高中物理教案 熱力學第一定律 能量守恒定律

1、熱力學第一定律 能量守恒定律一、熱力學第一定律一、熱力學第一定律1內(nèi)容：一個熱力學系統(tǒng)內(nèi)容：一個熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量功_與外界對它所做的與外界對它所做的_的和的和2表達式：表達式：U_.3對公式的理解對公式的理解(1)公式也適用于系統(tǒng)對外公式也適用于系統(tǒng)對外界做功、向外界放熱和內(nèi)能減少界做功、向外界放熱和內(nèi)能減少的情況的情況QW(2)W：外界對物體做功，：外界對物體做功，W 取正值；系統(tǒng)對外界做功，取正值；系統(tǒng)對外界做功，W取負值取負值(3)Q：系統(tǒng)吸熱，：系統(tǒng)吸熱，Q 為正值；系統(tǒng)放熱，為正值；系統(tǒng)放熱，Q 為負值為負值(4)U：為正值：為正

2、值時表示系統(tǒng)內(nèi)能增加，為負值時表示系統(tǒng)內(nèi)時表示系統(tǒng)內(nèi)能增加，為負值時表示系統(tǒng)內(nèi)能減少能減少二、能量守恒定律二、能量守恒定律1內(nèi)容內(nèi)容能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到別的物體，在轉式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到別的物體，在轉化或轉移的過程中其總量保持不變化或轉移的過程中其總量保持不變2理解及應用理解及應用(1)各種形式的能量可各種形式的能量可以相互轉化以相互轉化(2)宣告第宣告第_類永動機不能類永動機不能實現(xiàn)實現(xiàn)一(3)適用于任何物理現(xiàn)象和物理過程適用于任何物理現(xiàn)象和物理過程三、

3、永動機不可能制成三、永動機不可能制成1第一類永動機第一類永動機人們設想中的無需任何動力或燃料，無需消耗能源，卻能人們設想中的無需任何動力或燃料，無需消耗能源，卻能源源不斷地對外做功的機器源源不斷地對外做功的機器2第一類永動機的失敗第一類永動機的失敗通過能量守恒定律，機器做功必定伴隨著某種能量的減少，通過能量守恒定律，機器做功必定伴隨著某種能量的減少，而這些能量來源于能源、燃料，因此第一類永動機違反了能量而這些能量來源于能源、燃料，因此第一類永動機違反了能量守恒定律，不可能制成守恒定律，不可能制成)C1第一類永動機違反了什么而不能制成第一類永動機違反了什么而不能制成(A違反了熱力學第一定律違反了

4、熱力學第一定律B違反了機械能守恒定律違反了機械能守恒定律C違反了能量守恒定律違反了能量守恒定律D以上說法都不對以上說法都不對2(雙選雙選)下列設想中，符合能量轉化和守恒定律的是下列設想中，符合能量轉化和守恒定律的是()A利用永磁鐵和軟鐵的相互作用，做成一架機器，永遠地利用永磁鐵和軟鐵的相互作用，做成一架機器，永遠地轉動下去轉動下去BDB制造一架飛機，不攜帶燃料，只需利用太陽能就能飛行制造一架飛機，不攜帶燃料，只需利用太陽能就能飛行C做成一只船，利用流水的能量，逆水行駛，不用其他動做成一只船，利用流水的能量，逆水行駛，不用其他動力力D利用核動力使地球離開太陽系利用核動力使地球離開太陽系3(雙選)

5、關于物體內(nèi)能的變化，以下說法正確的是()A物體吸熱，內(nèi)能一定增大BCB物體對外做功，內(nèi)能可能增大C物體吸收熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變D物體放出熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變解析：由熱力學第一定律易知 B、C 正確做功 W熱量 Q內(nèi)能的改變U取正值“”外界對系統(tǒng)做功系統(tǒng)從外界吸收熱量系統(tǒng)的內(nèi)能增加取負值“”系統(tǒng)對外界做功系統(tǒng)向外界放出熱量系統(tǒng)的內(nèi)能減少要點1熱力學第一定律1熱力學第一定律(1)表達式：UWQ.(2)符號法則(3)定律說明做功和熱傳遞是系統(tǒng)內(nèi)能改變的量度，沒有做功和熱傳遞就不可能實現(xiàn)能量的轉化或轉移2特殊情況(1)若過程是絕熱的，則 Q0，WU，外界對物體做的功(或物體對外

6、界做功)等于物體內(nèi)能的改變(2)若過程中不做功，即 W0，則 QU，物體吸收(或放出)的熱量等于物體內(nèi)能的改變(3)若過程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即U0，則 WQ0 或 WQ，外界對物體做的功等于物體放出的熱量(或物體對外界做的功等于物體吸收的熱量)3解題的一般步驟(1)根據(jù)符號法則寫出各已知量(W、Q、U)的正、負(2)根據(jù)方程UWQ 求出未知量(3)再根據(jù)未知量結果的正、負來確定吸熱、放熱情況或做功情況例 1一定質(zhì)量的氣體從外界吸收了 4.2105 J 的熱量，同時氣體對外做了 6105 J 的功，解答：(1)物體的內(nèi)能是增加還是減少？變化量是多少？(2)分子勢能是增加還是減少？(3)分

7、子的平均動能是增加還是減少？思路點撥：本題考查熱力學第一定律關系式，并要理解分子動理論中內(nèi)能的定義應注意熱力學第一定律關系式中各物理量的符號法則答題規(guī)范：(1)氣體從外界吸熱為：Q4.2105 J氣體對外做功：W6105 J由熱力學第一定律得：UWQ6105 J4.2105 J1.8105 JU 為負，說明氣體的內(nèi)能減少了，減少了 1.8105 J.(2)因為氣體對外做功，所以氣體的體積膨脹，分子間的距離增大了，分子力做負功，氣體分子勢能增加了(3)因為氣體內(nèi)能減少，同時氣體分子勢能增加，說明氣體分子的平均動能一定減少了1一定量的氣體在某一過程中，外界對氣體做了 8104 J 的)功，氣體的內(nèi)

8、能減少了 1.2105 J，則下列各式中正確的是(AW8104 J，U1.2105 J，Q4104 JBBW8104 J，U1.2105 J，Q2105 JCW8104 J，U1.2105 J，Q2104 JDW8104 J，U1.2105 J，Q4104 J解析：因為外界對氣體做功，W 取正值，即 W8104 J；內(nèi)能減少，U 取負值，即U1.2105 J；根據(jù)UWQ，可知 QUW(1.21058104) J2105 J.要點要點2 2能量守恒定律能量守恒定律1理解理解(1)自然界存在著多種不同形式的運動，每種運動對應著一自然界存在著多種不同形式的運動，每種運動對應著一種形式的能量如機械運動

9、對應機械能；分子熱運動對應內(nèi)能；種形式的能量如機械運動對應機械能；分子熱運動對應內(nèi)能；電磁運動對應電磁能電磁運動對應電磁能(2)不同形式的能量之間可以相互轉化摩擦可以將機械能不同形式的能量之間可以相互轉化摩擦可以將機械能轉化為內(nèi)能；熾熱電燈發(fā)光可以將電能轉化為光能轉化為內(nèi)能；熾熱電燈發(fā)光可以將電能轉化為光能(3)熱力學第一定律、機械能守恒定律都是能量守恒定律的熱力學第一定律、機械能守恒定律都是能量守恒定律的具體體現(xiàn)具體體現(xiàn)(4)能量守恒定律適用于任何物理現(xiàn)象和物理過程能量守恒定律適用于任何物理現(xiàn)象和物理過程2應用方法應用方法(1)某種形式的能減少，一定有其某種形式的能減少，一定有其他形式的能增加，且減少他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等量和增加量一定相等(2)某一物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，某一物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等且減少量和增加量一定相等例 2下列對能量的轉化和守恒定律的認識，不正確的是()A某種形式的能量減少，一定存在其他形式能量的增加B某個物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加C不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機器永動機是不可能制成