下载文档原格式
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．。
热力学第一定律优质课哎呀，今天我们聊聊热力学第一定律，听起来很高深，但其实和我们日常生活息息相关，简直是个神奇的家伙。
想象一下，你在厨房忙活，锅里炖着肉，突然锅盖一打开，那香味立马飘了出来，让你口水直流。
这就是能量在你身边悄悄流动，没错，热力学的奥秘就在于此。
热力学第一定律，说白了就是能量守恒定律，能量既不会凭空出现，也不会无缘无故消失。
就像我们常说的“光阴似箭，日月如梭”，时间在流逝，但能量始终在转移。
比如说，你把火点着了，锅里的水被加热，水分子开始活跃，嘿，瞬间就沸腾了。
可别小看这水，里面的能量可多得很，它像个活力四射的小精灵，把热量转化为蒸汽，哇，这一过程可真是神奇。
再说说我们生活中的其他例子。
想想你骑自行车，踩踏板的时候，腿上的力量转化成车轮的转动，这个过程简直像魔法一样！骑得越快，风迎面扑来，爽快得不得了。
这就是能量的转化，正是热力学第一定律在你的骑行中默默运作。
能量一会儿在你腿上，一会儿在车轮上，玩得不亦乐乎。
如果把能量比作一位小朋友，那它就是个好动的家伙，永远都在不同的地方跑来跑去。
举个例子，太阳光照在大地上，植物吸收这些光能，进行光合作用，变成养分，哇，这可是个大团圆的结局！能量从太阳到植物，再到我们吃的美食，真是个美妙的循环。
你看，这第一定律让我们生活变得丰富多彩，就像菜市场里的各种新鲜水果一样，让人眼花缭乱。
这个定律还有个很重要的概念，叫做内能。
可以把内能想象成你家冰箱里的食物。
冰箱里保持着食物的新鲜，里面的温度变化，能量的转移，全都与内能有关。
想象一下，放进冰箱里的热饭菜，哎呀，刚开始时热乎乎的，过了一段时间，哗，冷了，能量悄悄跑掉了。
没错，这就是能量在变动，它从热的状态转向冷的状态，真是个聪明的小家伙。
再聊聊热机，热机可是一项伟大的发明。
想象一下，汽车发动机就像一个能量的转化工厂，燃料在里面燃烧，产生热量，这些热量又转化为动能，让车子飞驰而去，简直快得飞起！每一次启动，都是能量在做大秀。
第二节热力学第一定律（第一课时）教学目标：（一）物理观念让学生能够构建内能的概念，知道理解内能微观和宏观的意义。
（二）科学思维学生了解焦耳实验的设计思路，帮助提高学生的模型构建能力（三）科学探究锻炼学生对实际问题进行研讨的能力（四）科学态度与责任培养学习物理的兴趣，增强对大自然的好奇心教学重点：理解物体内能的概念，知道功与内能改变的关系。
教学难点：内能的改变与做功的方式无关，仅与做功的数量有关。
教学方法：观察、实验、阅读、讨论和讲解法教学用具：气球，无色玻璃瓶，橡胶瓶塞，打气筒等。
投影仪、投影片。
教学过程设计与目标（一）有关气球的小活动引课内容：通过反复拉伸气球，可以造成气球熔断解释：反复对气球做功，可以使气球温度升高，内能增大，进而熔断气球。
达成目标：让学生体验并知道做功可以改变物体的温度，改变物体的内能。
（二）内能：（1）从第七章分子动理论入手，复习并给出内能的微观含义（2）从影响内能的宏观条件入手，让学生了解内能的宏观含义。
（3）明确理想气体的内能，对接高考。
达成目标：让学生了解本节课的内能和之前分子动理论提到内能的一致性，并明确高考中常见理想气体的内能只与温度有关。
（三）焦耳的实验阅读教材自主学习和观看微课相结合形式让大家清楚焦耳的两个实验，并完成下列问题：a.焦耳的两个实验实在什么条件下完成的，为什么要满足上述条件（绝热条件，避免外界环境对物体的内能影响）b.焦耳的两个实验分别是由什么形式能量转化成了内能，如何实现的转化（1、重力势能转化为内能，通过重物的下落，带动叶片旋转，叶片与水摩擦进而使水的内能增大。
2、重力势能转化为电能，电能转化为内能。
重力下落做功，带动发电机发电，电阻丝发热，进而使水的内能增加）c. 焦耳的两个实验的结论是怎样的（热力学系统从1个状态到另一个状态，所需的功的数值是相同，与做功的方式和过程无关。
）达成目标：让学生通过焦耳的实验的学习深刻理解做功和改变内能的关系（四）通过焦耳的两个实验进一步得出做功和内能变化的关系：在绝热的过程中：W U =∆。
