二、热力学第一定律课件配套优秀公开课教案设计

第3节热力学第一定律能量守恒定律

教材分析

前面学习的焦耳实验结果表明，在系统状态发生改变时，只要初末状态确定了，做功的数量或者热传递的数量就是确定的。而且，热功当量的测量结果表明，做功和热传递在改变内能上是等价的。从而得出热力学第一定律的数学表达式。又通过实例对表达式中物理量取值的正负意义进行了讨论。接着，讲述了能量守恒定律的确立。它具有重大的理论意义和实践意义。它对于制造永动机的不可能实现，给予了科学上的最后判决。

二、教学目标知识与技能：

理解热力学第一定律。能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题。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。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。知道第一类永动机是不能实现的。

过程与方法：

能够得出热力学第一定律，并会应用。情感态度与价值观：通过学习能量守恒定律的得出过程，学习科学家的探索精神

教学重点难点重点：

热力学第一定律难点：能量守恒定律

四、学情分析

由于热力学第一定律是教学的重点及难点，因此应利用教学的相当多的时间来进行热力学第一定律的教学，具体来说△U=W+Q中各物理量的意义及正负号的确定对学生来讲是很困难的，以通俗易懂的语言来阐述；对于能量守恒定律的教学，调动学生相互讨论自然界中的各种能量间的转化，分析得出能量守恒定律。五、教学方法自主阅读与思考、精讲精练六、课前准备七、课时安排1课时

八、教学过程

1.热力学第一定律

（1）.一个热力学系统的内能增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。其数学表达式为：ΔU=W+Q （2）.与热力学第一定律相匹配的符号法则

做功W 热量Q 内能的改变ΔU

取正值“+”

外界对系统做功

系统从外界吸收热量

系统的内能增加

取负值“－”

系统对外界做功

系统向外界放出热量

系统的内能减少

（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。

（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。

典例探究

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（）

A.W=8×104J，ΔU=1.2×105J，Q=4×104JB.W=8×104J，ΔU=－1.2×105J，Q=－2×105J C.W=－8×104J，ΔU=1.2×105J，Q=2×104JD.W=－8×104J，ΔU=－1.2×105J，Q=－4×104J 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？

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？

三、反思总结四、当堂检测

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

课后练习与提高1、请填写下列现象中，能量转换的方式：

⑴水轮机带动发电机发电

；⑵水沸腾后，水壶盖被顶起

；

⑶电动机带动机器运转

；⑷植物吸收太阳光进行光合作用

；⑸煤炭燃烧发热

．

2、一定质量的理想气体由状态Ⅰ(p1，V1，T1)被压缩至状态Ⅱ(p2，V2，T2)，已知T2＞T1，则该过程中()A．气体的内能一定是增加的B．气体可能向外界放热

C．气体一定从外界吸收热量D．气体对外界做正功

3、永动机是不可制成的，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．制造永动机的技术不过关D．无法解决机械摩擦问题

教学效果分析