热力学第一定律 能量守恒定律(修订稿).ppt

1、10.3 热力学第一定律 能量守恒定律,高二物理备课组,目标导航,1.理解两个定律 热力学第一定律、能量守恒定律 2.会用两个定律分析、解决相关的问题 3.知道永动机不可能实现,一、整体感知,1、内能的概念及其决定因素？理想气体的内能呢？ 2、改变物体内能的方式有哪些？它们之间有何异同？ 3、一个物体在绝热过程中如果外界做的功为，则它的内 能如何变化？变化了多少？ 4、一个物体在单纯的传热过程中如果物体从外界吸收热量 为，则它的内能如何变化？变化了多少？,请同学们快速回顾，自由回答。,（一）温习回顾、架桥铺路,请同学们阅读文本，思考下列问题。,1、热力学第一定律的内容？数学表达式？ 2、能量守

2、恒定律的内容？在能量守恒的探索中做出贡献的典型人物？能量守恒定律蕴含的物理意义？热力学第一定律与能量守恒定律的关系？19世纪的三大发现？ 3、第一类永动机的概念？第一类永动机不能制成的原因？,（二）阅读课本、提炼信息,（三）交流互动、整合知识,一、热力学第一定律 1定律内容： 2数学表达式：,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,U Q W,二、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，在转化或转移的过程中 能量的总量 保持不变,4热力学第一定律与能量守恒定律的关系,2

3、.在能量守恒的探索中做出贡献的典型人物：,盖斯（俄国化学家）能量守恒定律的先驱 迈尔（德国医生）第一个提出能量守恒思想的人 焦耳（英国物理学家）为能量守恒奠定牢固实验基础的人 亥姆霍兹（德国科学家）提出了势能和动能的转换,3能量守恒定律的物理意义：,(1)各种形式的能都可以相互转化。在转化过程中，能量都 是守恒的。 (2)各种物理现象可以用能量转化和守恒定律联系在一起,4热力学第一定律是内能与其他能量转化时的能量守恒定律,5.19世纪自然科学三大发现： 能量守恒定律、细胞学说、生物进化论,三、永动机不可能制成 1第一类永动机： 2第一类永动机不可能制成的原因：,制造永动机的千万次努力都以失败而

4、告终,不需要动力或燃料，却能源源不断对外做功的机器（不吃草的马、不烧油的发动机）,违背了能量守恒定律,历史上设计永动机的人们以自己的失败帮助我们找到了正确的方向；他们的不懈努力反映了人类追求幸福的美好愿望。 铭文：纪念为实现永动机的奋斗而失败的人们 同时有这么一句话送给大家： 失败是什么？没什么，只是更走进成功一步；成功是什么？就是走过了所有通向失败的路，只剩下一条路，那就是成功之路。,二、主体探究启思悟理、把握规律,探究1热力学第一定律应用的符号法则 一定质量的气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体 对外界做功？如果膨胀时做的功是135J，同时向外放热85J， 气体内能的变化量是多少？内能

5、是增加了还是减少了？ 请你通过这个例子总结U、Q、W 几个量取正、负值的意义。 请同学们先独立思考，然后以小组为单位进行讨论、交流，于组内达成共识，推选代表，做好展示、发言的准备。,【规律小结】 (1)应用热力学第一定律时要明确研究的对象是哪个物体或者是哪个热力学系统 (2)应用热力学第一定律计算时，要依照符号法则代入数据对结果的正、负也同样依照规则来解释其意义,符号法则：“收入为正，支出为负”,与热力学第一定律相匹配的符号法则：,探究2热力学第一定律与气体状态变化的综合应用,请同学们先独立思考，然后以小组为单位进行讨论、交流，于组内达成共识，推选代表，做好展示、发言的准备。,右图为一定质量的

6、理想气体状态变化的VT图象，请同学们利用图象信息，分析比较ab、 ac两过程中气体的内能的变化情况U1、U2；做功情况W1、W2及吸放热情况Q1、Q2三组物理间的关系大小,并说明判定依据。 U1 U2 ;W1 W2 ;Q1 Q2,【规律小结】 在解决热力学第一定律U=Q+W与定质量的理想气体相综合的问题时要抓住两个关系： 做功W与气体体积变化的关系； 内能变化U与气体温度变化的关系 即：,探究3用能量守恒定律分析、解决问题的要领 某工人在维修时用一质量M=1.2kg铁锤连续打击一质 量为m=40g铁制件，设打击时有80%的机械能转化为内 能，内能的50%使铁制件的温度升高，问连续打击20 次后铁制件的温度升高多少？已铁锤打击铁制件时 的速度为v=10m/s，铁的比热C=5.0102J/kg 。(g取10 m/s2）,请同学们分析铁锤打击铁制件时的能量转化情况，然后求解设置的问题，同时思考解决此类问题的基本思路，然后同周边同学交换意见，为发言做准备。,【规律小结】 搞清能量转化的物理情景及转化过程中