热力学第一定律教案

【教学目的】

1、理解热力学第一定律的形式和内涵，并能用热力学第一定律解决有关问题 2、掌握能量守恒定律，能从能量守恒定律的角度理解热力学第一定律

3、知道什么是第一类永动机，能从不同的角度解释第一类永动机不能做成的原因 【教学重点】

热力学第一定律的内容、符号法则 热力学第一定律的应用 【教学难点】

热力学第一定律的符号法则 【教学方法】

分析、讨论、启发式教学 【教具】

铁丝一根、打火机一个。 【教学过程】

●引入新课

请同学们先看几幅图片然后思考：给你一段铁丝，想让它的温度升高，你有哪些方法？ 通过学生回答回顾复习改变内能的两种方式：做功和热传递。进一步让学生思考：<1>、实际生活中单纯做功或单纯热传递改变内能的情况多吗？<2>、如果既做功也有热传递，在改变内能的时候U、Q、W 之间又满足什么样的关系呢？今天我们就来研究这个问题！ ●新课教学

一、热力学第一定律

1、内容：一个热力学系统的内能增加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. 2、表达式：ΔU＝W＋Q

物理量 符号 意义 符号 意义 W + 外界对系统做功 系统吸收热量 － 系统对外界做功 Q + － 系统放出热量 ΔU + 内能增加 － 内能减少 用心 爱心 专心

3、通过课本上p55页的思考与讨论，让学生总结U、Q、W几个量取正、负值的意义。

4、例题1：一定量的气体从外界吸收了2.7×105J的热量，内能增加了4.3×105J．是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？

启发学生讨论：1．引起物体内能变化的物理过程有哪两种？2．物体内能增加量大于物体从外界吸收的热量是什么原因？3．怎样找W、Q、ΔU的正负值．

引起物体内能变化的物理过程有两种，做功和热传递；物体内能增加量大于物体从外界吸收的热量，是由于还有做功，一定是外界对气体做了功．W＝？，Q＝2.7×105J，ΔU＝4.3×105J，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，代入4.3×105＝2.7×105＋W ∴W＝(4.3－2.7)×105＝1.6×105(J)

做功和热传递能使物体内能改变，能量在转化或转移过程中守恒．不仅机械能，其它形式的能也可以与内能相互转化，如电流通过灯泡钨丝变热发光，电能转化为内能和光能(出示电灯泡)．燃料燃烧生热，化学能转化成内能，实验证明：在这些转化过程中，能量都是守恒的．

下面介绍一个早就被我们所熟知的、一直把它作为一个重要解题依据的规律—— 二、能量守恒定律

让学生读书P56，了解能量守恒定律的发现过程。

1、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，在转化和转移过程中其总量不变

2、能量守恒定律的重要性： ①是一个普遍适用的定律 ②将各种现象联系在一起 ③指导着人们的生产、科研

④19世纪自然科学三大发现之一

3、例2：水平马路上行驶的汽车，在发动机熄火后，速度越来越慢，最后停止。这一现象符合能的转化和守恒定律吗？如果符合，汽车失去的动能变成了什么？

 分析：汽车发动机熄火后，汽车要克服阻力做功，当所克服阻力做的功等于其熄火

时的动能时，汽车即停止运动。在这一过程中，汽车克服阻力做的功要转变成地面、轮胎的内能，所以在这个过程中能量还是守恒的，是机械能转变成内能了。 三、永动机

1、定义：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功。 2、结果：都无一例外的失败了。 3、原因：违背了热力学第一定律。（介绍永动机的历史和现实） 四、随堂练习 五、课后作业

教学反思：这一节课的内容学生早就接触过，感觉需要讲的不多。对于热力学第

一定律的内容可以引导学生通过前面的知识自己推出来，然后加以练习加深。这也是本节课的重点，对于能量守恒定律，学生虽然很熟，但不知道它的发现过程，因此有必要让学生了解，培养学生勇于创新、一丝不苟的科学精神！对于永动机的内容可以以讲故事的形式让学生了解，知道第一类永动机不能制成的原因。

用心 爱心 专心