熱力學第一定律 能量守恒定律

熱力學第一定律 能量守恒定律

教學目標
（1）知道熱力學第一定律 ，理解能量守恒定律
（2）對熱力學第一定律的數學表達式有簡單認識
（3）知道永動機是不可能的

教學建議

教材分析

　　分析一：本節由改變物體內能的兩種方式引出熱力學第一定律及其數學表達式，在此基礎上結合以往的知識總結出能量守恒定律，最后通過能量守恒定律闡述永動機是不可能的．
　　分析二：根據熱力學第一定律知，物體內能的改變量 ，運用此公式時，需要注意各物理量的符號：物體內能增加時， 為正，物體內能減少時， 為負；外界對物體做功時， 為正，物體對外界做功時， 為負；物體吸收熱量時， 為正，物體放出熱量．
　　分析三：各種形式的能量在轉化和轉移過程中保持總量不變，無任何附加條件，而某種或幾種能的守恒是要有條件的（例如機械能守恒需要對于系統只有重力或彈力做功）．

教法建議

　　建議一：在講完熱力學第一定律后，給出其表達式，為增進學生對其理解，最好能舉出實際例子，應用熱力學第一定律計算或解釋．
　　建議二：在講能量守恒定律后，最好能用它對以往所學知識進行一個簡單的總結．要使學生認識到能量守恒定律是一個普遍的規律，熱力學第一定律是其一個具體表達形式．另外，為激發學生學習興趣，闡述能量守恒定律的重要意義，可以簡單介紹一下19世紀自然科學的三大發現．

 

教學設計示例

    教學重點：熱力學第一定律和能量守恒定律

    教學難點：永動機

    一、熱力學第一定律

    改變物體內能的方式有兩種：做功和熱傳遞．

   

    運用此公式時，需要注意各物理量的符號：物體內能增加時， 為正，物體內能減少時， 為負；外界對物體做功時， 為正，物體對外界做功時， 為負；物體吸收熱量時， 為正，物體放出熱量時， 為負．

　　例1：下列說法中正確的是：

　　A、物體吸收熱量，其內能必增加

　　B、外界對物體做功，物體內能必增加

　　C、物體吸收熱量，同時對外做功，其內能可能減少

　　D、物體溫度不變，其內能也一定不變

　　答案：C

　　評析：在分析問題時，要求考慮比較周全，既要考慮到內能包括分子動能和分子勢能，又要考慮到改變內能也有兩種方式：做功和熱傳遞．

　　例題2：空氣壓縮機在一次壓縮中，空氣向外界傳遞的熱量2.0 ×10⁵J，同時空氣的內能增加了1.5 ×10⁵J. 這時空氣對外做了多少功？

　　解：根據熱力學第一定律 知

  1.5 ×10⁵J - 2.0 ×10⁵J = -0.5 ×10⁵J

　　所以此過程中空氣對外做了0.5 ×10⁵J的功．

二、能量守恒定律

　　1、復習各種能量的相互轉化和轉移

　　2、能量守恒定律：能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為別的形式，或者從一個物體轉移到別的物體，在轉化或轉移的過程中其總量不變．（學生看書學習能量守恒定律內容）．

　　3、能量守恒定律的歷史意義．

三、永動機

　　永動機的原理違背了能量守恒定律，所以是不可能的．

　　舉例說明幾種永動機模型

四、作業

 

探究活動
題目：永動機
組織：分組
方案：收集有關永動機的材料，并運用所學知識說明永動機是不可能的
評價：材料的豐富性