热力学第一定律说课
《热力学第一定律》 讲义
《热力学第一定律》讲义一、热力学第一定律的引入在探索自然界的能量转化和守恒规律的过程中，热力学第一定律应运而生。
它是热力学的基础，对于理解各种热现象和能量转换过程具有至关重要的意义。
想象一下，我们生活中的各种能量形式，比如热能让我们感到温暖，机械能让机器运转，电能点亮灯光。
那么，这些不同形式的能量之间是如何相互转换的？又是否存在某种不变的规律呢？这就是热力学第一定律要回答的问题。
二、热力学第一定律的表述热力学第一定律可以表述为：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
这看似简单的一句话，却蕴含着深刻的物理内涵。
它意味着我们的宇宙是一个封闭的能量系统，能量的流动和变化有着严格的规律可循。
为了更直观地理解这一定律，我们可以举几个例子。
比如，当我们燃烧煤炭来加热水时，煤炭中的化学能通过燃烧转化为热能，然后热能传递给水，使水的温度升高。
在这个过程中，总能量始终保持不变，只是能量的形式从化学能变成了热能。
又比如，汽车发动机通过燃烧汽油将化学能转化为机械能，从而驱动汽车前进。
虽然能量的形式发生了变化，但能量的总量并没有增加或减少。
三、热力学第一定律的数学表达式热力学第一定律可以用数学表达式来精确描述。
通常，我们用ΔU ＝ Q ＋ W 来表示。
其中，ΔU 表示系统内能的变化，Q 表示系统吸收或放出的热量，W 表示系统对外界做功或外界对系统做功。
当 Q 为正值时，表示系统吸收热量；当 Q 为负值时，表示系统放出热量。
当 W 为正值时，表示系统对外界做功；当 W 为负值时，表示外界对系统做功。
这个表达式清晰地展示了内能、热量和功之间的关系。
比如说，一个绝热容器中的气体被压缩，外界对气体做功，由于是绝热过程，没有热量交换（Q ＝ 0），根据表达式，气体的内能增加（ΔU ＞ 0）。
再比如，一个热的物体与一个冷的物体接触，热的物体向冷的物体传递热量（Q ＜ 0），如果没有做功过程（W ＝ 0），那么热物体的内能减少，冷物体的内能增加，但两者内能的总和不变。
《热力学第一定律》 讲义
《热力学第一定律》讲义在我们探索自然界的奥秘时，热力学定律无疑是极其重要的基石。
其中，热力学第一定律为我们理解能量的转化和守恒提供了关键的理论框架。
让我们从最基础的概念开始。
热力学第一定律，也被称为能量守恒定律，它表明能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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另一个物体，而在这个过程中，总能量始终保持不变。
为了更直观地理解这一定律，我们来想象一个简单的情景。
假设我们有一个封闭的房间，里面有一个正在运行的电暖器。
电暖器消耗电能产生热能，使房间的温度升高。
在这个过程中，电能转化为热能，总能量没有增加或减少。
电暖器消耗的电能等于转化出来的热能。
那么，热力学第一定律在实际应用中有哪些体现呢？首先，在热机的工作过程中，它发挥着重要作用。
热机是一种能够将热能转化为机械能的装置，比如汽车的内燃机。
燃料燃烧产生的热能推动活塞做功，一部分热能转化为了机械能用于驱动车辆，同时还有一部分热能通过尾气和冷却系统散失到环境中。
但无论如何，输入热机的总能量等于输出的机械能与散失的热能之和。
其次，在制冷设备中，比如冰箱和空调，热力学第一定律同样适用。
电能被输入设备，用于将内部的热量转移到外部环境，以实现降温的效果。
尽管热量从低温区域转移到了高温区域，但总能量依然保持不变。
再来看化学反应。
无论是燃烧反应还是其他类型的化学反应，反应物所具有的化学能在反应过程中会发生转化，可能变成热能、光能或者其他形式的能量，但总能量始终守恒。
理解热力学第一定律对于解决实际问题和提高能源利用效率具有重要意义。
以能源利用为例，如果我们知道在某个过程中输入的能量以及各种形式的输出能量，就可以通过热力学第一定律来评估这个过程的能量利用效率。
比如在一个工厂的生产流程中，如果能够准确测量输入的能源（如电能、燃料的化学能等）以及输出的有用功（如产品的机械能、热能等）和损失的能量（如废热等），就可以找到提高能源利用率的途径和方法。
高中物理《热力学第一定律能量守恒定律》说课逐字稿
高中物理《热力学第一定律能量守恒定律》说课稿尊敬的各位考官，大家好，今天我说课的内容是《热力学第一定律能量守恒定律》，下面开始我的说课。
为了处理好教与学的关系，突出新课标的教学理念，在讲授过程中我会让学生主动参与到教学过程中来，让学生积极思考参与讨论，力求促进学生积极主动的探究式学习方式。
根据新课标理念，我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点以及教学过程等几个方面加以设计。
(过渡句)好的教材分析会帮助我们对教学内容有一个宏观的把握，所以，我先谈谈对教材的理解。
一、教材分析本节课选自人教版高中物理选修3-3，本节包括两大部分内容，热力学第一定律以及能量守恒定律。
前者是在改变内能的两种方式的基础上直接得出，并且也为能量守恒定律的学习做了一个很好的铺垫。
对于能量守恒定律，首先应明确它的重要性，可以说贯穿整个高中物理。
因此应该综合运用学过的知识，通过各知识点的内在逻辑联系，建立能量守恒定律的观点。
(过渡句)知道了教材特点，我们再来了解一下学生特点。
也就是我说课的第二部分：学情分析。
二、学情分析我所面对的是高中年级的学生，他们已经具备了抽象逻辑思维，认知方式上与成人差别不大。
并且在生活当中已经接触过各种各样的能量转化问题，有了一定的认知基础，学生在前面已经学习过功与内能的关系、热与内能的关系。
因此我会充分利用学生已有的知识经验展开教学，多给学生举一些生活当中通俗易懂的例子来降低学生学习的难度。
(过渡句)基于教材特点和学生特点，我制定了如下的教学目标，力图把传授知识、渗透学习方法以及培养兴趣和能力有机的融合在一起，达到最好的教学效果。
三、教学目标【知识与技能】理解热力学第一定律与能量守恒定律，并能灵活应用定律解释自然界中能量的转化、转移问题。
【过程与方法】通过自主学习和合作探究的学习方式，提高对于内能转化、能量转化等具体问题的分析与解决能力。
【情感态度与价值观】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，培养学习物理的兴趣和积极性。
热力学第一定律 说课稿 教案
4．永动机不可能制成
历史上不少人希望设计一种机器，这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功。这种机器被称为永动机。虽然很多人，进行了很多尝试和各种努力，但无一例外地以失败告终。失败的原因是设计者完全违背了能的转化和守恒定律，任何机器运行时其能量只能从一种形式转化为另一种形式。如果它对外做功必然消耗能量，不消耗能量就无法对外做功，因而永动机是永远不可能制造成功的。
（3）理解热力学第一定律ΔU =W+Q
（4）会用ΔU =W+Q分析和计算问题。
（4）理解能量守恒定律，能列举出能量守恒定律的实例；
（5）理解“永动机”不能实现的原理。
教
学
过
程
及
方
法
环节二合作释疑环节三点拨拓展
过程设计
二次备课
（－）引入新课
上节课我们学习了改变内能的两种方式，做功和热传递，那么它们之间有什么数量关系呢？以前我们还学习过电能、化学能等各种形式的能，它们在转化过程中遵守什么规律呢？这节课我们就来研究这些问题。
①电炉取暖：电能→内能
②煤燃烧：化学能→内能
③炽热灯灯丝发光：内能→光能
（3）其他形式的能彼此之间都可以相互转化。画出图表让学生回答分析：
3．能量守恒定律
大量事实证明：各种形式的能都可以相互转化，并且在转化过程中守恒。
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．这就是能量守恒定律。
《热力学第一定律》 讲义
《热力学第一定律》讲义在我们探索自然世界的奥秘时，热力学定律无疑是极为重要的基石。
而其中的热力学第一定律，更是为我们理解能量的转化和守恒提供了关键的理论依据。
那什么是热力学第一定律呢？简单来说，它表明了能量在转化和传递过程中，总量是保持不变的。
这就好像我们拥有一笔固定的财富，无论我们如何分配和使用它，这笔财富的总量始终不变。
为了更深入地理解热力学第一定律，我们先来了解一下能量的形式。
能量有多种表现形式，比如常见的热能、机械能、电能、化学能等等。
热能是由于物体内部分子的热运动而具有的能量；机械能则包括动能和势能，像物体的运动就具有动能，而被举高的物体具有重力势能；电能是电荷的运动所产生的能量；化学能则存在于物质的化学键中。
当一个系统发生变化时，比如一个热机在工作，它会涉及到能量的输入和输出。
假设这个热机从高温热源吸收了一定的热量 Q，同时对外做功 W，自身的内能也发生了变化，用ΔU 表示。
那么热力学第一定律就可以表示为：Q ＝ΔU ＋ W 。
这意味着什么呢？吸收的热量一部分用来增加系统的内能，另一部分则用于对外做功。
如果系统没有对外做功，那么吸收的热量就全部转化为内能的增加；反之，如果系统对外做了很多功，那么内能的增加就会相对较少。
举个例子，汽车的发动机就是一个很好的说明。
燃料燃烧产生的热量一部分转化为汽车前进的机械能，也就是对外做功，另一部分则以热能的形式散发出去，导致发动机温度升高，这就是内能的增加。
再来看一个日常生活中的例子，比如我们用电水壶烧水。
电能输入到水壶中，一部分转化为水的内能，使水温升高，另一部分则以热的形式散失到周围环境中。
热力学第一定律在实际应用中有着广泛的用途。
在能源领域，它帮助我们评估各种能源转换过程的效率。
比如在发电厂中，我们希望尽可能提高燃料燃烧产生的能量转化为电能的比例，减少能量的浪费。
通过对热力学第一定律的应用，工程师们可以分析和改进能源转换系统，以提高能源的利用效率。
热力学第一定律说课稿教案
热力学第一定律说课稿教案热力学第一定律能量守恒定律一、教材分析前面学习的焦耳实验结果表明，在系统状态发生改变时，只要初末状态确定了，做功的数量或者热传递的数量就是确定的。
而且，热功当量的测量结果表明，做功和热传递在改变内能上是等价的。
从而得出热力学第一定律的数学表达式。
又通过实例对表达式中物理量取值的正负意义进行了讨论。
接着，讲述了能量守恒定律的确立。
它具有重大的理论意义和实践意义。
它对于制造永动机的不可能实现，给予了科学上的最后判决。
二、三维目标知识与技能：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，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。
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能实现的。
过程与方法：能够得出热力学第一定律，并会应用。
情感态度与价值观：通过学习能量守恒定律的得出过程，学习科学家的探索精神二、教学重点难点重点：热力学第一定律难点：能量守恒定律四、学情分析由于热力学第一定律是教学的重点及难点，因此应利用教学的相当多的时间进行热力学第一定律的教学，具体说△U=W+Q中各物理量的意义及正负号的确定对学生讲是很困难的，以通俗易懂的语言阐述；对于能量守恒定律的教学，调动学生相互讨论自然界中的各种能量间的转化，分析得出能量守恒定律。
五、教学方法自主阅读与思考、精讲精练六、课前准备七、课时安排1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑（二）情景引入、展示目标焦耳的实验表明：只要系统初末状态是确定的，所需做功数量就是确定的。
另一方面，热功当量实验表明做功和热传递是等价的（三）合作探究、精讲点播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。
热力学第一定律 课件
• 【答案】 B
【方法总结】
• 【答案】 C
• 【方法总结】 • 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
功情况或内能增减情况．
•
热力学第一定律与气体的综合应用
•
一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，(若
在理想气体状态发生变化时，应用热力学第一定律的关
键是：
(1)理想气体的内能完全由温度来决定．
(2)注意应用理想气体状ຫໍສະໝຸດ 方程p1V1 T1＝
p2V2 T2
分析状态参量
的变化．
(3)理想气体状态变化时，体积变大，气体对外做功
W<0；体积变小，外界对气体做功W>0(自由膨胀例外)．且
在p-V图中，p-V图线下方的“面积”表示功的多少．如图
不计气泡内空气分子势能的变化)则( )
• A．气泡对外做功，内能不变，同时放热
• B．气泡对外做功，内能不变，同时吸热
• C．气泡内能减少，同时放热
• D．气泡内能不变，不吸热也不放热
• 【解析】 气泡上升过程中，由于压强减小，体积增大， 故对外做功，缓慢上升指有时间发生热传递，可认为温度 是不变的．
• A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量 • B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量 • C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同 • D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同
获奖说课PPT热力学第一定律
根据实验数据，计算纯水吸收的热 量以及质量的变化，验证热力学第 一定律。
实验结果与数据分析
结果
实验数据显示，纯水在加热过程中吸收 了一定量的热量，同时质量有所增加。
VS
数据分析
通过计算，可以得出纯水吸收的热量与质 量增加之间的关系。根据热力学第一定律 ，吸收的热量应等于质量增加所对应的能 量。通过对比实验数据和理论值，可以验 证热力学第一定律的正确性。
获奖说课ppt热力学第一定律
目录 Contents
• 热力学第一定律的概述 • 热力学第一定律的表述与理解 • 热力学第一定律的实验验证 • 热力学第一定律的应用实例 • 热力学第一定律的挑战与展望
01
热力学第一定律的概述
定义与公式
定义
热力学第一定律，也称为能量守 恒定律，指出在一个封闭系统中 ，能量不能被创造或消失，只能 从一种形式转化为另一种形式。
确保所有设备正常工作，准备好所 需材料。
2. 称量与记录
使用天平称量一定质量的纯水，记 录其初始质量。
3. 加热与测量
将纯水放入恒温水槽中，开启加热 器加热。同时，使用温度计记录水 温变化，计时器记录加热时间。
4. 热量测量
使用热量计测量加热过程中纯水吸收 的热量。
5. 结果记录
加热完成后，再次使用天平测量纯 水的质量，记录其最终质量。
内能与热量的关系
内能的变化量等于吸收或释放的热量和外界对系统所做功的和，即ΔU=Q+W。当 系统从外界吸收热量时，内能增加；当系统向外界放出热量时，内能减少。
热力学第一定律在封闭系统中的应用
封闭系统的概念
封闭系统是指与外界只有能量交换而没有物质交换的系统。在封闭系统中，系统的状态变化只受到内部因素和外 界作用的影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《热力学第一定律能量守恒定律》
一、说教材
本节内容是在前面学习分子动理论及物体内能的知识的基础上，及对物体内能的改变的进一步量化研究而进行编写的，得出了热力学第一定律，并归纳得出了能量守恒定律。
热力学第一定律是热学中的一个重要定律，而能量守恒定律是整个物理学的一个重要定律。
因此本节课的教学重点是：1. 热力学第一定律的教学；2.能量守恒定律的教学。
教学难点是：
1. 热力学第一定律的应用；2是能量守恒定律的应用。
二、教学目标的确定
根据以上分析可知，通过本节课的教学，应使学生理解热力学第一定律，掌握定律中各物理量正负号的确定，会运用热力学第一定律解决一些实际问题，理解并会运用能量守恒定律分析解决一些实际问题。
三、说学情
我校生源教差，学生基础普遍不好，对抽象事物的理解能力极弱，多数学生存在厌学情绪。
四、说教法
鉴于我班学生的实际情况，又由于热力学第一定律是教学的重点及难点，因此我将利用教学的相当多的时间来进行热力学第一定律的教学，具体来说△U=W+Q中各物理量的意义及正负号的确定对学生来讲是很困难的，在教学中我计划用收入、支出
和结存的观点去分析，以通俗易懂的语言来阐述；对于能量守恒定律的教学，我计划调动学生相互讨论自然界中的各种能量间的转化，分析得出能量守恒定律。
五、教学流程设计
1. 引入新课
我们在前面学习了改变内能的两种方法：做功和热传递，即通过对物体做功或者经过热传递的过程都能改变物体内能，即由做功和热传递均能改变物体的内能入手，提出“它们间有何数量关系”的设问来引入热力学第一定律。
再以“以前学习过的电能、化学能等各种形式的能，它们在转化过程中遵守什么样的规律”来引入能量守恒定律。
2. 新课教学
（1）热力学第一定律
通过投影给出一些简单的问题：
1. 一个物体，如果它跟外界不发生热交换，那么外界对它做功与物体对外界做功，会引起物体内能怎样的变化
2. 一个物体，如果它跟外界之间没有做功，那么物体吸热与放热会引起物体内能怎样的变化
3. 如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，△U、W、Q的正负号如何确
定
4. △U、W、Q三者都有正负，它们的关系怎样
请同学们带着问题看书看到△U=W+Q，再让同学们前后座四人为一小组相互交流、讨论，让同学代表自己小组发言，其他小组补充，老师给以适当点拨，最后得出热力学第一定律表达式△U=W+Q。
请同学们前后座四人为一小组相互交流、讨论，让同学代表自己小组发言，其他小组补充来介绍式中各量的物理意义及正负号的确定，教师以向银行存钱、从银行取钱为例来总结，加深学生对此的理解。
然后，进行例题讲解：
例：一定质量的气体从外界吸收了260000焦耳的热量，内能增加了420000焦耳，是气体对外界做功还是外界对气体做了功做了多少焦耳的功如果气体吸收的热量仍为260000焦耳不变，但是内能只增加了160000焦耳，这一过程做功情况怎样
解：根据题意得出：
Q=260000焦耳，△U＝420000焦耳，求：W＝
根据△U=W+Q代入可得：W＝160000焦耳
W为正值，外界对气体做了功，做了160000焦耳的功。
第二问中，Q＝260000焦耳，△U＝160000焦耳
计算结果：W＝－100000焦耳，这说明气体对外界做了功，做
了100000焦耳。
通过典型例题的讲解，加深学生对知识的理解和运用能力。
让同学们观看柴油机模型，用热力学第一定律解释柴油机正常工作时“压燃“的原理：活塞压缩气体，活塞对气体做了功，由于时间很紧，散热可以不计，机械能转化为气体的内能，温度升高，达到柴油的燃点而点燃柴油。
做功和热传递都能使物体的内能改变，能量在转化的过程中守恒，不仅机械能，其他形式的能也可以与内能相互转化，如电流转化为内能（演示电炉子）；燃料燃烧生热，化学能转化为内能。
实验证明：在这些转化过程中，能量都是守恒的，引入能量守恒的教学。
（2）能量守恒定律
先让学生观看录象：电流通过电炉发热；燃烧煤产生热量；风力发电；电动机带动水泵抽水等，再通过投影给出一些问题：
1. 能量守恒定律的内容是什么
2. 各种机器的作用是什么
3. 风力发电是什么能转化成什么能
4. 化学上电解食盐的过程，是什么能转化成什么能
5. 为什么说能量守恒定律是伟大的运动基本定律
6. 第一类永动机为什么不能成功
7. 举出生活中的一些能量守恒的实例。
请同学们前后座四人为一小组相互交流、讨论，让同学代表自
己小组发言，其他小组补充，教师引导学生得出自然界中的各种能量都可以相互转化，且在转化中总能量守恒，再分析第一类永动机不可能制成的原因，加深学生对能量守恒定律的理解及运用其分析解决问题的思路和方法。
六、说板书设计
板书的作用是使课堂教学的重点内容长时间地留在学生的视野里，以增加知识对学生大脑的刺激作用，使学生能牢固地记忆知识。
因本节有两大块内容：热力学第一定律和能量守恒定律，且热力学第一定律中各量的物理意义及正负号确定是一难点，故本节课的板书我计划这样设计：
（一）热力学第一定律
1. 数学表达式：
△U=W+Q
2. 各量的物理意义及正负号确定：
(1)当外界对物体做功时，W＞0;当物体对外界做功时，W＜0.（2）当物体从外界吸热时，Q＞0;当物体向外界放热时，Q＜0.（3）当物体的内能增加时，△U＞0，当物体的内能减少时，△U ＜0。
（二）能量守恒定律
1. 内容：
能量既不会被消灭，也不会被创生，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，在能量的转化和
转移过程中总量保持不变。
2. 第一类永动机不可能制成。