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10.3 热力学第一定律 能量守恒定律
三维教学目标
1、知识与技能
(1)认识物质的运动形式有多种,对应不同运动形式的运动有不同形式的能,各种形式的能在一定条件下可以相互转化;www.21-cn-jy.com
(2)进一步掌握能的转化和守恒定律,并了解能的转化和守恒定律的意义;
(3)运用公式△U=W+Q分析有关问题并具体进行计算。
2、过程与方法:
3、情感、态度与价值观:
教学重点:热力第一定律
教学难点:能量守恒
教学教具:多媒体课件
教学过程:
第三节 热力学第一定律 能量守恒定律
(一)复习提问
物体做什么样的运动具有机械能?机械能转化和守恒定律的内容是什么?
(二)新课教学
1、热力学第一定律
分析下列特殊情况:
(1)如果物体只与外只有热交换,没有做功,外界传给物体4J热量物体的内能增加了多少?物体若向外界传出了4J热量,物体内能如何变化?21cnjy.com
结论:在没有做功情况下,物体与外界间传递 ( http: / / www.21cnjy.com )热量Q,物体内能变化为 △U,则△U=Q,为了在此表达式中能反映物体对外界是吸热不是放热,作出规定:吸热Q取正值,放热Q取负值,由此可知:物体吸热,内能增加,放热,内能减少。21·cn·jy·com
(2)如果物体和外界不发生热交换,当外界对物体做了10J功,物体内能增加了多少?当物体对外做了10J功,物体内能又如何变化?2·1·c·n·j·y
结论:在无热交换情况下,△U=W(对外做功时,W取负值)
(3)如果物体内能在改变的过程中,既有热传递又有做功,例如外界对物体做了10J的功,同时物体吸收4J热量,物体的内能如何变化?【来源:21·世纪·教育·网】
(4)又如,外界对物体做10J功,物体放热4J物体内能又如何变化?又物体对外界做了10J功,物体吸热4J,物体放热4J物体内能又如何变化?21教育网
综上所述:在能的转化转移过程中,一个物体, ( http: / / www.21cnjy.com )如果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;如果它既没有对外做功,外界也没有对其做功,则它从外界吸收多少热量,它的内能就增加多少。用△U表示物体内能的增量,用Q表示吸收的热量,用W表示外界对物体所做的功,那么:△U=Q+W上式就是热力学第一定律。21·世纪*教育网
例1:一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量,内能增加了4.2×105J,外界对物体做了多少功?
解:根据热力学第一定律得,W=△U-Q=4.2×105J-2.6×105J=1.6×105J
2、能的转化
物体的每一种运动形式都有一种对应的能
机械运动――机械能 热运动――内能
电荷运动――电能 化学运动――化学能
生物运动――生物能 原子核内部的运动――原子能
各种形式的能可以相互转化:
机械能中的动能和势能可互相转化(自 ( http: / / www.21cnjy.com )由落体运动),机械能可以与内能相互转化(摩擦生热,消耗了机械能通过做功的形式转化为内能;热机中的气体推动活塞做功把气体内能转化为机械能),其它形式有能也可以转化为内能,如电流通过导体时,把电能转化为内能;炽热的灯丝发光,又把内能转化成光能;燃烧时,把化学能转化成内能)www-2-1-cnjy-com
3、能量守恒定律
(1)内容:能量既不会凭空 ( http: / / www.21cnjy.com )产生,也不会凭空消失,它只能众一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化和转移的过程中其总量不变。21世纪教育网版权所有
4、永动机不可能制成
讨论:第一类永动机是否真的能永远运动下 ( http: / / www.21cnjy.com )去?(它不可能持续运动的原因:虽然右边每个球的力矩大,但球的个数少,左边的每个球产生的力矩虽然小,但是球的个数多,于是轮子不会持续转动下去对外做功,只会摆动几下便停在图中所画的位置上),不消耗能量的机器从来没有制成功过。能量不能创生,工程技术的任务在于设法找出合理利用能源途径和减少能量损耗,而不是去研制永动机。
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