熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律

教學(xué)目標(biāo)
（1）知道熱力學(xué)第一定律 ，理解能量守恒定律
（2）對(duì)熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式有簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)
（3）知道永動(dòng)機(jī)是不可能的

教學(xué)建議

教材分析

　　分析一：本節(jié)由改變物體內(nèi)能的兩種方式引出熱力學(xué)第一定律及其數(shù)學(xué)表達(dá)式，在此基礎(chǔ)上結(jié)合以往的知識(shí)總結(jié)出能量守恒定律，最后通過(guò)能量守恒定律闡述永動(dòng)機(jī)是不可能的．
　　分析二：根據(jù)熱力學(xué)第一定律知，物體內(nèi)能的改變量 ，運(yùn)用此公式時(shí)，需要注意各物理量的符號(hào)：物體內(nèi)能增加時(shí)， 為正，物體內(nèi)能減少時(shí)， 為負(fù)；外界對(duì)物體做功時(shí)， 為正，物體對(duì)外界做功時(shí)， 為負(fù)；物體吸收熱量時(shí)， 為正，物體放出熱量．
　　分析三：各種形式的能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中保持總量不變，無(wú)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(jī)械能守恒需要對(duì)于系統(tǒng)只有重力或彈力做功）．

教法建議

　　建議一：在講完熱力學(xué)第一定律后，給出其表達(dá)式，為增進(jìn)學(xué)生對(duì)其理解，最好能舉出實(shí)際例子，應(yīng)用熱力學(xué)第一定律計(jì)算或解釋．
　　建議二：在講能量守恒定律后，最好能用它對(duì)以往所學(xué)知識(shí)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié)．要使學(xué)生認(rèn)識(shí)到能量守恒定律是一個(gè)普遍的規(guī)律，熱力學(xué)第一定律是其一個(gè)具體表達(dá)形式．另外，為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，闡述能量守恒定律的重要意義，可以簡(jiǎn)單介紹一下19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)．

 

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

    教學(xué)重點(diǎn)：熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律

    教學(xué)難點(diǎn)：永動(dòng)機(jī)

    一、熱力學(xué)第一定律

    改變物體內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞．

   

    運(yùn)用此公式時(shí)，需要注意各物理量的符號(hào)：物體內(nèi)能增加時(shí)， 為正，物體內(nèi)能減少時(shí)， 為負(fù)；外界對(duì)物體做功時(shí)， 為正，物體對(duì)外界做功時(shí)， 為負(fù)；物體吸收熱量時(shí)， 為正，物體放出熱量時(shí)， 為負(fù)．

　　例1：下列說(shuō)法中正確的是：

　　A、物體吸收熱量，其內(nèi)能必增加

　　B、外界對(duì)物體做功，物體內(nèi)能必增加

　　C、物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能減少

　　D、物體溫度不變，其內(nèi)能也一定不變

　　答案：C

　　評(píng)析：在分析問(wèn)題時(shí)，要求考慮比較周全，既要考慮到內(nèi)能包括分子動(dòng)能和分子勢(shì)能，又要考慮到改變內(nèi)能也有兩種方式：做功和熱傳遞．

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

　　解：根據(jù)熱力學(xué)第一定律 知

  1.5 ×10⁵J - 2.0 ×10⁵J = -0.5 ×10⁵J

　　所以此過(guò)程中空氣對(duì)外做了0.5 ×10⁵J的功．

二、能量守恒定律

　　1、復(fù)習(xí)各種能量的相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移

　　2、能量守恒定律：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量不變．（學(xué)生看書學(xué)習(xí)能量守恒定律內(nèi)容）．

　　3、能量守恒定律的歷史意義．

三、永動(dòng)機(jī)

　　永動(dòng)機(jī)的原理違背了能量守恒定律，所以是不可能的．

　　舉例說(shuō)明幾種永動(dòng)機(jī)模型

四、作業(yè)

 

探究活動(dòng)
題目：永動(dòng)機(jī)
組織：分組
方案：收集有關(guān)永動(dòng)機(jī)的材料，并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)說(shuō)明永動(dòng)機(jī)是不可能的
評(píng)價(jià)：材料的豐富性