热学教案(第一章)
高中物理北师大版必修二《热学》教案
高中物理北师大版必修二《热学》教案引言：《热学》是高中物理必修课程的一部分，旨在通过学习热力学、热量传递和热机等内容，培养学生对热学基本概念和原理的理解与运用能力。
本教案将重点介绍《热学》的教学目标、教学重点和难点，以及具体教学内容和教学方法，帮助教师全面了解课程要求，合理安排课堂教学。
一、教学目标：通过本次教学，学生应该能够1. 理解热学的基本概念，包括热力学第一定律和第二定律；2. 掌握热量的传递方式，如传导、对流和辐射；3. 理解热机的工作原理与效率计算方法；4. 运用热学知识解决相关问题。
二、教学重点和难点：1. 教学重点：（1）热力学第一定律和第二定律的理解与应用；（2）热量传递方式的掌握和计算；（3）热机的工作原理与效率计算。
2. 教学难点：（1）对热力学第二定律的理解和应用；（2）热机设备的效率计算。
三、教学内容和教学方法：1. 教学内容：本单元主要包括以下几个部分：（1）热力学基本概念和定律；（2）热量传递方式；（3）热机的工作原理和效率计算。
2. 教学方法：（1）讲授法：通过教师的讲解，介绍热学的基本概念和定律，并简要阐述各个知识点的应用和实例。
（2）实验法：结合实际实验，让学生通过观察和测量来理解热量传递方式的特点和原理。
（3）讨论法：组织学生讨论热机工作原理和效率计算的方法，培养学生的问题解决能力和思维能力。
四、教学进度安排：本课程计划分为5个教学单元，预计每个单元的授课时间为2-3节课，具体安排如下：1. 第一单元：热力学基本概念和定律（1）教学内容：热学的发展历史、热力学基本概念、热力学第一定律和第二定律的内容;（2）教学方法：讲授法、讨论法；（3）教学时间：2节课。
2. 第二单元：热量传递方式（1）教学内容：传导、对流和辐射三种热量传递方式的原理和计算方法；（2）教学方法：实验法、讲授法；（3）教学时间：3节课。
3. 第三单元：热机的工作原理和效率计算（1）教学内容：热机的分类、热机的工作原理、效率计算等内容；（2）教学方法：实验法、讲授法、讨论法；（3）教学时间：3节课。
热力学与统计物理教案：第一章 热力学的基本规律
n mol .Van der Walls 气体：考虑分子有一定体积，气体分子活动的有效体积变为V − nb , b
为实验常数。在这种考虑下，理想气体方程修改为 P = nRT ，再考虑分子间在较远距离有 V − nb
弱的相互吸引，使得压强低于没有相互作用时的气体压强。压强的降低与粒子数密度平方成
正比，所以压强降低量为
( ) μ0 （真空磁导率）＝ 4π ×10−7 H ⋅ m−1 亨⋅ 米－1
4
( ) d W = V H ⋅ d B = μ0V H ⋅ d
H +m
=
Vd
⎛ ⎜⎜⎝
μ0 H 2
2
⎞ ⎟⎟⎠
+
μ0V
H
⋅
d
m
=
Vd
⎛ ⎜⎜⎝
μ0 H 2
2
⎞ ⎟⎟⎠
+
μ0
H
⋅
d
M
外界所作的功分为两部分，一部分用于在磁性介质内激发磁场，为第一项，第二部分为使磁
用电动力学（Landau：《连续介质电动力学》）可证明，上式对于任意形状的电介质均成立。 电容器板介质的普物证明学生可自行看懂。
D = ε0 E + P ， P 为极化强度——单位体积内的电偶极矩。
ε0 （真空介电常数） = 8.8542 ×10−12 F ⋅ m−1(法 ⋅ 米−1）
( ) ( ) dW = V E ⋅d
性介质磁化的功，为第二项。第一项与磁性介质性质无关，是磁性介质内的磁场能量，对任
何磁性介质均一样，所以，一般说磁场对磁性介质作功是指第二项。
四、电介质
设电介质处于外电场 E 中，体积为V ,压强不变，体积变化可忽略，当介质中的电位移矢量
高中物理必修一热学教案
高中物理必修一热学教案
课题：热学概念
教学目标：
1. 了解热学的基本概念和研究对象；
2. 掌握热学中常见的热力学过程及相关定律原理；
3. 能够应用所学知识解决实际问题。
教学重点和难点：
重点：热学的基本概念和热力学定律原理。
难点：理解热力学定律在实际问题中的应用。
教学准备：
1. 教材：高中物理教材《物理（必修1）》
2. 多媒体教学设备
3. 实验材料
教学过程：
一、导入（5分钟）
教师通过实例引导学生思考：为什么夏天的水热起来后会变成蒸汽？为什么有些物体感觉热，有些物体感觉冷？
二、讲解热学概念（10分钟）
1. 介绍热学的定义和研究对象；
2. 讲解热力学基本概念，如温度、热量、热容等；
3. 解释热学定律，如热传导定律、热辐射定律等。
三、展示实验（15分钟）
教师进行实验演示，让学生观察并记录实验现象，并通过实验验证热学定律原理。
四、讨论解析（10分钟）
1. 学生就实验现象展开讨论；
2. 教师指导学生运用所学知识解析实验现象。
五、练习和作业（10分钟）
教师布置相关练习题目，巩固学生对热学知识的掌握，同时布置作业，要求学生进一步拓展研究内容。
六、课堂总结（5分钟）
教师对本节课的重点内容进行总结，并提出下次课程安排。
【教学反思】
通过本节课的教学，学生对热学的基本概念有了初步了解，同时也对热力学定律有了更深入的认识。
在未来的教学中，应该进一步引导学生进行实验探究，让学生在实践中更好地理解和应用所学知识。
高中化学第一章复习教案：了解热力学基本概念和状态函数
高中化学第一章复习教案：了解热力学基本概念和状态函数。
一、热力学基本概念1.热力学系统：指以特定程度的控制，封闭的宏观物体或物质。
2.热力学第一定律：能量守恒定律。
能量不可能自行从低温物体传输到高温物体，而需要外部能量输入才能实现。
3.热力学第二定律：熵增定律。
所有封闭系统都会趋向于处于一种更加无序的状态。
4.热力学第三定律：绝对温标定律。
所有物体的熵都趋向于在绝对零度时为零。
二、状态函数状态函数是一个描述系统状态的函数，其值只取决于系统状态，而不取决于系统的过程。
1.热容：单位质量的物质在温度变化时吸收或放出的热量和温度变化之间的比值，称为该物质的热容。
常用符号为C。
2.摩尔热容：单位摩尔的物质在温度变化时吸收或放出的热量和温度变化之间的比值，称为该物质的摩尔热容。
常用符号为Cm。
3.焓：定义为系统在压力不变的情况下吸收或放出的能量，常用符号为H。
4.焓变：两个状态函数之间的差值。
5.熵：描述系统的有序程度与混乱程度，单位为焦耳/摄氏度，常用符号为S。
6.自由能：系统可做的气功或其他功与系统的温度和熵的乘积之和，常用符号为G。
三、热力学基本公式1.内能公式：ΔU=Q+W，Q为吸放热量，W为功。
2.焓公式：ΔH=Qp，在压力不变的情况下，焓变等于吸放的热量。
3.无限小热力学第二定律：dS≥0，在封闭系统中，系统的熵始终趋向于增加。
4.热力学第三定律公式：S=0，当物体的温度趋向于绝对零度时，熵趋向于零。
四、应用案例1.热容应用：在制冷空调系统中，需要知道工质的热容，从而确定其制冷性能。
2.摩尔热容应用：对于许多化学反应，需要了解反应热容以确定其热力学特性。
3.焓应用：在实际工程计算中，需要根据焓变和功的关系来计算压力、温度等重要参数。
4.熵应用：计算化学反应的平衡常数时，需要使用由熵相关数学公式得到的结果。
五、总结本教案介绍了热力学的基本概念和状态函数，通过一系列公式和案例的讲解，帮助学生巩固相关知识，为进一步学习和应用热力学知识打下坚实的基础。
中考复习教案(热学)
中考复习教案(热学)第一章：热学基础一、教学目标1. 让学生理解温度、热量和内能的概念及其关系。
2. 掌握热量传递的两种方式：传导和对流。
3. 了解热膨胀和热收缩的原理及应用。
二、教学内容1. 温度、热量和内能的概念及其关系。
2. 热量传递的两种方式：传导和对流。
3. 热膨胀和热收缩的原理及应用。
三、教学重点与难点1. 重点：温度、热量和内能的关系，热量传递的两种方式。
2. 难点：热膨胀和热收缩的原理及应用。
四、教学方法与手段1. 采用讲授法，讲解温度、热量和内能的概念及其关系。
2. 通过实验和动画演示，让学生直观地了解热量传递的两种方式。
3. 案例分析，让学生掌握热膨胀和热收缩的原理及应用。
五、教学过程1. 引入话题：讨论日常生活中的温度变化现象，引导学生思考温度、热量和内能的关系。
2. 讲解温度、热量和内能的概念及其关系。
3. 演示实验：通过实验和动画演示，让学生了解热量传递的两种方式。
4. 讲解热膨胀和热收缩的原理及应用。
5. 案例分析：分析实际生活中的热膨胀和热收缩现象，让学生巩固所学知识。
6. 课堂练习：发放练习题，检测学生对热学基础知识的掌握程度。
第二章：热传递一、教学目标1. 让学生掌握热传导、对流和辐射三种热传递方式。
2. 了解热传递过程中的热量损失。
3. 掌握热量守恒定律。
二、教学内容1. 热传导、对流和辐射三种热传递方式。
2. 热传递过程中的热量损失。
3. 热量守恒定律。
三、教学重点与难点1. 重点：热传导、对流和辐射三种热传递方式，热量守恒定律。
2. 难点：热传递过程中的热量损失。
四、教学方法与手段1. 采用讲授法，讲解热传导、对流和辐射三种热传递方式。
2. 实验演示，让学生直观地了解热传递过程中的热量损失。
3. 案例分析，让学生掌握热量守恒定律。
五、教学过程1. 复习温度、热量和内能的概念，引导学生思考热传递的方式。
2. 讲解热传导、对流和辐射三种热传递方式。
3. 演示实验：通过实验演示，让学生了解热传递过程中的热量损失。
01章_热力学第一定律
U U U (T , p ) ； U ( T , V )
； U
U ( p ,V )
如果是 U U (T , p ) 全微分式： d U
0
六、热和功
1、热（heat） 系统与环境之间因温差而传递的能量称热， 从微观上看，热是体系分子无序热运动的能量交 换。用符号Q 表示，其微小量用 Q 表示。 Q的取号：系统吸热，Q>0 系统放热，Q<0
计算Q一定要与系统与环境之间发生热交换 的过程联系在一起，系统内部的能量交换不可能 是热。 热分类：显热、潜热（恒温恒压的相变过程）、 化学热。
3、相平衡（phase equilibrium） 多相共存时，各相的组成和数量不随时间而改变
4、化学平衡（chemical equilibrium ） 反应系统中各物的数量不再随时间而改变
三、状态函数 系统的一些性质，其数值仅取决于系统所处
的状态，而与பைடு நூலகம்统的历史无关；
它的变化值仅取决于系统的始态和终态，而
热和功的取号与热力学能变化的关系 系统吸热
Q>0 环境 U >0 系统
系统放热
Q<0 U <0 W<0 对环境作功
U = Q + W
W>0 对系统作功
例1：体系由A态变化到B态，沿途径Ⅰ放热100J， 对体系做功50J，问①由A态沿途经Ⅱ到B态，体系 做功80J，则Q为多少？②如果体系再由B态沿途经 Ⅲ回到A态，得功为50J，体系是吸热还是放热， Q为多少？ Ⅱ Ⅰ A Ⅲ 系统变化框图
高中物理热学备课教案模板
高中物理热学备课教案模板一、教学目标：1. 理解热学的基本概念和热力学定律。
2. 掌握热量的传递方式和热平衡的条件。
3. 能够运用热学知识解决实际问题。
二、教学重点和难点：重点：热平衡的条件和热传递的方式。
难点：应用热学知识解决实际问题。
三、教学内容安排：1. 热学的基本概念和热力学定律。
2. 热量的传递方式和热平衡的条件。
3. 热学问题的计算和实际应用。
四、教学过程安排：第一节：热学的基本概念和热力学定律1. 师生互动，引入热学知识，让学生了解热学的研究对象和基本概念。
2. 讲解热力学定律，包括热力学第一定律和热力学第二定律的内容。
3. 练习题目，让学生掌握热力学定律的应用。
第二节：热量的传递方式和热平衡的条件1. 讲解热量的传递方式，包括导热、对流和辐射等方式。
2. 解释热平衡的条件，让学生了解热平衡是什么以及如何判断热平衡。
3. 练习题目，帮助学生掌握热量传递方式和热平衡条件的应用。
第三节：热学问题的计算和实际应用1. 案例分析，让学生运用热学知识解决实际问题。
2. 讨论热学在生活和工作中的应用，激发学生对物理学的兴趣。
3. 思考题目，让学生思考热学知识对环境保护和节能减排的重要性。
五、教学反馈及总结：1. 回顾本节课所学内容，让学生总结重点知识点。
2. 解答学生提出的问题，帮助学生消化和吸收知识。
3. 布置课外作业，巩固本节课所学内容。
六、教学资源准备：1. 教科书、课件、实验器材等教学资料。
2. 多媒体设备、投影仪等教学工具。
七、教学效果评估：1. 课堂表现评价。
2. 作业成绩评价。
3. 学生学习情况调查。
初中物理热学单元教案
初中物理热学单元教案教学目标：1. 了解热学的概念和基本原理；2. 掌握热传递的方式和热量计算；3. 理解物质的三态变化和相互转化；4. 能够运用热学知识解释生活中的现象。
教学内容：1. 热学的概念和基本原理；2. 热传递的方式和热量计算；3. 物质的三态变化和相互转化；4. 生活中的热学现象。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 引入话题：讨论冬天感觉冷的原因。
2. 学生回答：因为天气冷，温度低。
3. 教师总结：温度是表示物体的冷热程度，而热学就是研究物体温度变化和热能传递的学科。
二、热学的概念和基本原理（15分钟）1. 介绍热学的定义：热学是研究物体温度变化和热能传递的学科。
2. 讲解热能的概念：热能是指物体中大量做无规则运动的分子所具有的能量。
3. 解释温度和热能的关系：温度越高，物体内部分子的运动越剧烈，热能越大。
三、热传递的方式和热量计算（20分钟）1. 介绍热传递的方式：传导、对流和辐射。
2. 讲解热传递的条件：不同的物体或同一物体的不同部分存在着温度差。
3. 演示实验：通过实验观察热能的传递过程。
4. 讲解热量计算公式：Q=cm(t-t)，其中Q表示热量，c表示比热，m表示质量，t表示温度变化。
四、物质的三态变化和相互转化（15分钟）1. 介绍物质的三态：固态、液态和气态。
2. 讲解三态之间的相互转化：固态→液态（熔化）、液态→气态（蒸发）、气态→液态（凝固）、液态→固态（凝固）、气态→固态（升华）。
3. 演示实验：通过实验观察物质的三态变化过程。
五、生活中的热学现象（10分钟）1. 讨论生活中的热学现象，如热水袋、暖气、烹饪等。
2. 让学生举例说明热学现象的应用，并解释其原理。
六、总结和练习（10分钟）1. 教师总结本节课的重点内容，强调热学的概念、热传递方式和物质三态变化。
2. 布置练习题目，让学生巩固所学知识。
教学评价：1. 课堂讲解清晰，学生能够理解热学的概念和基本原理；2. 学生能够掌握热传递的方式和热量计算方法；3. 学生能够理解物质的三态变化和相互转化；4. 学生能够运用热学知识解释生活中的现象。
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第1章
导论
(3)孤立系统：与外界不发生物质或能量交换 的系统。 (4)封闭系统：不与外界发生物质交换的系统。 (5)开放系统：与外界既有物质交换，又有能 量交换的系统。 2.热力学系统的宏观描述与微观描述 (1)热现象的分类
2010级物理学专业
第1章
导论
宏观现象：有大量微观粒子组成的系统在总体 上所表现出来的现象（膨胀、相变） 微观现象：指原子、分子等微观粒子所发生的 现象（分子无规则运动、碰撞等） (2)宏观量：描述系统宏观性质的物理量。 (3)微观量：描述粒子微观性质的物理量。 (4)宏观描述：用宏观量描述系统状态的方法。 对应于热力学
2010级物理学专业
第1章
导论
1.2.2 平衡态与非平衡态 1.平衡态：在不受外界条件影响下，经过足够 长时间后系统必将达到一个宏观上看来不随时 间变化的状态。 2.注意： (1)不受外界条件影响是一个必备的条件。 (2)处于平衡态的系统，从微观的角度来讲， 还是存在随时间的变化。
2010级物理学专业
导论
(2)满足力学平衡条件：系统内部各部分之间、 系统与外界之间应达到力学平衡，这一般反应 P P0 为压强处处相等。 (3)满足化学平衡条件：在无外场作用下系统 各部分的化学组成应处处相同。 0 2.涨落：在平衡状态下，出现局部不平衡的现 象。 3.注意：
2010级物理学专业
第1章
热力学的局限性：
导论
A只适用于粒子数很多的宏观系统； B主要研究物质在平衡态下的性质，不能解 答系统如何从非平衡态进入平衡态的过程； C把物质作为连续体，不考虑物质的微观结 构。
2010级物理学专业
第1章
导论
(5)微观描述：用微观量描述系统状态的方法。 对应于统计物理学 3.热学的宏观理论和微观理论
第1章
导论
3.非平衡态：状态随时间变化。 4.平衡态和非平衡态的判断依据：是否存在热 流和粒子流。因为存在热流和粒子流意味着系 统的状态变化或系统受到外界的影响。 1.2.3 热力学平衡 1.热力学系统平衡条件 (1)满足热学平衡条件：系统内部的温度处处 相等。 T T0
2010级物理学专业
第1章
2010级物理学专业
第1章
导论
4.本书内容 (1)热力学基础 (2)统计物理学的初步知识 (3)液体、固体、相变等物性学方面的基本知 识
2010级物理学专业
第1章
导论
1.2 热力学系统的平衡态 1.2.1 热力学系统 1.热力学参量：与系统内部状态有关的宏观物 理量，主要有压强、体积、温度，这也称之 为热力学坐标。
2010级物理学专业
第1章
导论
1.1.2 宏观描述方法与微观描述方法 热力学：研究热现象宏观规律的科学。 1.热力学系统 (1)热力学系统:在热学中，被确定为研究对象 的物体或物体系（由大量微观粒子组成）
(2)外界：在系统边界外部与系统发生相互作 用，从而对系统的状态直接产生影响的物质。
2010级物理学专业
(1)热力学：根据由观察和实验所总结出的宏 观热现象所遵循的基本定律，用严密的逻辑 推理方法研究系统的热学性质。属于宏观描 述理论。
2010级物理学专业
第1章
导论
(2)统计物理学：从组成物质的分子、原子的 运动和他们之间的相互作用出发，依据各个粒 子所遵循的力学规律，用统计的方法阐明系统 的热力学性质，认为宏观量是微观量的统计平 均。属于微观描述理论。
2010级物理学专业
第1章
导论
描述方法：宏观描述、微观描述。 1.热现象：一切与温度有关的物理现象的统称 。
例：膨胀、水和冰的转化、钢的硬度变 化、导体变热电阻增大、传导、对流、辐射等。
2.热运动：宏观物质以热现象为主要标志的运 动形态。
2010级物理学专业
第1章
导论
3.热运动与其它运动形式之间的联系： 主要表现在形态之间的相互转化。 4.热学研究内容 物质的热运动以及热运动与其它运动形 态之间的转化规律的科学。
2010级物理学专业
热学学习内容 第1章 导论
第二章 分子动理论的平衡态理论 §2.1 分子动理学与统计物理学; §2.2 概率论的基本知识 §2.3 麦克斯韦速率分布 §2.4 麦克斯韦速度分布 §2.5 气体分子碰壁数及其应用 §2.6 外力场中自由粒子分布 玻尔兹曼分布 §2.7 能量均分定理
2010级物理学专业
热学学习内容 第1章 导论
第四章 热力学第一定律 §4.1 可逆与不可逆过程 §4.2 功和热量 §4.3 热力学第一定律 §4.4 热容与焓 §4.5 第一定律对气体的应用 §4.6 热机
2010级物理学专业
热学学习内容 第1章 导论
第五章 热力学第二定律与熵 §5.1第二定律的表述及其实质 §5.2 卡诺定理
2010级物理学专业
热学研究内容及应用 第1章 导论
1.热学研究内容 热学是研究与热有关的物理现象的科学 2.典型实例 实例1，热机 实例2，真空发动机
2010级物理学专业
热学学习内容 第1章 导论
第一章 导论 §1.1 宏观描述方法与微观描述方法 §1.2 热力学系统平衡态 §1.3 温度与温度计 §1.4 物态方程 §1.5 物质的微观模型 §1.6 理想气体微观描述的初级理论 §1.7 分子间作用力势能与真实气体物态方程
2010级物理学专业
热学学习内容 第1章 导论
第三章 输运现象宏观规律与分子动理论的非平衡态理论 §3.1 黏性现象的宏观规律 §3.2 扩散现象的宏观规律 ---菲克定律 §3.3 输运现象宏观规律 §3.5 对流传热 §3.6 气体分子平均自由程 §3.7 气体分子碰撞的概率分布 §3.8 气体输运系数的导出 §3.9 稀薄气体输运过程
§5.3 熵与熵增加原理
2010级物理学专业
热学学习内容 第1章 导论
第六章 液态 §6.1固体 §6.2液体 §6.3液体的表面现象 第七章 相变（不讲） §7.1 气液相变 §7.2 固——液、固——气相变, 相图
20பைடு நூலகம்0级物理学专业
第1章
导论
1.1 宏观描述方法与微观描述方法 1.1.1 热学的研究对象及其特点 经典物理的四大支柱： 力学、热学、电磁学、光学 研究对象：由大量微观粒子组成的系统。 研究对象的特点：系统的宏观性质是相应微 观量的统计平均值。