热力学定律课件(3)

1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 选修选修3-3 热力学定律热力学定律第十章第十章第三节热力学第一定律第三节热力学第一定律能量守恒定律能量守恒定律第十章第十章学习目标定位学习目标定位1课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计5课课 时时 作作 业业7易错案例剖析易错案例剖析6学习目标定位学习目标定位理解和掌握热力学第一定律表达式，并能用于分析有关问题并进行具体的计算理解和掌握能量守恒定律，明确定律的重要意义 了解第一类永动机及其不能制成的原因课堂情景切入课堂情景切入 图

2、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？知识自主梳理知识自主梳理热力学第一定律 1改变内能的两种方式 _和_。 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_与外界对它所做的_的和。 (2)表达式：_做功做功热传递热传递热量热量功功uqw能量守恒定律 1能量守恒定律内容 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式_为另一种形式，或者从一个物体_到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量_。 2意义 (

3、1)各种形式的能可以_。 (2)_的物理现象可以用_联系在一起。转化转化转移转移保持不变保持不变相互转化相互转化互不相关互不相关能量转化和守恒定律能量转化和守恒定律 1第一类永动机 不需要任何动力或燃料，却能不断地_的机器。 2第一类永动机不可能制成的原因 违背了_定律。永动机不可能制成对外做功对外做功能量守恒能量守恒重点难点突破重点难点突破 一、对热力学第一定律的理解 1对uwq的理解 热力学第一定律将单纯的绝热过程和单纯的热传递过程中内能改变的定量表述推广到一般情况，既有做功又有热传递的过程，其中u表示内能改变的数量，w表示做功的数量，q表示外界与物体间传递的热量。 2与热力学第一定律相匹

4、配的符号法则做功w热量q内能的改变u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 一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8104j的功，气体的内能减少了1.2105j，则下列各式中正确的是() aw8104j，u1.2105j，q4104j bw8104j，u1.2105j，q2105j cw8104j，u1.2105j，q2105j dw8104j，u1.2105j，q4104j 答案：b 解析：因为外界对气体做功，w取正值，即w8104j，内能减少，u取负值，即u1.2105j，根据uqw，可得quw1.2105j810

5、4j2105j，b正确。 二、对能量守恒定律的理解 1能量的存在形式及相互转化 各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁能、化学能、原子能等。 各种形式的能，通过做功可以相互转化，例如：利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能 2守恒条件 与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的，例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力做功；而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然界现象都遵守的基本规律。 3能量守恒定律的重要意义 (1)找到了各种自然现象的公共量度能量，从而把各种自然现象用能量规律联系起来，揭示

6、了自然规律的多样性和统一性。 (2)突破了人们关于物质运动的机械观念的范围，从本质上表明了各种运动形式之间相互转化的可能性。能量守恒定律比机械能守恒定律更普遍，它是物理学中解决问题的重要思维方法。能量守恒定律与电子的发现、达尔文的进化论并称19世纪自然科学中三大发现，其重要意义由此可见。 (3)具有重大实践意义，即彻底粉碎了永动机的幻想。 三、永动机不可能制成 1第一类永动机 人们把设想中的不消耗能量的机械叫做第一类永动机，第一类永动机是不可能制成的。 2第一类永动机失败的原因分析 如果没有外界热源供给热量，则有u2u1w，就是说，如果系统内能减少，即u2u1，则w0，说明气体的内能增加。如图

7、所示，一个半径为r00.3m的半球状容器，一小铁块由边缘的a点从静止开始沿内壁下滑，当滑到容器底部b点时，容器内壁所受压力为小铁块自重的1.25倍，在它下滑的过程中热量的80%被铁块吸收，那么铁块温度升高多少摄氏度？铁的比热容是462j/(kg)，g取10m/s2。能量守恒定律 如图所示，一木箱静止于水平面上，现在用一个80 n的水平推力推动木箱前进10 m，木箱受到的摩擦力为60 n，则转化为木箱与地面系统的内能u和转化为木箱的动能ek分别是() au200 j，ek600 j bu600 j，ek200 j cu600 j，ek800 j du800 j，ek200 j 答案：b 解析：由

8、于木箱在推动中受到的滑动摩擦力与其相对位移的乘积为物体的内能即u6010 j600 j。由能量守恒定律可得：ekw总u8010 j600 j200 j，故b正确。如下图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是()关于第一类永动机问题 a转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量 b转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身 c转动的叶片不断搅动热水，水温升高 d叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量 解析：形状记忆

9、合金进入水后受热形状发生改变而搅动热水，由能量守恒知能量来源于热水，故a、b、c错；由能量守恒知，叶片吸收的能量一部分转化成叶片的动能，一部分释放于空气中，故d对。 答案：d 至今为止，第一类永动机从来没有成功过，其原因是() a机械制造的技术没有过关 b违反了牛顿运动定律 c违反了电荷守恒定律 d违反了能量守恒定律 答案：d 解析：第一类永动机不可能制成的原因是违背了能的转化和守恒定律。易错案例剖析易错案例剖析 易错点：对热力学第一定律理解不透导致错误 案例：下列关于内能的说法正确的是() a物体吸收热量，内能一定增加 b物体放出热量，内能一定减少 c当做功和热传递同时存在时，物体的内能可能不变 d物体对外做功，内能可能增加 易错分析：易错选项及错误原因具体分析如下：易错选项错误原因a、b对热力学第一定律的含义，没有充分理解 正确解答：物体吸热热量的同时，物体有可能对外做功，所以内能不一定增加，a错