目标物理观念：知道热力学第一定律及其符号法则。

科学思维：理解热力学第一定律的公式并能进行相关的分析计算。

科学探究：通过热力学第一定律的应用，养成与他人合作探究的习惯，体验科学家探究规律的艰辛与执着。

科学态度与责任：学习科学家执着探索的科学精神，实事求是的严谨的科学态度，培养探究科学的兴趣。

2.教学重难点教学重点：热力学第一定律的公式及其符号法则。

教学难点：热力学第一定律和实际应用。

3.教学准备多媒体课件等。

4.教学过程一、新课引入汽缸内有一定质量的气体，压缩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?分析：压缩气体，内能增大，给气体加热内能也是增大。

两者叠加所以就更明显。

二、新课教学（一）热力学第一定律焦耳的实验归总结除了：做功与传热在改变系统内能方面是等价的。

之前学过做功和热传递都可以改变物体的内能，回顾一下公式。

在绝热过程中Q=0，系统内能增量等于外界对系统做的功ΔU=W，而当外界对系统做功为零W=0，那系统的内能增量等于吸热ΔU=Q。

这两种方式在改变物体内能的结果上是相同的。

思考：如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，内能又如何变化呢？既然做功与传热对改变系统的内能是等价的，那么当外界既对系统做功又对系统传热时，内能的变化量就应该是ΔU=W+Q热力学第一定律：一个热力学系统的内能变化量等于外界向他传递的热量与外界对他所做的功的和。

下面具体分析。

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）内能减少总结：对于一般具体而言，体积减小时外界对气体做功，W>0；体积增大时，气体对外界做功，W<0。

探究与讨论：我们知道，外界对系统做功有助于内能增加；外界向系统传递热量也有助于系统内能增加。

若∆U>0，表示内能增加，根据以上理解，请你拟定热力学第一定律∆U=W+Q中各物理量的符号规则。

热力学第一定律教学设计【教学目标】1.知识与技能目标（1）理解热力学第一定律，明确W、Q、ΔU正负号的意义。

掌握热力学第一定律能用其分析解决实际问题（2）理解能量守恒定律，能依据能量守恒的观点用能量守恒定律解释相关现象。

（3）知道第一类永动机不可能成功的原因。

2.过程与方法目标（1）经历热力学第一定律的探究过程，理解做功和热传递对内能的影响。

（2）运用生活实际，结合自身体会，理解能量守恒定律是自然科学的基本定律之一。

（3）从实际出发，体会永动机的不可能性。

3.情感态度与价值观目标（1）通过热力学第一定律的学习，确立能量的输入、输出思想。

（2）认识能量守恒，认识自然界规律的多样性和统一性。

（3）培养树立能量守恒的观点，逐步构建能量转化和守恒的物理思维方法。

【教学过程】一、做功与热传递1.一个系统在绝热过程中：（1）如果外界对系统做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？（2）如果系统对外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？结论：在无热交换情况下，外界对气体做功为W，物体内能变化为△U，△U＝W，由此可知：外界对气体做功，内能增加，气体对外界做功，内能减少。

2.一个系统在单纯传热过程中：（1）如果系统吸收热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？（2）如果系统放出热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？结论：在没有做功情况下，物体与外界间传递热量Q，物体内能变化为△U，则△U＝Q，由此可知：物体吸热，内能增加，放热，内能减少。

3.做功和热传递的区别（1）做功改变内能的实质：其它形式的能和内能之间的转化（2）热传递改变内能的实质：各系统间内能的转移（3）做功和热传递在改变内能的效果是等效的二、热力学第一定律1.内容：一个热力学系统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2.表达式：ΔU＝W + Q3.ΔU = W + Q中各量的正、负号及含义例题：在一个标准大气压下，水在沸腾时，1g的水由液态变成同温度的水蒸气，其体积由1.043 cm3变为1676cm3,已知水的汽化热为2263.8 J/g.求：气体增加的内能ΔU.解：取1 g水为研究对象，大气视为外界，1 g 沸腾的水变成同温度的水蒸气需要吸收热量，同时由于体积膨胀，系统要对外做功，所以有ΔU＜Q吸.气体在等压下膨胀做功：W=p(V2-V1)=1.013×105×(1676-1.043)×10-6 J=169.7 J.气体吸热：Q=mL=1×2263.8J=2263.8J.根据热力学第一定律：ΔU=Q+W=2263.8 J+(-169.7)J=2094.1 J4.应用热力第一定律解题步骤：（1）首先确定研究对象是哪一个物体或哪一个热力学系统（2）分别列出物体或系统吸收或放出的热量；外界对物体（系统）所做的功或物体（系统）对外做功。

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。

热力学第一定律信丰县第六中学朱永辉教学目标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。

45678要逐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，其他小组补充，老师给以适当点拨。

1234根据△W=1.6×W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。

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。

首先我们需要明确热力学第一定律的概念。

热力学第一定律又称为能量守恒定律，指的是能量不能被创造也不能被消灭，只能在不同形式之间转化和传递。

在物理学中，能量是指物体或系统所拥有的能够使它们进行某些操作的属性。

在教学中，我们可以通过多种方式来帮助学生理解热力学第一定律的概念，以及其在实际生活中的应用。

在此，我们将介绍一个完整的九年级物理教案，以帮助教师进行有效的课堂教学。

【一】教学目标1.理解热力学第一定律的概念和应用；2.掌握能量的转化和传递的基本规律；3.学习用热力学第一定律分析和解决实际问题。

【二】教学内容1.热力学第一定律概念介绍；2.能量的转化和传递；3.热力学第一定律的应用。

【三】教学过程1.导入环节教师可以通过放映相关影片或者图片，来引导学生了解热力学第一定律的基本概念和应用。

2.正文教学（1）热力学第一定律的概念教师通过简单的例子，如加热饮用水，帮助学生理解热力学第一定律的基本概念。

在这个过程中，学生将会学习什么是能量，以及能量可以如何转化和传递。

（2）能量的转化和传递教师可以以日常生活中的例子，如冰块的融化过程，为例，帮助学生了解能量在不同形式之间的转化和传递规律。

通过这种方式，学生将会学习到温度和热量的概念，以及如何量化能量转移。

（3）热力学第一定律的应用教师可以通过案例分析等方式，帮助学生了解热力学第一定律在实际生活中的应用。

例如，学生可以学习地球上的能量平衡，以及对环境和自然资源的保护。

3.练习环节教师可以通过一些实验和计算练习等方式，帮助学生巩固所学知识，并让他们更好地理解这些概念和规律。

4.总结环节在本节课程的教师可以通过提问方式，帮助学生总结所学内容，以及概括热力学第一定律的定义和应用。

【四】教学评估教学评估可以通过课堂问答、小组讨论、实验数据分析和书面作业等方式实现。

这样可以确保学生对所学知识的理解和掌握。

【五】教学总结通过这个教案设计，教师将能够有效地授予九年级学生热力学第一定律的概念和应用。

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，______。

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。

热⼒学第⼀定律教案完整版热⼒学第⼀定律教案Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】热⼒学第⼀定律信丰县第六中学朱永辉教学⽬标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。

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. Copyright is pers onal own ership. fjnFLDa5z。

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。