10.3 热力学第一定律 能量守恒定律教案

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第三节 热力学第一定律 能量守恒定律
一、教学目标
1、知道热力学第一定律的内容及其表达式
2、理解能量守恒定律的内容
3、了解第一类永动机不可能制成的原因
二、教学重点与难点
从能量转化的观点理解热力学第一定律，会用 ΔU = W + Q 分析和计算有关问题是本节
的重点。热力学第一定律 ΔU = W + Q 中各物理量的意义及正负号的确定，如何用能量转化
和守恒的观点分析物理现象是本节的难点。
三、教学方法与建议
问题讨论法、阅读法
四、学情分析
通过对上两节课内容的归纳，即做功和热传递都可以改变物体的内能，并且二者是等效的。
在此基础上，提出当外界对物体既做功又热传递时，物体的内能如何改变？学生通过分析
讨论，自然得出热力学第一定律。能量守恒定律的知识，学生一直都有，故不存在什么问
题。永动机学生虽然比较陌生，但通过影片的播放介绍，学生应该能够有所了解。
五、教学过程
（一）引入新课
[问题]：改变物体内能的方式有哪些？
学生回答：做功和热传递。
教师：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么，功、热量跟内能的改变之间一
定有某种联系，我们就来研究这个问题。
（二）新课讲授
一、热力学第一定律
1、思考与讨论
（1）一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：
① 如果外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？
② 如果物体对外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？
学生思考回答：一个物体，如果它既没有吸收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；物体对外界做多少功，它的内能就减少多少。
（2）一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：
① 如果物体吸收热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？
② 如果放出热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？
学生思考回答：如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么物体吸收了
多少热量，它的内能就增加多少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多少.
（3）如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，内能的变化 ΔU 与热量Ｑ及做的
功Ｗ之间又有什么关系呢？
学生思考后应该能够得出 ΔU = W + Q 的结论。由此引出对热力学第一定律的学习。
2、热力学第一定律
（1）内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
（2）表达式：ΔU = W + Q
（3）Δu=W+Q 中各量的正、负号及含义
结合以上问题，讨论不同情况下各量的正、负号及含义，作如下归纳：
1
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