课时10.3 热力学第一定律 能量守恒定律 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,知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。 4.通过对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制成的。 重点难点:会用ΔU=W+Q分析和解决问题,会运用能量守恒定律解决有关问题。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。 教学建议:本节教学中要明确,在单纯绝热过 程和单纯传热过程中系统状态发生改变时,只要始末状态确定了,做功的数量或者传热的数量就是确定的,一定数量的功与确定数量的热相对应。在从热力学第一定律到普遍的能量守恒定律的教学中要指出:能量守恒定律的确立,说明了不同运动形式在相 互转化中有量的共同性。将单纯绝热过程和单纯 传热过程中系统内能变化的定量表达式推广到一般情况,也就是得出普遍适用的热力学第一定律。热力学第一定律是能量守恒定律在热现象范围内的具体体现,进而说明第一类永动机是不可能制成的。 导入新课:图中左边为风力发电机,发出的电供给右边的电风扇,电风扇把风吹到发电机上发电,循环往复,不需要消耗其他能量风扇就可以一直工作下去。 在能源短缺的现在, 这是多么美好的愿望啊!同学们,这种愿望能实现吗 1.热力学第一定律 (1)改变内能的两种方式:①做功和②热传递。 (2)热力学第一定律 ①内容:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的③热量与外界对它所做的④功的和。 ②表达式:⑤ΔU=Q+W。 2.能量守恒定律 (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⑥转化为另一种形式,或者从一个物体⑦转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量⑧保持不变。 (2)意义 ①各种形式的能可以互相⑨转化。 ②⑩互不相关的物理现象可以用能量转化和守恒定律联系在一起。 3.永动机不可能制成 (1)第一类永动机:不需要任何动力或燃料,却能不断地对外做功的机器。 (2)第一类永动机不可能制成的原因:违背了能量守恒定律。 1.快速推动活塞对汽缸内气 体做功10 J,气体内能改变了多少 若保持气体体积不变,外界对汽缸传递10 J 的热量,气体内能改变了多少 能否说明10 J的功等于10 J的热量 解答:两种情况下气体内能都改变了10 J,说明做功和热传递在改变物体内能上是等效的,不能说10 J的功等于10 J的热量,因为功与热量具有本质区别。 2.有一种所谓的“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,维持表针走动的能量是从哪儿来的。 解答:这不是永动机。手表戴在手腕上,通过手臂的运动,机械手表获得能量,供手表指针走动。若将此手表长时间放置不动,它就会停下来。 3.判断下列说法是否正确。 (1)某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加。 (2)石子从空中落下,最后停止在地面上,说明机械能消失了。 (3)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,减少的机械能转化为内能,但总能量守恒。 解答:(1)能量在不同的物体间发生转移,在转移的过程中能量守恒,(1)正确。 (2)石子下落过程中,机械能在转化,比如受到空气阻力作用,机械能减小,但机械能并没有消失,而是转化成了其他形式的能量,(2)错。 (3)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,是由于机械能转化为秋千和周围空气的内能,但总能量守恒,(3)正确。 主题1:热力学第一定律 问题:阅读课本“热力学第一定律”标题下的内容,回答下列问题。 (1)做功和热传递怎样改变物体的内能 (2)一个物体,它既没有吸收热量, 也没有放出热量,那么:如果外界对物体做的功为W,则它的内能如何变化 变化了多少 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 (3)一个物体,如果外界没有对物体做功,物 ... ...
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