《热力学第一定律》教学设计 教案

10.3热⼒学第⼀定律能量守恒定律教案第三节热⼒学第⼀定律能量守恒定律⼀、教学⽬标1、知道热⼒学第⼀定律的内容及其表达式2、理解能量守恒定律的内容3、了解第⼀类永动机不可能制成的原因⼆、教学重点与难点从能量转化的观点理解热⼒学第⼀定律，会⽤ΔU = W + Q 分析和计算有关问题是本节的重点。

热⼒学第⼀定律ΔU = W + Q中各物理量的意义及正负号的确定，如何⽤能量转化和守恒的观点分析物理现象是本节的难点。

三、教学⽅法与建议问题讨论法、阅读法四、学情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？学⽣通过分析讨论，⾃然得出热⼒学第⼀定律。

能量守恒定律的知识，学⽣⼀直都有，故不存在什么问题。

永动机学⽣虽然⽐较陌⽣，但通过影⽚的播放介绍，学⽣应该能够有所了解。

五、教学过程（⼀）引⼊新课[问题]：改变物体内能的⽅式有哪些？学⽣回答：做功和热传递。

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，我们就来研究这个问题。

（⼆）新课讲授⼀、热⼒学第⼀定律1、思考与讨论（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？学⽣思考回答：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。

（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？学⽣思考回答：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.（3）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？学⽣思考后应该能够得出ΔU = W + Q的结论。

科学态度与责任
学习科学家们探索自然规律的精神，增强学生开发新能源、合理利用能源、发展节能技术的责任感。同时在学习了第一类永动机不可行后，学生能够建立健康积极的科学观。
三、学习者特征分析
1.知识层面：
1)学生已掌握了内能的定义及其微观解释。
2)本章前两节已经学习了在绝热过程中 ，以及在单纯的热传递过程中 的关系。且建立了在改变系统内能上做功和热传递是等价的观念。
科学思维
会用 解决一些简单的问题。了解建立热力学第一定律的历史过程、事实依据以及科学方法。通过教材中J.R.迈尔船医的故事让学生对创造性思维中最活跃因素——“猜想与假设”有一定的启发。锻炼学生能从抽象公式内化为思维从而解释生活中现象的能力，让学生能够学以致用。
科学探究
通过独立分析和思考，理解W、Q、ΔU正负号的意义。能将其运用到生活实际，结合自身体会，理解能量守恒定律。从实际出发体会永动机的不可能性。
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。
《热力学第一定律》
教学设计与反思
课题：热力学第一定律
科目：物理
教学对象：高二
选用教材：人教版选修3-3第十章第3节
教师：
师范班 林琬晴
一、教学内容分析
本节内容选自人教版选修3-3第十章《热力学定律》的第3节《热力学第一定律能量守恒定律》。
从教材结构上来看，本章从研究绝热过程中功和内能关系开始，到讨论单纯的热传递过程中热与内能的关系，逐步剖析功、热量以及内能三者之间的关系，引出了热力学第一定律以及能量守恒定律的内容（能量守恒定律在人教版必修2第七章第10节已学习，因此并未在本课的设计范围内）。在学习了守恒律后，学生能够通过学习热力学第二定律来了解自然过程的不可逆性，认识自然界的一切自发过程都是朝着熵增大的方向进行的这一规律。

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。

3 热力学第一定律能量守恒教学目标：1.知道热力学第一定律，理解能量守恒定律；2.会用热力学第一定律的数学表达式进行简单计算；3.知道永动机不可能。

教学重点和难点：能量守恒定律的理解、热力学第一定律的应用教学方法：分析、讨论、启发式教学教学过程：一、一、新课引入：物体中所有分子的热运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。

改变内能的两种方式：做功和热传递外界对物体做了多少功，物体的内能就增加多少，外界传递给物体多少热量，物体的内能就增加多少，若外界既向物体传热又对物体做功呢？二、新课教学：（一）热力学第一定律用∆U表示物体内能的增加量，用Q表示物体吸收的热量，W表示外界对物体做的功：∆U=Q+W例1：一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，外界对气体做了多少功？例2：一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了1.6×105J，外界对气体做了多少功？例3：一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，同时对外界做了3.6×105J 的功，气体的内能增加了多少？符号法则：对△U：“正（＋）”表示内能增加“负（－）”表示内能减少对Q：“正（＋）”表示吸热“负（－）”表示放热对W：“正（＋）”表示外界对物体做功“负（－）”表示物体对外界做功（二）能量守恒定律做功改变物体的内能是其它形式的能转化成了内能热传递（吸热）改变物体的内能是内能从外界转移到了这个物体、即能的转移。

自然界中，各种形式的能都可以相互转化。

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例：从20米高处落下的水，如果开始时水的势能的20%用来使水的温度升高，水落下后温度升高多少？三、小结：1、了解热力学第一定律，会用其数学表达式进行简单计算；2、理解热力学第一定律公式中各量的正负号的含义3、理解能量守恒定律，能应用其解释一些现象；4、知道第一类永动机是不可能的、它违反了热力学第一定律。

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，______。

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。

2.采用生动、形象的例子和实验，帮助学生理解热力学第一定律的内涵。
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。

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。

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；

第三节热力学第一定律能量守恒定律设计教师王庆翠审核教师李广山【学习目标】1．知道热力学第一定律的内容及其表达式2．理解能量守恒定律的内容3．了解第一类永动机不可能制成的原因【重点】热力学第一定律【难点】应用热力学第一定律解决问题【知识导学】1.热力学第一定律<1）。

这个关系叫做热力学第一定律。

其数学表达式为：。

EFzx2z3CJ9<2）.与热力学第一定律相匹配的符号法则<3）热力学第一定律说明了做功和热传递是系统内能改变的量度，没有做功和热传递就不可能实现能量的转化或转移，同时也进一步揭示了能量守恒定律。

EFzx2z3CJ9<4）应用热力学第一定律解题的一般步骤：①根据符号法则写出各已知量<W、Q、ΔU）的正、负；②根据方程ΔU=W+Q求出未知量；③再根据未知量结果的正、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的运动，每种运动对应着一种形式的能量。

如机械运动对应；分子热运动对应；电磁运动对应。

EFzx2z3CJ9⑵.不同形式的能量之间可以。

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。

EFzx2z3CJ9⑶.。

这就是能量守恒定律。

(4>.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。

(5>.能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程。

(6>. 能量守恒定律的重要意义3.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，即第一类永动机是制造出来的。

EFzx2z3CJ9【典型例题】例1.一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是 < ）EFzx2z3CJ9A.W=8×104J，ΔU =1.2×105J ，Q=4×104JB.W=8×104J，ΔU =－1.2×105J ，Q=－2×105J EFzx2z3CJ9C.W=－8×104J，ΔU =1.2×105J ，Q=2×104JD.W=－8×104J，ΔU =－1.2×105J ，Q=－4×104JEFzx2z3CJ9例2.一定质量的气体，在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？EFzx2z3CJ9例3. 一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，问：<1）物体的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）分子的平均动能是增加还是减少？【巩固练习】1．关于物体内能的变化，以下说法正确的是 < ）A.物体吸热，内能一定增大 C.物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变B.物体对外做功，内能可能增大 D.物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变2．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是 < ）A.秋千的机械能守恒B.秋千的能量正在消失C.只有动能和重力势能的相互转化D.减少的机械能转化为内能，但总能量守恒3．下列各物体在所经历的过程中，内能增加的有 ( >A.在光滑斜面上由静止释放而下滑的物体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，碰撞后以共同的速度运动4．在热力学第一定律的表达式ΔU=W+Q中关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负，下列说法中正确的是 < ）EFzx2z3CJ9A.外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时ΔU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ΔU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ΔU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ΔU为负5．对于在一个大气压下100℃的水变成100℃的水蒸气的过程中，下列说法正确的是 < ）A.水的内能增加，对外界做功，一定是吸热B.水的内能不变，对外界做功，从外界吸热C.水的内能减少，对外界不做功，向外界放热D.水的内能增加，对外界做功，向外界放热6．图10.3-1经B至C的P—图线，则在此过程中< ）A.气体的内能改变B.气体的体积增大C.气体向外界放热D.气体对外界做功图10.3-17．一个透热良好的气缸，缸壁浸在盛水的容器中，迅速下压活塞，压缩中对气体做了2000J的功，稳定后使容器中2千克的水温度升高了0.2℃，假设盛水容器绝热。

●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
物理量
符号
意义
符号
意义
W
+
外界对系统做功
－
系统对外界做功
Q
+
系统吸收热量
－
系统放出热量
ΔU
+
内能增加
－
内能减少
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。
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

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。

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。