热力学第一定律能量守恒定律

1、热力学第必然律能量守恒定律热力学第必然律能量守恒定律5/5热力学第必然律能量守恒定律115热力学第必然律能量守恒定律一、教课方案目标1理解和掌握物体跟外界做功和热传达的过程中W、Q、U的物理意义。2会确定的W、Q、U正负号。3理解热力学第必然律U=W+Q4会用U=W+Q解析和计算问题。5理解能量守恒定律，能列举出能量守恒定律的实例；6理解“永动机”不能够实现的原理。二、重点、难点解析1重点内容是热力学第必然律和能量守恒定律，重申能量守恒定律是自然科学中最基本的定律。学会运用热力学第必然律和能量守恒定律解析、计算一些物理习题。2运用能的转变和守恒定律对详尽的自然现象进行解析，说明能是怎样转变的，

2、对学生来说是有难度的。三、教课方案方法：教师讲解，课件演示，指导学生看书四、教具：计算机、大屏幕、自制多媒体课件五、教课方案过程（）引入新课上节课我们学习了改变内能的两种方式，做功和热传达，那么它们之间有什么数量关系呢？以前我们还学习过电能、化学能等各种形式的能，它们在转变过程中遵守什么规律呢？这节课我们就来研究这些问题。【板书】第六节热力学第必然律能量守恒定律（二）进行新课【板书】一、做功W、热传达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，实质是能量的转变，是一种形式的能量向另一种形式的能转变。功是能量转变的量度。2热传达：是能量的转移，内能由一个物体传达给给另一个物体，传达的

3、能量用Q表示。3内能的改变：是物体内所有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取正当；物体对外界做功，W取负值。1/52Q，物体吸热，Q取正当；物体放热，Q取负值。3，U，物体内能增加，U取正当；物体减少，U取负值。【板书】三、W、Q、U之间的关系一个物体，若是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，若是它既没有对外做功，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若是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和外界对

4、物体做的功之和用U表示物体内能的增加量，用Q表示物体吸取的热量，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必然律【例题】必然量的气体从外界吸取了2.6105J的热量，内能增加了4.2105J外界对气体做了多少功？解：由(1)式得W=UQ=4.2105J2.6105J=1.6105J外界对气体做的功是1.6105J思虑与谈论上题中，若是气体吸取的热量仍为2.6105J，但是内能只增加了1.6105J，计算结果W将为负值怎样讲解这个结果？一般地讲，U、Q、W的正当和负值各代表什么物理意义？【板书】四、能量守恒定律【课件演示】让

5、学生先看几个能量转变的例子（增强感性认识）1机械能与内能转变过程中能量守恒1）运动的汽车紧急刹车，汽车最后停下来。这过程中汽车的动能（机械能）转变成轮胎和路面的内能（假定这过程没有与周围物体有热交换，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，这公式也反响出做功过程中，机械能的损失数量恰好等于物体内能增加的数量。2/52）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，铁块从周围水中吸取了热量使它温度高升，内能增加。这过程中水的一部分内能通过热量传达使铁块内能增加。铁块吸取多少热量，它内能就增加多少。公式Q=E表示吸收

6、的热量与内能变化量的关系，也反响出铁块增加的内能数量与水转移给铁块的内能数量相等。一般情况下，若是物体跟外界同时发生做功和热传达过程，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，同时它也反响了一个物体的内能增加量等于物体的机械能减少量和别的物体内能减少量（内能转移量）之和。进而说明，内能和机械能转变过程中能量是守恒的。2其他形式的能也能够和内能相互转变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，实质上自然界存在着好多不同样形式的运动，每种运动都有一种对应的能量，如电能、磁能、光能、化学

7、能、原子能等。2）不但机械能和内能能够相互转变，其他形式能也能够和内能相互转变，举例说明：（同时放映幻灯片）电炉取暖：电能内能煤燃烧：化学能内能火热灯灯丝发光：内能光能3）其他形式的能相互之间都能够相互转变。画出图表让学生回答解析：3能量守恒定律大量事实证明：各种形式的能都能够相互转变，而且在转变过程中守恒。3/5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变成另一种形式，也许从一个物体转移到其他物体；在转变和转移过程中其总量不变这就是能量守恒定律。在学习力学知识时，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，而且实质现象中是不能能实现的。而能量守恒定律是存在于宽泛自然现

8、象中的自然规律。这规律对物理学各个领域的研究，如力学、电学、热学、光学等都有指导意义。它也对化学、生物学等自然科学的研究都有指导作用。4永动机不能能制成历史上很多人希望设计一种机器，这种机器不用耗任何能量，却能够纷至沓来地对外做功。这种机器被称为永动机。诚然好多人，进行了好多试一试和各种努力，但无一例外处以失败告终。失败的原因是设计者完满违犯了能的转变和守恒定律，任何机器运行时其能量只能从一种形式转变成另一种形式。若是它对外做功必然耗资能量，不用耗能量就无法对外做功，所以永动机是永远不能能制造成功的。5运用能的转变和守恒定律进行物理计算例题：用铁锤打击铁钉，设打击时有80的机械能转变成内能，内

9、能的50用来使铁钉的温度高升。问打击20次后，铁钉的温度高升多少摄氏度？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5.0102J/（kg）。第一让学生解析铁锤打击铁钉的过程中能量的转变。归纳学生回答结果，指出铁锤打击铁钉时，铁锤的一部分动能转变成内能，而且内能中的一半被铁钉吸取，使它的温度高升。若是用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。依照能的转变和守恒定律，有：201Mv280%E2铁钉的内能增加量不能够直接计算铁钉的温度，我们把机械能转变成内能的数量等效为以热传达方式完成的，所以等效为计算打

10、击过程中铁钉吸取多少热量，这热量就是铁钉的内能增加量。所以有：Q=cmt上式中c为铁钉的比热，t表示铁钉的温度高升量。将上面两个公式联立，得出：20Mv2t80%50%242cm4/5经计算得出铁钉温度高升24。在这个物理计算过程中突出表现了怎样应用能的转变和守恒定律这一基根源理。应该注意，有的同学把上述题目中铁锤打击铁钉过程中的能量转变，说成“铁锤做功转变成热量”是不正确的。只能说做功与热传达在使物体内能改变上是等效的。（三）课堂小结热力学第必然律表示的是功、热量和内能之间变化的定量关系；自然界各种形式的能存在着相互转变过程，转变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。同学们要会解析一些自然现象中能是怎样转变的。应该知道，依照能量守恒定律，永动机是不能能制造成功的。经过课上的例题计算，学会运用能的转变和守恒定律解决