高中物理第10章热力学定律3热力学第一定律能量守恒定律教案新人教版选修3-

热力学第一定律学习目标：知识与技能：理解热力学第一定律。能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题。过程与方法：促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考，培养学生的科学探究能力。情感态度与价值观：注重激发学生学习物理的情趣和振兴中华的使命感和责任感重点难点：热力学第一定律中Q与W的正负号问题学习过程：一：的定性分析问题热力学第一定律公式在物理高考选择题的考察中是个很重要的内容，在运用公式的过程中，对公式中各量正负号的把握是至关重要的。例如做功可分为两种情况：外界对物体做功，取正号；物体对外界做功，取负号。由于高考中遇到的此类问题大多数研究对象都是气体，因此在气体中有，若气体体积膨胀时，对气体做功为负；压缩气体时，气体体积减少，对气体做功为正。这个过程可用能的转换的观点来理解：当气体膨胀时，气体对外界（一般是推动活塞）做了功，它本身要消耗能量，把内能转移给外界；当气体被压缩时，外界要克服气体做功，外界消耗了能量，从而把这些能量注入气体中去。高三学生经过第一轮复习，对这一点基本上都能理解和掌握，并可用之判断和解决一些问题。但在接触一些具体的问题后，学生在认识上往往又会出现一些误区，影响了对问题的判断。下面通过几个例子对此情况作一简要分析说明。例一：（2014一卷）（6分）一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其P-T图像如图所示。下列判断正确的是。A．过程ab中气体一定吸热B．过程bc中气体既不吸热也不放热C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D．a、b、和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E．b和c两个状态中，容器壁单位面积时间内受到气体分子撞击的次数不同同步练习（2016二卷）一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p–T图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。下列正确的是__。A．气体在a、c两状态的体积相等B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E．在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功二：的定量计算问题问题以上为气体做功的定性分析问题，具体计算方法由最基本做功公式：W=FL-----气体压力F=PS---------------由得气体做功W=P*∆V例二一定质量的理想气体经历了ABC的状态变化，变化过程中P-V图像如图所示，已知该气体在状态A时的温度为27℃，T＝t＋273K，求：（i）B状态时的温度（ii）该气体从状态A经状态B到状态C的过程中与外界发生的热交换情况。同步练习：1.如图所示，内壁光滑的圆柱形气缸竖直放置，内有一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体。已知活塞的截面积为S，外界大气压为po、缸内气体温度为T1。现对气缸缓慢加热，使体积由V1增加到V2，该过程中气体吸收的热量为Q1，停止加热并保持体积V2不变，使其降温到T1。已知重力加速度为g,（i）停止加热时缸内气体的温度：（ii）降温过程中气体放出的热量2.如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S，此时活塞处于平衡状态，气体的温度为T1．现通过电热丝缓慢加热气体，在气体吸收热量为Q的过程中，气体对活塞做功的大小为W．已知大气压强为p0，重力加g，不计活塞与气缸的摩擦．求：（1）气体的压强；（2）加热过程中气体的内能增加量；（3）现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好回到原来的位置，求此时气体的温度．3.如图所示，内壁光滑的气缸水平放置．一定质量的理想气体被密封在气缸内，外界大气压强为p0．现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2．则在此过程中，气体分子平均动能______（选增“增大”、“不变”或“减小”），气体内能变化了______．由以上例题知（1）