第三章第2节热力学第一定律（原卷版）.docx
热力学第一定律教学案高二物理组：杨胜光一、新课标要求1 .知道热力学第一定律，并掌握其表达式。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,并进行具体的计算。二、科学素养要求1 .物理观念：知道热力学第一定律及其符号法则。2 .科学思维：理解热力学第一定律的公式并能进行相关的分析计算。3 .科学探究：通过热力学第一定律应用，养成与他人合作探究的习惯，体验科学家探究规律的艰辛与执着。4 .科学态度与责任：了解热力学第一定律的发现过程，体会科学探索中的挫折和失败对科学发展的意义。关键词：内能U、内能改变量 做功W、热传递Q网/必 s：TI仆TAJ&J彤1以 推动活塞右移，对活塞做 功8J,同时向外界释放8J 的热量，气体内能改变了 多少？ 演算：问题7：若气体快速膨胀 推动活塞右移，对活塞做 功8J,同时从外界吸收8J三、教学过程活动1、温故知新（递进式问题设计）如图所示，汽缸内壁光滑且封闭了一定质量的气体。达式及文字表述） 补充讲解： 理想气体内能 与温度的关系问题1：快速推动活塞，对汽缸内气体做功8J,气体内 能改变了多少？（绝热过程） 演算：问题2：气体快速膨胀推动活塞右移，对活塞做功8 J, 气体内能改变了多少？（绝热过程） 演算：问题3：若保持气体体积不变，外界对汽缸内气体传递8 J 的热量，气体内能改变了多少？（等容过程）.演算：问题4：若保持气体体积不变，缸体通过汽缸向外界传 递8J的热量，气体内能改变了多少？（等容过程） 演算： 问题8：要使气体内能增加8J,有哪些办法?4.关于热力学第一定律理解的四个误区误区1：误认为吸收热量的物体，其内能一定增加产生误区的原因是把热量和内能混为一谈，误认为吸热内能一定增加，而做功 也可以改变内能，因此吸收热量的物体其内能可能增加，也可能不变，还可能 减少.误区2：误认为对物体做功，物体的内能一定增加其原因是不清楚做功和热传递都可以改变物体的内能，对物体做功，同时放出 热量时，物体的内能可能不变，也可能减少.误区3：误认为功就是热量，热量就是功这是把功和热量混淆了，功和热量都是过程量，但它们的含义不同，做功的过 程伴随着能量的转化，并且做功是能量转化的量度，热量是在热传递过程中内 能的转移.活动2、典例剖析考点一、热一的直接考查X105J的热量，同时气体对外做了 6X 105 J的功。 问题1、热传递Q二问题2、做功W=问题3、内能改变量411=问题4、分子势能是增加还是减少？问题5、分子的平均动能是增加还是减少?【归纳总结】应用热力学第一 4、结果：定律解题的思路与步骤【试题改编】1、对象4个：2、过程（两个状态）：特别注意物理量的正负号书写。3、方程3个：考点二、功的计算一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,已知在 此过程中，气体吸收了 300 J的热量，则该过程中气 体内能变化了多少？点拨：1、等压变化的气体用公式W =其中p 为气体的压强，AV是气体的体积变化。2、在气体的p-V图像中，W在数值上等于 p-V中的“面积”。3、气体自由膨胀不做功，W=0o【迁移应用1,选自教材】一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1m,这段过程 活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于2x103 N的恒力使活塞移动相同距离所做的功。内燃机工作 时汽缸温度高于环境温度，该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25 Jo 求上述压缩过程中气体内能的变化量。燃烧后的高压气体对活塞做功，气体推动活塞移动0.1 m,其做的功相当于9X103N的恒力使活塞移动相 同距离所做的功。该做功过程气体传递给汽缸的热量为30J,求此做功过程气体内能的变化量。考点三、热力学第一定律杷气仙图象结合（多选）一定质量的理想气体由状态Q经状态b、c到状态d,其体积P与热力学温度r的关系如图所示，。、a、d三点在同一直线上，帅和cd平行于横轴，be平行于纵轴，则下列说法正确的是（）。变到状态b的过程中，气体吸收热量，每个气体分子的动能都会增大力到状态c,气体对外做功，内能减小a到状态d,气体内能增加c到状态d,气体密度不变思路点拨：第1步、从温度T的变化看内能变化;第2步、从体积V的变化看做功信息;第3步、用热一推出Q的变化。【触类旁通1】（多选）（2021海南 华中师范大学附属 中学高三月考）一定质量的理想气体，从状态M开始，经状态N、Q回到原状态其P'图像如图所示，其中QMz平行于横轴，NQ平行于纵轴。则（ ）A.MtN过程气体温度不变B.N-Q过程气体吸热C.N-Q过程气体内能减小D.Q-M过程气体放出热量【触类旁通2】（多选）一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、be、ca回 到原状态，其p-T图象如图10-3-5所示.下列判断正确的是（） A.过程ab中气体一定吸热B.过程be中气体既不吸热也不放热C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D. a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E. b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击 的次数不同考点四、热力学第一定律和气侦实验定律结合用轻质活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部 高度H/ = 0.60m,气体的温度心= 300K；现给汽缸缓慢加热至乃= 480K,活塞缓慢上升到距离汽缸底部某 一高度”2处，此过程中缸内气体增加的内能U=300J。已知大气压强po=LOxl（）5pa,活塞横截面积S= 5.0x10 3m2。求：（1）活塞距离汽缸底部的高度”2；（2）此过程中缸内气体吸收的热量。四、课堂小结（由学生负责）五、课后作业
