《热力学第一定律》教学设计 教案
10.3热力学第一定律能量守恒定律教案
10.3热⼒学第⼀定律能量守恒定律教案第三节热⼒学第⼀定律能量守恒定律⼀、教学⽬标1、知道热⼒学第⼀定律的内容及其表达式2、理解能量守恒定律的内容3、了解第⼀类永动机不可能制成的原因⼆、教学重点与难点从能量转化的观点理解热⼒学第⼀定律，会⽤ΔU = W + Q 分析和计算有关问题是本节的重点。
热⼒学第⼀定律ΔU = W + Q中各物理量的意义及正负号的确定，如何⽤能量转化和守恒的观点分析物理现象是本节的难点。
三、教学⽅法与建议问题讨论法、阅读法四、学情分析通过对上两节课内容的归纳，即做功和热传递都可以改变物体的内能，并且⼆者是等效的。
在此基础上，提出当外界对物体既做功⼜热传递时，物体的内能如何改变？学⽣通过分析讨论，⾃然得出热⼒学第⼀定律。
能量守恒定律的知识，学⽣⼀直都有，故不存在什么问题。
永动机学⽣虽然⽐较陌⽣，但通过影⽚的播放介绍，学⽣应该能够有所了解。
五、教学过程（⼀）引⼊新课[问题]：改变物体内能的⽅式有哪些？学⽣回答：做功和热传递。
教师：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么，功、热量跟内能的改变之间⼀定有某种联系，我们就来研究这个问题。
（⼆）新课讲授⼀、热⼒学第⼀定律1、思考与讨论（1）⼀个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：①如果外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？②如果物体对外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？学⽣思考回答：⼀个物体，如果它既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；物体对外界做多少功，它的内能就减少多少。
（2）⼀个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：①如果物体吸收热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？②如果放出热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？学⽣思考回答：如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多少.（3）如果物体在跟外界同时发⽣做功和热传递的过程中，内能的变化ΔU与热量Ｑ及做的功Ｗ之间⼜有什么关系呢？学⽣思考后应该能够得出ΔU = W + Q的结论。
(完整版)《热力学第一定律》教学设计 教案
学习科学家们探索自然规律的精神，增强学生开发新能源、合理利用能源、发展节能技术的责任感。同时在学习了第一类永动机不可行后，学生能够建立健康积极的科学观。
三、学习者特征分析
1.知识层面：
1)学生已掌握了内能的定义及其微观解释。
2)本章前两节已经学习了在绝热过程中 ，以及在单纯的热传递过程中 的关系。且建立了在改变系统内能上做功和热传递是等价的观念。
科学思维
会用 解决一些简单的问题。了解建立热力学第一定律的历史过程、事实依据以及科学方法。通过教材中J.R.迈尔船医的故事让学生对创造性思维中最活跃因素——“猜想与假设”有一定的启发。锻炼学生能从抽象公式内化为思维从而解释生活中现象的能力，让学生能够学以致用。
科学探究
通过独立分析和思考，理解W、Q、ΔU正负号的意义。能将其运用到生活实际，结合自身体会，理解能量守恒定律。从实际出发体会永动机的不可能性。
2、气体状态变化与物理量对应方法
（1）绝热过程：过程是绝热的,则Q=0,W=ΔU,外界对系统做的功等于系统内能的增加。
（2）等容过程：无做功过程,即W=0,则Q=ΔU,系统吸收的热量等于系统内能的增加。
（3）等温过程：在过程的始末状态,系统的内能不变,即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q,表示吸收的热量全部用来做功或外界对气体所做的功全部转换为热量放出。
《热力学第一定律》
教学设计与反思
课题：热力学第一定律
科目：物理
教学对象：高二
选用教材：人教版选修3-3第十章第3节
教师：
师范班 林琬晴
一、教学内容分析
本节内容选自人教版选修3-3第十章《热力学定律》的第3节《热力学第一定律能量守恒定律》。
从教材结构上来看，本章从研究绝热过程中功和内能关系开始，到讨论单纯的热传递过程中热与内能的关系，逐步剖析功、热量以及内能三者之间的关系，引出了热力学第一定律以及能量守恒定律的内容（能量守恒定律在人教版必修2第七章第10节已学习，因此并未在本课的设计范围内）。在学习了守恒律后，学生能够通过学习热力学第二定律来了解自然过程的不可逆性，认识自然界的一切自发过程都是朝着熵增大的方向进行的这一规律。
高中物理_热力学第一定律教学设计学情分析教材分析课后反思
热力学第一定律教学设计【教学目标】1.知识与技能目标（1）理解热力学第一定律，明确W、Q、ΔU正负号的意义。
掌握热力学第一定律能用其分析解决实际问题（2）理解能量守恒定律，能依据能量守恒的观点用能量守恒定律解释相关现象。
（3）知道第一类永动机不可能成功的原因。
2.过程与方法目标（1）经历热力学第一定律的探究过程，理解做功和热传递对内能的影响。
（2）运用生活实际，结合自身体会，理解能量守恒定律是自然科学的基本定律之一。
（3）从实际出发，体会永动机的不可能性。
3.情感态度与价值观目标（1）通过热力学第一定律的学习，确立能量的输入、输出思想。
（2）认识能量守恒，认识自然界规律的多样性和统一性。
（3）培养树立能量守恒的观点，逐步构建能量转化和守恒的物理思维方法。
【教学过程】一、做功与热传递1.一个系统在绝热过程中：（1）如果外界对系统做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？（2）如果系统对外界做的功为Ｗ，则它的内能如何变化？变化了多少？结论：在无热交换情况下，外界对气体做功为W，物体内能变化为△U，△U＝W，由此可知：外界对气体做功，内能增加，气体对外界做功，内能减少。
2.一个系统在单纯传热过程中：（1）如果系统吸收热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？（2）如果系统放出热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？结论：在没有做功情况下，物体与外界间传递热量Q，物体内能变化为△U，则△U＝Q，由此可知：物体吸热，内能增加，放热，内能减少。
3.做功和热传递的区别（1）做功改变内能的实质：其它形式的能和内能之间的转化（2）热传递改变内能的实质：各系统间内能的转移（3）做功和热传递在改变内能的效果是等效的二、热力学第一定律1.内容：一个热力学系统内能的增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和2.表达式：ΔU＝W + Q3.ΔU = W + Q中各量的正、负号及含义例题：在一个标准大气压下，水在沸腾时，1g的水由液态变成同温度的水蒸气，其体积由1.043 cm3变为1676cm3,已知水的汽化热为2263.8 J/g.求：气体增加的内能ΔU.解：取1 g水为研究对象，大气视为外界，1 g 沸腾的水变成同温度的水蒸气需要吸收热量，同时由于体积膨胀，系统要对外做功，所以有ΔU＜Q吸.气体在等压下膨胀做功：W=p(V2-V1)=1.013×105×(1676-1.043)×10-6 J=169.7 J.气体吸热：Q=mL=1×2263.8J=2263.8J.根据热力学第一定律：ΔU=Q+W=2263.8 J+(-169.7)J=2094.1 J4.应用热力第一定律解题步骤：（1）首先确定研究对象是哪一个物体或哪一个热力学系统（2）分别列出物体或系统吸收或放出的热量；外界对物体（系统）所做的功或物体（系统）对外做功。
(完整版)热力学第一定律教案
教学重点：热力学第一定律和能量守恒定律
教学难点：永动机
一、热力学第一定律
改变物体内能的方式有两种：做功和热传递．
运用此公式时，需要注意各物理量的符号：物体内能增加时，为正，物体内能减少时，为负；外界对物体做功时，为正，物体对外界做功时，为负；物体吸收热量时，
为正，物体放出热量时，为负．
例1：下列说法中正确的是：
A、物体吸收热量，其内能必增加
B、外界对物体做功，物体内能必增加
C、物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能减少
D、物体温度不变，其内能也一定不变
答案：C
评析：在分析问题时，要求考虑比较周全，既要考虑到内能包括分子动能和分子势能，又要考虑到改变内能也有两种方式：做功和热传递．
例题2：空气压缩机在一次压缩中，空气向外界传递的热量2.0 ×105J，同时空气的内能增加了1.5 ×105J. 这时空气对外做了多少功？
解：根据热力学第一定律知
1.5 ×105J -
2.0 ×105J = -0.5 ×105J
所以此过程中空气对外做了0.5 ×105J的功．
二、能量守恒定律
1、复习各种能量的相互转化和转移
2、能量守恒定律：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化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变．（学生看书学习能量守恒定律内容）．
3、能量守恒定律的历史意义．
三、永动机
永动机的原理违背了能量守恒定律，所以是不可能的．
举例说明几种永动机模型
四、作业。
《热力学第一定律 能量守恒》 教案 1 (新人教版选修3-3)
3 热力学第一定律能量守恒教学目标：1.知道热力学第一定律，理解能量守恒定律；2.会用热力学第一定律的数学表达式进行简单计算；3.知道永动机不可能。
教学重点和难点：能量守恒定律的理解、热力学第一定律的应用教学方法：分析、讨论、启发式教学教学过程：一、一、新课引入：物体中所有分子的热运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。
改变内能的两种方式：做功和热传递外界对物体做了多少功，物体的内能就增加多少，外界传递给物体多少热量，物体的内能就增加多少，若外界既向物体传热又对物体做功呢？二、新课教学：（一）热力学第一定律用∆U表示物体内能的增加量，用Q表示物体吸收的热量，W表示外界对物体做的功：∆U=Q+W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，外界对气体做了多少功？例2：一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了1.6×105J，外界对气体做了多少功？例3：一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，同时对外界做了3.6×105J 的功，气体的内能增加了多少？符号法则：对△U：“正（＋）”表示内能增加“负（－）”表示内能减少对Q：“正（＋）”表示吸热“负（－）”表示放热对W：“正（＋）”表示外界对物体做功“负（－）”表示物体对外界做功（二）能量守恒定律做功改变物体的内能是其它形式的能转化成了内能热传递（吸热）改变物体的内能是内能从外界转移到了这个物体、即能的转移。
自然界中，各种形式的能都可以相互转化。
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，在转化和转移过程中其总量不变例：从20米高处落下的水，如果开始时水的势能的20%用来使水的温度升高，水落下后温度升高多少？三、小结：1、了解热力学第一定律，会用其数学表达式进行简单计算；2、理解热力学第一定律公式中各量的正负号的含义3、理解能量守恒定律，能应用其解释一些现象；4、知道第一类永动机是不可能的、它违反了热力学第一定律。
热力学第一定律教案设计九年级物理教案
首先我们需要明确热力学第一定律的概念。
热力学第一定律又称为能量守恒定律，指的是能量不能被创造也不能被消灭，只能在不同形式之间转化和传递。
在物理学中，能量是指物体或系统所拥有的能够使它们进行某些操作的属性。
在教学中，我们可以通过多种方式来帮助学生理解热力学第一定律的概念，以及其在实际生活中的应用。
在此，我们将介绍一个完整的九年级物理教案，以帮助教师进行有效的课堂教学。
【一】教学目标1.理解热力学第一定律的概念和应用；2.掌握能量的转化和传递的基本规律；3.学习用热力学第一定律分析和解决实际问题。
【二】教学内容1.热力学第一定律概念介绍；2.能量的转化和传递；3.热力学第一定律的应用。
【三】教学过程1.导入环节教师可以通过放映相关影片或者图片，来引导学生了解热力学第一定律的基本概念和应用。
2.正文教学（1）热力学第一定律的概念教师通过简单的例子，如加热饮用水，帮助学生理解热力学第一定律的基本概念。
在这个过程中，学生将会学习什么是能量，以及能量可以如何转化和传递。
（2）能量的转化和传递教师可以以日常生活中的例子，如冰块的融化过程，为例，帮助学生了解能量在不同形式之间的转化和传递规律。
通过这种方式，学生将会学习到温度和热量的概念，以及如何量化能量转移。
（3）热力学第一定律的应用教师可以通过案例分析等方式，帮助学生了解热力学第一定律在实际生活中的应用。
例如，学生可以学习地球上的能量平衡，以及对环境和自然资源的保护。
3.练习环节教师可以通过一些实验和计算练习等方式，帮助学生巩固所学知识，并让他们更好地理解这些概念和规律。
4.总结环节在本节课程的教师可以通过提问方式，帮助学生总结所学内容，以及概括热力学第一定律的定义和应用。
【四】教学评估教学评估可以通过课堂问答、小组讨论、实验数据分析和书面作业等方式实现。
这样可以确保学生对所学知识的理解和掌握。
【五】教学总结通过这个教案设计，教师将能够有效地授予九年级学生热力学第一定律的概念和应用。
热力学第一定律教案
10.热力学第一定律能量守恒定律
一．三维教学目标
1.理解热力学第一定律
2．能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题
3．理解能量守恒定律，知道能量守恒是自然界遵从的基本规律。
4．通过能量守恒定律的学习，认识自然规律的多样性和统一性。
5．知道第一类永动机是不可能实现的。
二．教学重、难点
重点：热力学第一定律
难点：运用热力学第一定律解释自然界能量的转化和转移问题。
三.课时安排：1课时
四、教学过程
复习引入
1.功与内能的关系是什么？
△U=W
让学生回答做功与内能增减之间的关系
外界对系统做功，系统内能增加。
系统对外界做功，系统内能减少。
2．热也内能的关系是什么？
△U=Q
让学生回答传热与内能增减的关系
外界向系统传热，系统内能增加。
系统向外界传热，系统内能减少。
新课教学
（一）热力学第一定律
由问题1—5层层递进，得出热力学第一定律的关系式，即
△U=Q+W
对△U、Q、W的正负作说明：
进一步让学生学习说出其内容，强化记忆，并进行练习1—3。
（二）能量守恒定律
通过提问让学生知道存在各种形式的能量，并知道能量之间可以转化。
让学生阅读课本相关内容，总结能量守恒定律的发现过程，
1
2
3
明确能量守恒定律的地位和意义
（三）第一类永动机
指导学生阅读P55----P56内容，明确什么是第一类永动机，结果是什么，原因是什么，给人类的启示是什么？
（四）小结本节课，重点是热力学第一定律。
（五）布置作业
（六）板书设计。
《热力学第一定律》教案1
《热力学第一定律》教案1第一篇：《热力学第一定律》教案1《热力学第一定律》一、改变内能的两种方式：做功和热传递1．做功可以改变物体的内能【生活实例】列举锯木头和用砂轮磨刀具，锯条、木头和刀具温度升高，说明克服摩擦力做功，可以使物体的内能增加。
如果外力对物体做功全部用于物体内能改变的情况下，外力做多少功，物体的内能就改变多少。
如果用W表示外界对物体做的功，用ΔE表示物体内能的变化，那么有W=ΔE。
功的单位是焦耳，内能的单位也是焦耳。
【演示】演示压缩空气，硝化棉燃烧。
说明外力压缩空气过程，对气体做功，使气体的内能增加，温度升高到棉花的燃点而使其燃烧。
以上实例说明做功可以改变物体的内能。
2．热传递可以改变物体的内能【生活实例】在炉灶上烧热水，火炉烤热周围物体，这些物体温度升高内能增加。
这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变。
物体吸收热量，内能增加。
物体放出热量，物体的内能减少。
如果传递给物体的热量用Q表示，物体内能的变化量是ΔE，那么，Q=ΔE。
热量的计算公式有：Q=cmΔt。
热量的单位是焦耳，过去的单位是卡。
所以做功和热传递是改变物体内能的两种方式。
3．做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
4．做功和热传递的区别虽然做功和热传递对改变物体的内能是等效的，但是这两种方式的物理过程有本质的区别。
做功使物体内能改变的过程是机械能转化为内能的过程。
而热传递的过程只是物体之间内能的转移，没有能量形式的转化。
例：1．在下列过程中，通过热传递增加物体内能的是[ ] A．火车经过铁轨后铁轨的温度升高B．压缩筒内乙醚，使其燃烧C．铁棒被太阳晒热 D.汽车刹车后，轮胎变热2．物体的内能增加这是因为[ ] A．一定是由于物体吸收了热量B．一定是由于对物体做了功C．可能是由于物体吸收了热量，也可能是由于对物体做了功3．说明下列各题中内能改变的方法：(1)一盆热水放在室内，一会就凉了，______；(2)高温高压的气体，迅速膨胀，对外做功，温度降低，______。
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《热力学第一定律》教学设计与反思
我们知道功有正负，且正负号所代表的物理意义不同，那么上式中ΔU和Q是否又有正负之分呢？如果有正负号代表的物理意义相同吗？
（3）对公式ΔU、Q、W符号的规定：
教师引导学生从热力学第一定律的内容来分析上述三物理量的符号的规定。
具体如下：内容中的提到的是内能的增加量，如果系统的内能是减少，则ΔU的符号为“-”，相反则为“+”；同理，系统放出热量，Q符号取“-”，吸收热量则取“+”；气体对外界做功，W符号取“-”，外界对系统做的功则取“+”。
总而言之，与定律内容相反的取“-”号，否则取“+”号。
详见下表：
2、气体状态变化与物理量对应方法
（1）绝热过程：过程是绝热的,则Q=0,W=ΔU,外界对系统做的功等于系统内能的增加。
（2）等容过程：无做功过程,即W=0,则Q=ΔU,系统吸收的热量等于系统内能的增加。
（3）等温过程：在过程的始末状态,系统的内能不变,即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q,表示吸收的热量全部用来做功或外界对气体所做的功全部转换为热量放出。
学习完热力学第一定律后归纳到能量守恒定律，从而提出与能量守恒定律相违背的第一类永动机。
3、能量守恒定律和第一类永动机
(1).能量守恒定律：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化为另一种形式，或者从一个系统转移
到别的系统，在转移过程中其总量保持不变。
回忆能量守恒定律的内容，再引入第一类永动机问题。
(2).第一类永动机：在17-18世纪，资本主义发展初期，为了满足生产对于动力日益增加的需求，许多人致力于制造一种机器，它不需要任何动力或燃料却能不断对外做功，称其为“第一类永动机”。
如图是最早的永动机，设计于13世纪的法国。
第一类永动机由于违反了能量守恒定律所以不可能实现。
介绍了第一类永动机，可以顺势引出第二类永动机，为下节课热力学第二定律的学习做铺垫。
讲述了趣味性较强的物理学史之后需要让同学们回归课标与高考，总结解题步骤并利用例题检验。
4、应用热力学第一定律解题的一般步骤：
(1)首先选定研究对象是哪个热力学系统。
(2)根据符号法则判断已知量的正、负。
(3)根据方程∆U=Q+W求出未知量。
(4)再根据未知量结果的正、负来确定热传递或做功方向的情况。