热力学第一定律 说课稿 教案
《2 热力学第一定律》课堂教学教案教学设计(统编人教版)
2 热力学第一定律教学目的1．理解、掌握物体跟外界做功和热传递的过程中W、Q、ΔU的物理意义．2．会确定W、Q、ΔU的正负号．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．教学重点热力学第一定律ΔU＝W＋Q的理解教学难点ΔU＝W＋Q中正负号的理解．课时安排1课时教具柴油机模型、电动机、灯泡、打气筒、多媒体．教学过程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，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样的规律呢？今天我们就来研究这些问题．【板书】一、做功W、热传递Q、内能变化ΔU的物理意义1．做功：做功使物体内能发生变化，本质是能量的转化，是一种形式的能向另一种形式的能转化，功是能量转化的量度．2．热传递：是能量的转移，内能由一个物体传递给另一个物体，传递的能量用热量Q表示．3．内能的改变：是物体内所有分子动能和势能之和发生了变化，宏观表现在温度变化和体积变化．【板书】二、W、Q、ΔU正负号确定1．W，外界对物体做功，W取正；物体对外界做功，W取负．2．Q，物体吸热，Q取正；物体放热，Q取负．3．ΔU，物体内能增加，ΔU取正；物体内能减少，ΔU取负．【板书】三、W、Q、ΔU三者之间关系在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，它们遵守下列关系：ΔU＝W＋Q这就是势力学第一定律，它表示了功、势量跟内能改变之间的定量关系．例：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．是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？启发学生讨论：1．引起物体内能变化的物理过程有哪两种？2．物体内能增加量大于物体从外界吸收的热量是什么原因？3．怎样找W、Q、ΔU的正负值．引起物体内能变化的物理过程有两种，做功和热传递；物体内能增加量大于物体从外界吸收的热量，是由于还有做功，一定是外界对气体做了功．【例题】一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功 1.7×105J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程中气体______(填“吸收”或“放出”)的热量是______J．此后，保持气体压强不变，升高温度，气体对外界做了5.0×105J的功，同时吸收了6.0×105J的热量，则此过程中，气体内能增加了_____J.【解析】根据热力学第一定律得：W＝1.7×105 J，ΔU＝－1.3×105 J，代入ΔU＝W＋Q可得，Q＝－3.0×105 J，Q为负值，说明气体要放出热量，放出的热量为3.0×105 J；同理W＝－5×105 J，Q＝6×105 J，ΔU＝W＋Q＝1.0×105 J，即内能增加了1.0×105 J.【答案】放出 3.0×105 1.0×105作业1．复习本节课文．2．读一些课外科普读物．3．课后作业1、2、3题．。
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。
3.2热力学第一定律 教案
3.2热力学第一定律〖教材分析〗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?通过分析讨论，自然得出热力学第一定律。
通过课本例题的讲解，培养学生运动热力学第一定律分析和解决问题的能力。
〖教学目标与核心素养〗物理观念∶知道热力学第一定律及其符号法则，能从热力学学的视角正确描述和解释生活中的热现象，能灵活应用热力学第一定律解决实际问题。
科学思维∶理解热力学第一定律的公式，并能在新的生活情境中对问题进行分析和推理。
科学探究：通过热力学第一定律的应用，养成与他人合作探究的习惯，体验科学家探究规律的艰辛与执着。
科学态度与责任∶从焦耳的实验到热力学第一定律，认识到我们应该具有实事求是的态度，认识到物理学是人类认识自然的方式之一。
〖教学重难点〗教学重点：热力学第一定律的公式及其符号法则。
教学难点：热力学第一定律和实际应用。
〖教学准备〗多媒体课件等。
〖教学过程〗一、新课引入汽缸内有一定质量的气体，压缩气体的同时给汽缸加热。
那么，气体内能的变化会比单一方式（做功或传热）更明显。
这是为什么呢?分析：压缩气体，内能增大，给气体加热内能也是增大。
两者叠加所以就更明显。
二、新课教学（一）热力学第一定律焦耳的实验归总结除了：做功与传热在改变系统内能方面是等价的。
之前学过做功和热传递都可以改变物体的内能，回顾一下公式。
在绝热过程中Q=0，系统内能增量等于外界对系统做的功ΔU=W，而当外界对系统做功为零W=0，那系统的内能增量等于吸热ΔU=Q。
这两种方式在改变物体内能的结果上是相同的。
思考：如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，内能又如何变化呢？既然做功与传热对改变系统的内能是等价的，那么当外界既对系统做功又对系统传热时，内能的变化量就应该是ΔU=W+Q热力学第一定律：一个热力学系统的内能变化量等于外界向他传递的热量与外界对他所做的功的和。
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
热力学第一定律教案教案标题：热力学第一定律教案教案目标：1. 了解热力学第一定律的基本概念和原理；2. 能够应用热力学第一定律解决与能量转化和守恒相关的问题；3. 培养学生的实验设计和数据分析能力。
教案步骤：引入（5分钟）：1. 引导学生回顾能量的基本概念，并与热力学第一定律进行联系。
2. 提出问题：你认为能量是如何转化的？为什么能量转化是有限度的？探究（20分钟）：1. 分组讨论：学生分成小组，讨论并总结能量转化和守恒的基本原理。
2. 指导实验：老师引导学生进行一个简单的实验，例如将一杯温水和一杯冷水混合，观察和记录温度的变化。
3. 实验数据分析：学生根据实验数据，运用热力学第一定律的原理解释实验结果。
知识讲解（15分钟）：1. 讲解热力学第一定律的定义和表达式：ΔU = Q - W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外界做功。
2. 解释热力学第一定律的意义和应用：能量守恒的原理，能量转化的限制。
练习与应用（20分钟）：1. 分组讨论：学生分组完成一系列与热力学第一定律相关的问题，例如计算系统内能的变化、吸收的热量或做的功等。
2. 提供案例：老师提供一些实际案例，让学生应用热力学第一定律解决问题，如汽车引擎的工作原理、热水器的工作原理等。
总结与拓展（10分钟）：1. 总结热力学第一定律的核心概念和应用。
2. 引导学生思考：热力学第一定律在日常生活和工程领域中的重要性。
作业：布置相关的练习题，要求学生应用热力学第一定律解决问题，并要求学生设计一个简单的实验来验证热力学第一定律。
教学评估：1. 实验报告：评估学生实验设计和数据分析的能力。
2. 练习题评估：评估学生对热力学第一定律的理解和应用能力。
教学资源：1. 实验器材：温度计、热水杯、冷水杯等。
2. 教学课件：包括热力学第一定律的定义、公式和相关案例。
3. 练习题和参考答案。
教学延伸：1. 鼓励学生进行更复杂的实验设计，探究热力学第一定律在不同条件下的适用性。
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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。
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的。
典例探究
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
解析：本题主要考查热力学第一定律的应用。
因为外界对气体做功，W取正值，即W=8×104J；内能减少，ΔU取负值，即ΔU=－1.2×105J；根据ΔU=W+Q，可知Q=ΔU－W=－1.2×105－8×104=－2×105J，即B选项正确。
答案：B
友情提示：注意热力学第一定律关系式中各物理量的符号法则。
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？
解析：由题意可知，W=300J，ΔU=－300J，根据热力学第一定律可得
Q=ΔU－W=－300J－300J=－600J
Q为负值表示气体放热，因此气体放出600J的热量。
友情提示：注意热力学第一定律关系式中各物理量的符号法则及其物理意义。
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？
解析：（1）气体从外界吸热为：Q=4.2×105J
气体对外做功：W=－6×105J
由热力学第一定律：ΔU=W+Q=（－6×105）+（4.2×105J）=－1.8×105J
ΔU为负，说明气体的内能减少了。
所以，气体内能减少了1.8×105J。
（2）因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加了。
（3）因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子的平均动能一定减少了。
友情提示：本题以热力学第一定律关系式为起点，结合分子动理论中内能的定义，分析得出：①气体对外做功，体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加了②气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分
（四）反思总结、当堂检测
（五）布置作业
九、板书设计。