熱力學第一定律 能量守恒定律

教學目標
（1）知道熱力學第一定律 ，理解能量守恒定律
（2）對熱力學第一定律的數(shù)學表達式有簡單認識
（3）知道永動機是不可能的

教學建議

教材分析

　　分析一：本節(jié)由改變物體內(nèi)能的兩種方式引出熱力學第一定律及其數(shù)學表達式，在此基礎上結合以往的知識總結出能量守恒定律，最后通過能量守恒定律闡述永動機是不可能的．
　　分析二：根據(jù)熱力學第一定律知，物體內(nèi)能的改變量 ，運用此公式時，需要注意各物理量的符號：物體內(nèi)能增加時， 為正，物體內(nèi)能減少時， 為負；外界對物體做功時， 為正，物體對外界做功時， 為負；物體吸收熱量時， 為正，物體放出熱量．
　　分析三：各種形式的能量在轉化和轉移過程中保持總量不變，無任何附加條件，而某種或幾種能的守恒是要有條件的（例如機械能守恒需要對于系統(tǒng)只有重力或彈力做功）．

教法建議

　　建議一：在講完熱力學第一定律后，給出其表達式，為增進學生對其理解，最好能舉出實際例子，應用熱力學第一定律計算或解釋．
　　建議二：在講能量守恒定律后，最好能用它對以往所學知識進行一個簡單的總結．要使學生認識到能量守恒定律是一個普遍的規(guī)律，熱力學第一定律是其一個具體表達形式．另外，為激發(fā)學生學習興趣，闡述能量守恒定律的重要意義，可以簡單介紹一下19世紀自然科學的三大發(fā)現(xiàn)．

 

教學設計示例

    教學重點：熱力學第一定律和能量守恒定律

    教學難點：永動機

    一、熱力學第一定律

    改變物體內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞．

   

    運用此公式時，需要注意各物理量的符號：物體內(nèi)能增加時， 為正，物體內(nèi)能減少時， 為負；外界對物體做功時， 為正，物體對外界做功時， 為負；物體吸收熱量時， 為正，物體放出熱量時， 為負．

　　例1：下列說法中正確的是：

　　A、物體吸收熱量，其內(nèi)能必增加

　　B、外界對物體做功，物體內(nèi)能必增加

　　C、物體吸收熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能減少

　　D、物體溫度不變，其內(nèi)能也一定不變

　　答案：C

　　評析：在分析問題時，要求考慮比較周全，既要考慮到內(nèi)能包括分子動能和分子勢能，又要考慮到改變內(nèi)能也有兩種方式：做功和熱傳遞．

　　例題2：空氣壓縮機在一次壓縮中，空氣向外界傳遞的熱量2.0 ×10⁵J，同時空氣的內(nèi)能增加了1.5 ×10⁵J. 這時空氣對外做了多少功？

　　解：根據(jù)熱力學第一定律 知

  1.5 ×10⁵J - 2.0 ×10⁵J = -0.5 ×10⁵J

　　所以此過程中空氣對外做了0.5 ×10⁵J的功．

二、能量守恒定律

　　1、復習各種能量的相互轉化和轉移

　　2、能量守恒定律：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為別的形式，或者從一個物體轉移到別的物體，在轉化或轉移的過程中其總量不變．（學生看書學習能量守恒定律內(nèi)容）．

　　3、能量守恒定律的歷史意義．

三、永動機

　　永動機的原理違背了能量守恒定律，所以是不可能的．

　　舉例說明幾種永動機模型

四、作業(yè)

 

探究活動
題目：永動機
組織：分組
方案：收集有關永動機的材料，并運用所學知識說明永動機是不可能的
評價：材料的豐富性