2022年热力学第一定律能量守恒定律 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 115 热力学第肯定律 一、教案目标 1懂得和把握物体跟外界做功和热传递的过程中 2会确定的 W、Q、 U 正负号；3懂得热力学第肯定律 U =W+Q 4会用 U =W+Q 分析和运算问题；能量守恒定律 W、Q、 U 的物理意义；5懂得能量守恒定律,能列举出能量守恒定律的实例；6懂得“ 永动机” 不能实现的原理；二、重点、难点分析1重点内容是 热力学第肯定律和 能量守恒定律,强调能量守恒定律是自然科学中最基本的定律；学会运用 热力学第肯定律和 能量守恒定律分析、运算一些物理习题；2运用能的转化和守恒定律对详细的自然现象进行分析,说明能是怎样转化

2、的,对学生来说是有难度的；三、教案方法：老师讲解,课件演示,指导同学看书 四、教具： 运算机、大屏幕、自制多媒体课件 五、教案过程（）引入新课上节课我们学习了转变内能的两种方式,做功和热传递,那么它们之间有什么数量关系呢？以前我们仍学习过电能、化学能等各种形式的能,它们在转化过程中遵守什么规律呢？这节课我们就来争论这些问题；【板书】第六节热力学第肯定律能量守恒定律（二）进行新课【板书】一、做功 W、热传递 Q、内能变化 U 的物理意义1做功：做功使物体内能发生变化,实质是能量的转化,是一种形式的能量向另一种形式的能转化；功是能量转化的量度；2热传递：是能量的转移,内能由一个物体传递给给另一个物

3、体,传递的能量用 Q表示；3内能的转变：是物体内全部分子动能和势能之和发生了变化,宏观表现在温度和体积上的变化；【板书】二、 W、Q、 U 正负号的确定1W,外界对物体做功,W 取正值；物体对外界做功,W 取负值；1 / 5 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2Q,物体吸热, Q 取正值；物体放热,Q 取负值；3, U,物体内能增加, U 取正值；物体削减, U 取负值；【板书】三、 W、Q、 U 之间的关系 一个物体,假如它既没有吸取热量也没有放出热量,那么,外界对它做多少功,它的 内能就增加多少一个物体,假如它既

4、没有对外做功,也没有其他物体对它做功,那么,它从外界吸取 多少热量,它的内能就增加多少假如外界既向物体传热又对物体做功,那么物体内能的增加量就等于物体吸取的热量 Q 表示物体吸取的热量,用 和外界对物体做的功之和用 U 表示物体内能的增加量,用 W表示外界对物体做的功,那么 U=Q+W 这个式子所表示的,内能的变化量跟功、热量的定量关系,在物理学中叫做 热力学第 肯定律【例题】肯定量的气体从外界吸取了2.6 105J 的热量,内能增加了4.2 105J外界对气体做了多少功？解： 由 1 式得 W= U Q =4.2 105J2.6 105J 5J=1.6 105J 1.6 10外界对气体做的功

5、是摸索与争论上题中,假如气体吸取的热量仍为2.6 105J,但是内能只增加了1.6 105J,运算结果 W将为负值怎样说明这个结果？一般地讲,意义？【板书】四、能量守恒定律 U、Q、W的正值和负值各代表什么物理【课件演示】让同学先看几个能量转化的例子（增强感性熟悉）1机械能与内能转化过程中能量守恒（1）运动的汽车紧急刹车,汽车最终停下来；这过程中汽车的动能（机械能）转化为 轮胎和路面的内能（假定这过程没有与四周物体有热交换,既不散热也不吸热）；摩擦力做了多少功,内能就增加多少；公式W= E 表示了做功与内能变化的关系,这公式也反映出做功过程中,机械能的缺失数量恰好等于物体内能增加的数量；2 /

6、 5 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - （2）把一铁块放入盛有水的烧杯中,用酒精灯加热烧杯内水,直至水沸腾；在这一过 程中,铁块从四周水中吸取了热量使它温度上升,内能增加；这过程中水的一部分内能通 过热量传递使铁块内能增加；铁块吸取多少热量,它内能就增加多少；公式 Q= E 表示吸 收的热量与内能变化量的关系,也反映出铁块增加的内能数量与水转移给铁块的内能数量 相等；一般情形下,假如物体跟外界同时发生做功和热传递过程,那么,外界对物体所做的功 W加上物体从外界吸取的热量Q,等于物体内能的增加 E,即W+Q= E 上式

7、所表示的是功、热量和内能之间变化的定量关系,同时它也反映了一个物体的内 能增加量等于物体的机械能削减量和另外物体内能削减量（内能转移量）之和；进而说 明,内能和机械能转化过程中能量是守恒的；2其他形式的能也可以和内能相互转化（1）介绍其他形式能：我们学习过机械运动有机械能,热运动有内能,实际上自然界 存在着很多不同形式的运动,每种运动都有一种对应的能量,如电能、磁能、光能、化学 能、原子能等；（2）不仅机械能和内能可以相互转化,其他形式能也可以和内能相互转化,举例说 明：（同时放映幻灯片）电炉取暖：电能内能 煤燃烧：化学能内能 酷热灯灯丝发光：内能光能（3）其他形式的能彼此之间都可以相互转化；

8、画出图表让同学回答分析：3能量守恒定律 大量事实证明：各种形式的能都可以相互转化,并且在转化过程中守恒；3 / 5 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 能量既不会凭空产生,也不会凭空消逝,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；在转化和转移过程中其总量不变这就是能量守恒定律；在学习力学学问时,学习了机械能守恒定律；机械能守恒定律是有条件限制的定律,而且实际现象中是不行能实现的；而能量守恒定律是存在于普遍自然现象中的自然规律；这规律对物理学各个领域的争论,如力学、电学、热学、光学等都有指导意义；

9、它也对化 学、生物学等自然科学的争论都有指导作用；4永动机不行能制成 历史上不少人期望设计一种机器,这种机器不消耗任何能量,却可以源源不断地对外 做功；这种机器被称为永动机；虽然很多人,进行了很多尝试和各种努力,但无一例外地 以失败告终；失败的缘由是设计者完全违反了能的转化和守恒定律,任何机器运行时其能 量只能从一种形式转化为另一种形式；假如它对外做功必定消耗能量,不消耗能量就无法 对外做功,因而永动机是永久不行能制造胜利的；5运用能的转化和守恒定律进行物理运算 例题：用铁锤打击铁钉,设打击时有 80的机械能转化为内能,内能的 50用来使铁 钉的温度上升；问打击 20 次后,铁钉的温度上升多少

10、摄氏度？已知铁锤的质量为 1.2kg ,铁锤打击铁钉时的速度是 10m/s,铁钉质量是 40g,铁的比热是 5.0 10 2J/ （kg ）；第一让同学分析铁锤打击铁钉的过程中能量的转化；归纳同学回答结果,指出铁锤打击铁钉时,铁锤的一部分动能转化为内能,而且内能中的一半被铁钉吸取,使它的温度上升；假如用 E表示铁钉的内能增加量,铁锤和铁钉的质量分别用M和 m表示,铁锤打击铁钉时的速度用v 表示；依据能的转化和守恒定律,有：2012 Mv 80% E 2铁钉的内能增加量不能直接运算铁钉的温度,我们把机械能转化为内能的数量等效为以热传递方式完成的,因此等效为运算打击过程中铁钉吸取多少热量,这热量就

11、是铁钉的内能增加量；因此有：Q=cm t上式中 c 为铁钉的比热, t 表示铁钉的温度上升量；将上面两个公式联立,得出：t202Mv280%50%24cm4 / 5 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 经运算得出铁钉温度上升 和守恒定律这一基本原理；24；在这个物理运算过程中突出表达了如何应用能的转化应当留意,有的同学把上述题目中铁锤打击铁钉过程中的能量转化,说成“ 铁锤做功转化为热量” 是不正确的；只能说做功与热传递在使物体内能转变上是等效的；（三）课堂小结 热力学第肯定律表示的是功、热量和内能之间变化的定量关系；自

12、然界各种形式的能 存在着相互转化过程,转化过程中总量是守恒的；能量守恒定律是自然界最基本的物理定 律；同学们要会分析一些自然现象中能是怎样转化的；应当知道,依据能量守恒定律,永动机是不行能制造胜利的；通过课上的例题运算,学会运用能的转化和守恒定律解决物理问题的方法；（四）说明 热力学第肯定律和能量守恒定律是同学进入高中物理阶段后,第一次完整、细致地学 习；此定律对今后学习物理是很重要的一个理论铺垫；教案上要重视,课堂上讲解要细致 和透彻；（五）布置作业： 1将练习五（ P83）（ 1）、（ 2）、（ 3）、（ 4）做在作业本上；2将练习五（ P83）（ 5）、（ 6）做在课本上；5 / 5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页