选修3-3热力学第一定律教案
(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。
人教版高中物理选修3-3教学案：第十章 第3节 热力学第一定律 能量守恒定律
第3节热力学第一定律__能量守恒定律1.热力学第一定律：一个热力学系统的内能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．热力学第一定律的表达式ΔU＝Q＋W，要熟悉其符号法则。
3．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，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
4．第一类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律。
一、热力学第一定律1．改变内能的两种方式做功和热传递。
2．热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能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＝Q＋W。
二、能量守恒定律和永动机1．能量守恒定律(1)内容：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，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
(2)意义：①各种形式的能可以相互转化。
②各种物理现象可以用能量守恒定律联系在一起。
2．永动机不可能制成(1)第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器。
(2)不可制成的原因：违背了能量守恒定律。
1．自主思考——判一判(1)做功和热传递在改变物体内能上是不等效的。
(×)(2)运动的物体在阻力作用下会停下来，说明机械能凭空消失了。
(×)(3)功和能可以相互转化。
(×)(4)第一类永动机不能制成，是因为它违背了能的转化和守恒定律。
(√)(5)某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加。
(√)(6)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，减少的机械能转化为内能，但总能量守恒。
(√)2．合作探究——议一议(1)快速推动活塞对汽缸内气体做功10 J，气体内能改变了多少？若保持气体体积不变，外界对汽缸传递10 J的热量，气体内能改变了多少？能否说明10 J的功等于10 J的热量？图10-3-1提示：无论外界对气体做功10 J，还是外界给气体传递10 J的热量，气体内能都增加了10 J，说明做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但不能说10 J的功等于10 J的热量，因为功与热量具有本质区别。
【物理】10.3《热力学第一定律-能量守恒定律》教案(新人教版选修3-3)
10.3热力学第肯定律能量守恒定律教学目的（1）知道热力学第肯定律，理解能量守恒定律（2）对热力学第肯定律的数学表达式有简洁相识（3）知道永动机是不行能的教材分析分析一：本节由变更物体内能的两种方式引出热力学第肯定律及其数学表达式，在此根底上结合以往的学问总结出能量守恒定律，最终通过能量守恒定律阐述永动机是不行能的．分析二：依据热力学第肯定律知，物体内能的变更量，运用此公式时，须要留意各物理量的符号：物体内能增加时，为正，物体内能削减时，为负；外界对物体做功时，为正，物体对外界做功时，为负；物体汲取热量时，为正，物体放出热量．分析三：各种形式的能量在转化与转移过程中保持总量不变，无任何附加条件，而某种或几种能的守恒是要有条件的（例如机械能守恒须要对于系统只有重力或弹力做功）．教法建议建议一：在讲完热力学第肯定律后，给出其表达式，为增进学生对其理解，最好能举出实际例子，应用热力学第肯定律计算或说明．建议二：在讲能量守恒定律后，最好能用它对以往所学学问进展一个简洁的总结．要使学生相识到能量守恒定律是一个普遍的规律，热力学第肯定律是其一个详细表达形式．另外，为激发学生学习爱好，阐述能量守恒定律的重要意义，可以简洁介绍一下19世纪自然科学的三大发觉．教学设计示例教学重点：热力学第肯定律与能量守恒定律教学难点：永动机一、热力学第肯定律变更物体内能的方式有两种：做功与热传递．运用此公式时，须要留意各物理量的符号：物体内能增加时，为正，物体内能削减时，为负；外界对物体做功时，为正，物体对外界做功时，为负；物体汲取热量时，为正，物体放出热量时，为负．例1：下列说法中正确的是：A、物体汲取热量，其内能必增加B、外界对物体做功，物体内能必增加C、物体汲取热量，同时对外做功，其内能可能削减D、物体温度不变，其内能也肯定不变答案：C评析：在分析问题时，要求考虑比拟周全，既要考虑到内能包括分子动能与分子势能，又要考虑到变更内能也有两种方式：做功与热传递．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：依据热力学第肯定律知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、复习各种能量的互相转化与转移2、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消逝，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反了能量守恒定律，所以是不行能的．举例说明几种永动机模型四、作业探究活动题目：永动机组织：分组方案：搜集有关永动机的材料，并运用所学学问说明永动机是不行能的评价：材料的丰富性。
热力学第一定律-粤教版选修3-3教案
热力学第一定律-粤教版选修3-3教案一、教学目标1.了解热力学第一定律及其内容。
2.掌握系统内能的概念和计算方法。
3.掌握一定质量的物质热力学过程的热学性质计算方法。
4.了解绝热过程和等温过程的热学性质变化特点。
二、教学重点1.热力学第一定律的概念和内容。
2.内能的定义、计算方法及其在热力学过程中的应用。
3.热力学过程中的热学性质计算方法。
三、教学难点1.热力学第一定律的含义和物理意义。
2.内能的概念和计算方法。
3.热力学过程中热学性质的计算和分析。
四、教学内容1. 热力学第一定律的概念和内容热力学第一定律是热力学的基本定律之一，它是指能量守恒定律在热力学中的具体表现。
热力学第一定律的内容包括：(1)在一个封闭系统中，能量总量是不变的。
(2)一个物体的能量增加或减少可以是该物体对外界发生的热传递或机械功的结果。
(3)热量和功都是能量的形式，它们可以互相转化。
(4)能量守恒是宏观物理学基本原理，适用范围极广，包括一般物理学、化学、生物学和地球科学等领域。
2. 内能的定义、计算方法及其在热力学过程中的应用内能是指系统中分子及其它微观物质所具有的热能总和，通常记作U。
内能的计算方法有：(1)对于理想气体，内能公式为U=(3/2)nRT，其中n为摩尔数，R为气体常数，T为绝对温度。
(2)对于非理想气体，内能的计算方法较为复杂，常用的方法为测定热容、测定热力学函数和运用热化学方程式等方法进行计算。
内能在热力学过程中的应用有：(1)在绝热过程中，内能保持不变。
(2)在等温过程中，内能的增量等于从外界获得的热量。
(3)在多过程中，内能变化量等于外界对系统所做的功与系统向外界做的功和所吸收的热量之和。
3. 热力学过程中的热学性质计算方法热力学过程中的热学性质包括热容、比热容、等压热容、等体热容、焓等概念。
其中，热容和比热容是描述物质对热量的敏感程度的物理量，而等压热容、等体热容和焓则是描述物质在热力学过程中的性质变化的物理量。
选修3-3热力学第一定律教案
第3节热力学第一定律目标导航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诱思导学1.热力学第一定律（1）.一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
这个关系叫做热力学第一定律。
其数学表达式为：ΔU=W+Q（2）.与热力学第一定律相匹配的符号法则（3）热力学第一定律说明了做功和热传递是系统内能改变的量度，没有做功和热传递就不可能实现能量的转化或转移，同时也进一步揭示了能量守恒定律。
（4）应用热力学第一定律解题的一般步骤：①根据符号法则写出各已知量（W、Q、ΔU）的正、负；②根据方程ΔU=W+Q求出未知量；③再根据未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做功情况。
2.能量守恒定律⑴.自然界存在着多种不同形式的运动，每种运动对应着一种形式的能量。
如机械运动对应机械能；分子热运动对应内能；电磁运动对应电磁能。
⑵.不同形式的能量之间可以相互转化。
摩擦可以将机械能转化为内能；炽热电灯发光可以将电能转化为光能。
⑶.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，在转化或转移的过程中其总量不变。
这就是能量守恒定律。
(4).热力学第一定律、机械能守恒定律都是能量守恒定律的具体体现。
(5).能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程。
(6). 能量守恒定律的重要意义第一，能量守恒定律是支配整个自然界运动、发展、变化的普遍规律，学习这个定律，不能满足一般理解其内容，更重要的是，从能量形式的多样化及其相互联系，互相转化的事实出发去认识物质世界的多样性及其普遍联系，并切实树立能量既不会凭空产生，也不会凭空消失的观点，作为以后学习和生产实践中处理一切实际问题的基本指导思想之一。
第二，宣告了第一类永动机的失败。
3.第一类永动机不可能制成任何机器运动时只能将能量从一种形式转化为另一种形式，而不可能无中生有地创造能量，即第一类永动机是不可能制造出来的。
2.热力学第一定律-教科版选修3-3教案
2. 热力学第一定律-教科版选修3-3教案1. 教学目标1.知道热力学第一定律的内容和表述方式。
2.掌握能量、功以及内能、焓的基本概念。
3.理解热力学系统的热力学过程和状态变化，了解工程实践中的应用。
2. 教学内容2.1 热力学基本概念•系统：指通过选定的边界将物体与其余部分间隔开来的一部分物质。
•热力学状态：描述系统的全部宏观性质的集合。
•热力学过程：一个热力学系统从一个状态到另一个状态的变化。
•热力学定律：热力学第一定律、第二定律和第三定律。
•内能：一个系统的内部能量总和。
•焓：一个系统内的能量加上其所施加的外部压力乘以系统体积。
2.2 热力学第一定律•热力学第一定律：在一个孤立系统中，能量不能被创造或者毁灭，只能由一种形式转化为另一种形式，能量守恒。
•能量转化：机械能→ 动能、潜能→ 动能、热能→ 动能、电能→ 动能、动能→ 热能、动能→ 电能等。
•内能的变化：系统内部能量的变化等于进入系统或离开系统的能量之和和系统所做的功。
$\\Delta U = Q - W$2.3 热力学应用•等压过程: 体积恒定时，压强和温度成正比，Q=W+$\\Delta$U。
•等体过程: 压强恒定时，温度和容积成正比，Q=$\\Delta$U。
•等焓过程: 压强和体积同时变化，Q=$\\Delta$H。
•绝热过程: 系统和环境没有能量交换，Q=0，$\\Delta$U=W。
2.4 热力学第一定律数学公式•内能的变化：$\\Delta U = Q - W$。
•等体过程：$\\Delta U = Q$。
•等压过程：$\\Delta H = Q_p$。
•等温过程：Q=W。
3. 教学重点1.热力学第一定律的内容和表述方式。
2.内能、焓以及能量、功的基本概念。
3.热力学过程和状态变化。
4. 教学难点1.热力学第一定律的数学公式。
2.热量转换和内能变化的关系。
5. 教学方法1.讲述法：通过讲解实例来让学生理解概念。
2.实践法：让学生进行实验操作，观察和感受热力学过程。
教科版高中物理选修3-3《热力学第一定律》参考教案
4.2《热力学第一定律》教案●教学目标一、知识目标１.能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其公式表达，公用Δu=W+Q分析和计算问题.2.能综合运用学过的知识，有关计算，分析，解决有关问题.二、能力目标１.会用热力学第一定律Δu＝W＋Q分析和计算问题；2.会用能量转化和守恒的观点分析物理现象.三、德育目标通过形形色色的永动机设计方案的失败，使学生明白不可能不付出代价就从自然界创造动力，而只有有效地利用自然界提供的各种能源.●教学重点能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其公式表达，会用Δu=W+Q 分析和计算问题.●教学难点如何用能量转化和守恒的观点分析物理现象，如何综合运用学过的知识，用能量守恒定律进行有关计算、分析、解决有关问题.●教学方法讲练法、分析归纳法、阅读法●教学用具投影仪、投影片●课时安排1课时●教学过程［投影］本节课的学习目标：1.掌握热力学第一定律及其公式表达，能够从能量转化的观点理解这个定律；2.会用公式Δu=W+Q分析和计算问题；●学习目标完成过程一、引入［问］改变物体内能的方式有哪些？［学生］做功和热传递是改变物体内能的两种方式.［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，本节课我们就来研究这个问题.二、新课教学（一）热力学第一定律［投影］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？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？［学生解答思考题］教师总结一个物体，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.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.［问］如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，内能的变化与热量Q及做的功W之间又有什么关系呢？［板书］Δu=W+Q［介绍］该式表示的是功、热量跟内能改变之间的定量关系，在物理学中叫做热力学第一定律.［投影］定律中各量的正、负号及含义物理量符号意义符号意义W + 外界对物体做功－物体对外界做功Q + 物体吸收热量－物体放出热量Δu + 内能增加- 内能减少［投影］例题一定质量的气体，在被压缩的过程中外界对气体做功300J，但这一过程中气体的内能减少了300 J，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收（或放出）多少热量？解：由题意知W＝300 J Δu=- 300 J，根据热力学第一定律可得:Q=Δu-W=-300 J-300J=-600 JQ为负值表示气体放热，因此气体放出600J的热量.［强化训练］1.如图所示，用力Ｆ压缩气缸中的空气，力Ｆ对空气做了1800 J的功，同时气缸向外放热2000 J，空气的内能改变了多少？2.关于物体内能的变化，以下说法中正确的是.A.物体吸收热量，内能一定增大B.物体对外做功，内能一定减少C.物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D.物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变参考解答：1.由热力学第一定律：Δu=W+Q得：＋1800 J+(-2000 ) J=Δu∴Δu=-200 J即空气内能减少了200 J2.解析：根据热力学第一定律Δu=W+Q，物体内能的变化与外界对气体做功（或气体对外界做功），气体从外界吸热（或向外界放热）两种因素有关，物体吸收热量，但有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，故A错，同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减小，B错；若物体吸收的热量与对外做功相等，则内能不变，C正确.而放热与对外做功是使物体内能减小，所以D错.所以本题正确答案为C［强化训练］1.如图所示，A、B容器中各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下是水，上为空气，大气压恒定，A、B底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热，原先A中水面比B中高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡，则在这个过程中，大气压力对水做功是，水的内能增加为（设水的密度为ρ，活塞面积分别为S A、S B，原来A、B中高度差为h）2.如图所示，直立容器内部有被隔板隔开的A、B两部分气体，A的密度小，B的密度大，抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合，设在此过程中气体吸热Q，气体内能增量为Δu，则.A.Δu=QB.ΔU＜QC.Δu＞QD.无法比较3.光滑的水平桌面上有一块质量M=400 g的木块，被一颗质量m=20g以水平速度v0=500 m/s飞行的子弹击中，子弹射出木块时的速度v=300m/s.若子弹击中木块的过程中，系统损失的机械能全部转化为内能，其中η=41.8%部分被子弹吸收使其温度升高，已知子弹的比热c=125J/kg·℃，试求子弹穿过木块过程中升高的温度.图1参考答案：1.打开阀门Ｋ后，根据连通器原理，最后A 、B 两管中的水面将相平，即A 中的水面下降，B 中的水面上升，设A 中水面下降h 1，B 管水面上升的距离为h 2，由于水的总体积保持不变，故：S A h 1=S B h 2A 管中的水受到向下的大气压力，与水面下降的方向相同，所以大气压力对水做正功，设大气压强为p 0，对水做的功为W １，则：W 1=F 1h 1=p 0S A h 1B 管中的水也受到向下的大气压力，与水面上升的方向相反，所以大气压力对水做负功，用W ２表示大气压力做的功，有：W ２＝－F ２h 2= -p 0S B h 2大气压力对水做的总功为：W =W 1+W 2=p 0S 1h 1-p 0S 2h 2又S 1h 1=S 2h 2 所以W =0即大气压力对水不做功阀门打开后，水从高处流向低处.在这个过程中水的重力做正功，所以水的内能增加量等于水的重力势能的减小量.2.解：A 、B 气体开始的合重心在中线下，混合均匀后重心在中线，所以系统重力势能增大，由能量守恒知，吸收热量一部分增加气体内能，一部分增加重力势能.3.解：子弹穿过木块过程中，水平方向不受外力，由动量守恒可算出木块获得的速度，根据子弹长一木块系统损失的机械能可算出产生的热能，由此可算出子弹所升高的温度.设子弹穿出木块后，木块的速度设为V ,则mV =mV 1+MV 即m/s 10m/s 400)300500(20)(1=-⨯=-=M v v m V ，子弹与木块系统损失的机械能J 1580J )101040021300102021(J 500102021)2121212323232212=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=+-=∆---MV mV L mV E 据能量守恒定律，子弹穿越过程中系统增加的内能为:Δu =ΔE =1580 J设子弹升高温度为Δt ,则：ηΔu =cm Δt∴Δt =310201251580%8.41-⨯⨯⨯℃=264℃ 三、小结本节课我们主要学习了热力学第一定律：热力学第一定律是研究功、热量和内能改变之间关系的. 如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界对物体所作的功W 加上物体从外界吸收的热量Q 等于物体内能的增加Δu .即Δu =Q +W该定律既适用于外界对物体做功，物体吸热，内能增加的情况，也适用于物体对外做功.向外界散热和内能减少的情况.为了区别以上两种情况，在应用Δu =Q +W 进行计算时，它们的正负号规定如下：W ＞0,表示外界对系统做功；W ＜0,表示系统对外界做功；Q ＞0,表示系统从外界吸热；Q ＜0，表示系统向外界放热；Δu ＞0,表示系统内能增加；Δu ＜0,表示系统内能减少。
《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。
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热力学第一定律学习目标
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
自主学习
一、功和内能
1.什么样的过程叫绝热过程?
2.焦耳的实验说明了什么问题？
3.写出内能的定义。
4.内能的增加量与外界对系统所做的功有何关系？
二、热和内能
1.内能的增加量与外界向系统传递的热量有何关系？
2.做功和热传递在改变系统的内能上有何区别？
三、热力学第一定律
1.写出热力学第一定律的内容及其表达式。
2.写出能量守恒定律的内容。
3.第一类永动机不可能制成的原因是什么？
预习自检：
1、在下述各种现象中，不是由做功引起系统温度变化的是（）
A、在阳光照射下，水的温度升高
B、用铁锤不断捶打铅块，铅块的温度会升高
C、在炉火上烧水，水的温度升高
D、电视机工作一段时间，其内部元件温度升高
2、如图所示，活塞将汽缸分为甲、乙两室，汽缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气，以U甲、U乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在拉杆缓缓向外拉的过程中（）
A、U甲不变，U乙减小
B、U甲增大，U乙不变
C、U甲增大，U乙减小
D、U甲不变，U乙不变
3、如图所示，把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当很快向下压活塞时，由于被压缩气体遽然变热，温度升高达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明（）
A、对物体做功可以增加物体的热量
B、对物体做功可以改变物体的内能
C、对物体做功一定会升高物体的温度
D、做功一定会增加物体的
4、关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有（）
A、热水的内能比冷水的内能大
B、温度高的物体其热量必定多，内能必定大
C、在热传递过程中，内能大的物体其内能将减少，内能小的物体其内能将增加，直到两物体的内能相等
D、热量是热传递过程中内能转移量的量度
5、下列关于物体的温度、内能和热量的说法中正确的是（）
A、物体的温度越高，所含热量越多
B、物体的内能越大，热量越多
C、物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大
D、物体的温度不变，其内能就不变化
6、假设在一个完全密封绝热的室内，放一台打开门的电冰箱，然后遥控接通电源，令电冰箱工作一段较长的时间后再遥控断开电源，等室内各处温度达到平衡时，室内气温比接通电源前是( )
A、一定升高了
B、一定降低了
C、一定不变
D、可能升高，可能降低，也可能不变
课内探究
一、热力学第一定律
一定质量的气体，膨胀过程中是外界对气体做功还是气体对外界做功？如果膨胀时做的功是135J，同时向外放热85J，气体内能的变化量是多少？内能是增加了还是减少了？
请你通过这个例子总结ΔU、W、Q几个量取正、负值的意义。
例1.一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是（）
A.W=8×104J，ΔU =1.2×105J ，Q=4×104J
B.W=8×104J，ΔU =－1.2×105J ，Q=－2×105J
C.W=－8×104J，ΔU =1.2×105J ，Q=2×104J
D.W=－8×104J，ΔU =－1.2×105J ，Q=－4×104J
例2.一定质量的气体，在压缩过程中外界对气体做功300J，但这一过程中气体的内能减少了300J，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收（或放出）多少热量？
例3. 一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，问：
（1）物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？
（2）分子势能是增加还是减少？
（3）分子的平均动能是增加还是减少？
二、能量守恒定律
⑴.自然界存在着多种不同形式的运动，每种运动对应着一种形式的能量。
如机械运动对应机械能；分子热运动对应内能；电磁运动对应电磁能。
⑵.不同形式的能量之间可以相互转化。
摩擦可以将机械能转化为内能；炽热电灯发光可以将电能转化为光能。
⑶.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，在转化或转移的过程中其总量不变。
这就是能量守恒定律。
(4).热力学第一定律、机械能守恒定律都是能量守恒定律的具体体现。
(5).能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程。
(6).任何机器运动时只能将能量从一种形式转化为另一种形式，而不可能无中生有地创造能量，即第一类永动机是不可能制造出来的，以为它违背了能量守恒定律。
当堂检测
1．关于物体内能的变化，以下说法正确的是（）
A.物体吸热，内能一定增大
B.物体对外做功，内能可能增大
C.物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
D.物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变
2．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是（）
A.秋千的机械能守恒
B.秋千的能量正在消失
C.只有动能和重力势能的相互转化
D.减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
3.一定量的气体从外界吸收热量3.85×105J ，它的内能增加2.43×105J ，气体对外界做了功还是外界对气体做了功，做了多少功？
课后拓展
1．下列各物体在所经历的过程中，内能增加的有 ( )
A.在光滑斜面上由静止释放而下滑的物体
B.水平飞行并射穿木块的子弹
C.在绝热的条件下被压缩的气体
D.在光滑水平面上运动的两个小球，碰撞后以共同的速度运动
2．在热力学第一定律的表达式ΔU=W+Q 中关于ΔU 、W 、Q 各个物理量的正、负，下列说法中正确的是 （ ）
A.外界对物体做功时W 为正，吸热时Q 为负，内能增加时ΔU 为正
B.物体对外界做功时W 为负，吸热时Q 为正，内能增加时ΔU 为负
C.物体对外界做功时W 为负，吸热时Q 为正，内能增加时ΔU 为正
D.外界对物体做功时W 为负，吸热时Q 为负，内能增加时ΔU 为负
3．对于在一个大气压下100℃的水变成100℃的水蒸气的过程中，下列说法正确的是 （ ）
A.水的内能增加，对外界做功，一定是吸热
B.水的内能不变，对外界做功，从外界吸热
C.水的内能减少，对外界不做功，向外界放热
D.水的内能增加，对外界做功，向外界放热
4．一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W 1表示外界对气体做的功，W 2表示气体对外界做的功，Q 1表示气体吸收的热量，Q 2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定是（ ）
A.Q 1—Q 2=W 2—W 1
B. Q 1=Q 2
C. W 2=W 1
D. Q 1＞Q 2
5．如图所示是一定质量的理想气体从状态A 经B 至C 的P —
1V 图线，则在此过程中（ ）
A.气体的内能改变
B.气体的体积增大
C.气体向外界放热
D.气体对外界做功
6.汽缸中的气体膨胀时推动活塞向外运动，若气体对活塞做的功是6×104J ，气体的内能减少8×104J ，
则在此过程中气体 热，吸收或放出的热量是 。
7．从10m 高空由静止开始下落的水滴，在下落的过程中，水滴重力势能的40﹪转化为水的内能使水的温度升高，则水滴落下后温度升高多少？[水的比热容c=4.2×103J/（kg ·℃）]
8．一个透热良好的气缸，缸壁浸在盛水的容器中，迅速下压活塞，压缩中对气体做了2000J 的功，稳定后使容器中2千克的水温度升高了0.2℃，假设盛水容器绝热。
问：压缩前后缸内气体的内能变化了多少？
1/V P . . . C B A。