熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律(修訂稿).ppt

1、10.3 熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律,高二物理備課組,目標(biāo)導(dǎo)航,1.理解兩個(gè)定律 熱力學(xué)第一定律、能量守恒定律 2.會(huì)用兩個(gè)定律分析、解決相關(guān)的問(wèn)題 3.知道永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn),一、整體感知,1、內(nèi)能的概念及其決定因素？理想氣體的內(nèi)能呢？ 2、改變物體內(nèi)能的方式有哪些？它們之間有何異同？ 3、一個(gè)物體在絕熱過(guò)程中如果外界做的功為，則它的內(nèi) 能如何變化？變化了多少？ 4、一個(gè)物體在單純的傳熱過(guò)程中如果物體從外界吸收熱量 為，則它的內(nèi)能如何變化？變化了多少？,請(qǐng)同學(xué)們快速回顧，自由回答。,（一）溫習(xí)回顧、架橋鋪路,請(qǐng)同學(xué)們閱讀文本，思考下列問(wèn)題。,1、熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容？數(shù)學(xué)表達(dá)式？ 2、能量守

2、恒定律的內(nèi)容？在能量守恒的探索中做出貢獻(xiàn)的典型人物？能量守恒定律蘊(yùn)含的物理意義？熱力學(xué)第一定律與能量守恒定律的關(guān)系？19世紀(jì)的三大發(fā)現(xiàn)？ 3、第一類永動(dòng)機(jī)的概念？第一類永動(dòng)機(jī)不能制成的原因？,（二）閱讀課本、提煉信息,（三）交流互動(dòng)、整合知識(shí),一、熱力學(xué)第一定律 1定律內(nèi)容： 2數(shù)學(xué)表達(dá)式：,一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功的和,U Q W,二、能量守恒定律 1能量守恒定律內(nèi)容：,能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中 能量的總量 保持不變,4熱力學(xué)第一定律與能量守恒定律的關(guān)系,2

3、.在能量守恒的探索中做出貢獻(xiàn)的典型人物：,蓋斯（俄國(guó)化學(xué)家）能量守恒定律的先驅(qū) 邁爾（德國(guó)醫(yī)生）第一個(gè)提出能量守恒思想的人 焦耳（英國(guó)物理學(xué)家）為能量守恒奠定牢固實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的人 亥姆霍茲（德國(guó)科學(xué)家）提出了勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)換,3能量守恒定律的物理意義：,(1)各種形式的能都可以相互轉(zhuǎn)化。在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量都 是守恒的。 (2)各種物理現(xiàn)象可以用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律聯(lián)系在一起,4熱力學(xué)第一定律是內(nèi)能與其他能量轉(zhuǎn)化時(shí)的能量守恒定律,5.19世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)： 能量守恒定律、細(xì)胞學(xué)說(shuō)、生物進(jìn)化論,三、永動(dòng)機(jī)不可能制成 1第一類永動(dòng)機(jī)： 2第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成的原因：,制造永動(dòng)機(jī)的千萬(wàn)次努力都以失敗而

4、告終,不需要?jiǎng)恿蛉剂?，卻能源源不斷對(duì)外做功的機(jī)器（不吃草的馬、不燒油的發(fā)動(dòng)機(jī)）,違背了能量守恒定律,歷史上設(shè)計(jì)永動(dòng)機(jī)的人們以自己的失敗幫助我們找到了正確的方向；他們的不懈努力反映了人類追求幸福的美好愿望。 銘文：紀(jì)念為實(shí)現(xiàn)永動(dòng)機(jī)的奮斗而失敗的人們 同時(shí)有這么一句話送給大家： 失敗是什么？沒(méi)什么，只是更走進(jìn)成功一步；成功是什么？就是走過(guò)了所有通向失敗的路，只剩下一條路，那就是成功之路。,二、主體探究啟思悟理、把握規(guī)律,探究1熱力學(xué)第一定律應(yīng)用的符號(hào)法則 一定質(zhì)量的氣體，膨脹過(guò)程中是外界對(duì)氣體做功還是氣體 對(duì)外界做功？如果膨脹時(shí)做的功是135J，同時(shí)向外放熱85J， 氣體內(nèi)能的變化量是多少？?jī)?nèi)能

5、是增加了還是減少了？ 請(qǐng)你通過(guò)這個(gè)例子總結(jié)U、Q、W 幾個(gè)量取正、負(fù)值的意義。 請(qǐng)同學(xué)們先獨(dú)立思考，然后以小組為單位進(jìn)行討論、交流，于組內(nèi)達(dá)成共識(shí)，推選代表，做好展示、發(fā)言的準(zhǔn)備。,【規(guī)律小結(jié)】 (1)應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時(shí)要明確研究的對(duì)象是哪個(gè)物體或者是哪個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng) (2)應(yīng)用熱力學(xué)第一定律計(jì)算時(shí)，要依照符號(hào)法則代入數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)果的正、負(fù)也同樣依照規(guī)則來(lái)解釋其意義,符號(hào)法則：“收入為正，支出為負(fù)”,與熱力學(xué)第一定律相匹配的符號(hào)法則：,探究2熱力學(xué)第一定律與氣體狀態(tài)變化的綜合應(yīng)用,請(qǐng)同學(xué)們先獨(dú)立思考，然后以小組為單位進(jìn)行討論、交流，于組內(nèi)達(dá)成共識(shí)，推選代表，做好展示、發(fā)言的準(zhǔn)備。,右圖為一定質(zhì)量的

6、理想氣體狀態(tài)變化的VT圖象，請(qǐng)同學(xué)們利用圖象信息，分析比較ab、 ac兩過(guò)程中氣體的內(nèi)能的變化情況U1、U2；做功情況W1、W2及吸放熱情況Q1、Q2三組物理間的關(guān)系大小,并說(shuō)明判定依據(jù)。 U1 U2 ;W1 W2 ;Q1 Q2,【規(guī)律小結(jié)】 在解決熱力學(xué)第一定律U=Q+W與定質(zhì)量的理想氣體相綜合的問(wèn)題時(shí)要抓住兩個(gè)關(guān)系： 做功W與氣體體積變化的關(guān)系； 內(nèi)能變化U與氣體溫度變化的關(guān)系 即：,探究3用能量守恒定律分析、解決問(wèn)題的要領(lǐng) 某工人在維修時(shí)用一質(zhì)量M=1.2kg鐵錘連續(xù)打擊一質(zhì) 量為m=40g鐵制件，設(shè)打擊時(shí)有80%的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi) 能，內(nèi)能的50%使鐵制件的溫度升高，問(wèn)連續(xù)打擊20 次后鐵制件的溫度升高多少？已鐵錘打擊鐵制件時(shí) 的速度為v=10m/s，鐵的比熱C=5.0102J/kg 。(g取10 m/s2）,請(qǐng)同學(xué)們分析鐵錘打擊鐵制件時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況，然后求解設(shè)置的問(wèn)題，同時(shí)思考解決此類問(wèn)題的基本思路，然后同周邊同學(xué)交換意見(jiàn)，為發(fā)言做準(zhǔn)備。,【規(guī)律小結(jié)】 搞清能量轉(zhuǎn)化的物理情景及轉(zhuǎn)化過(guò)程中