高中物理：2.2 熱力學(xué)第一定律 課件（新人教選修12）

1、2021/8/11 星期三1高中物理新人教版選修-2系列課件2021/8/11 星期三2第二章能量的守恒與耗散第二節(jié)熱力學(xué)第一定律2021/8/11 星期三3教學(xué)目標(biāo)知識與能力： 1.認(rèn)識物質(zhì)的運(yùn)動形式有多種，對應(yīng)不同運(yùn)動形式的運(yùn)動有不同形式的能，各種形式的能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化 2. 進(jìn)一步掌握能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，并了解能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的意義3運(yùn)用公式UWQ分析有關(guān)問題并具體進(jìn)行計算教學(xué)重點(diǎn)：熱力第一定律教學(xué)難點(diǎn)：能量守恒教 具：多媒體課件2021/8/11 星期三4一、復(fù)習(xí)提問問：物體做什么樣的運(yùn)動具有機(jī)械能？機(jī)械能轉(zhuǎn)化和守恒定律的內(nèi)容是什么？2021/8/11 星期三5 二、新課教

2、學(xué)熱力學(xué)第一定律分析下列特殊情況：如果物體只與外有熱交換，沒有做功，外界傳給物體4J熱量物體的內(nèi)能增加了多少？物體若向外界傳出了4J熱量，物體內(nèi)能如何變化？結(jié)論：在沒有做功情況下，物體與外界間傳遞熱量Q，物體內(nèi)能變化為U，則UQ，為了在此表達(dá)式中能反映物體對外界是吸熱不是放熱，作出規(guī)定：吸熱Q取正值，放熱Q取負(fù)值，由此可知：物體吸熱，內(nèi)能增加，放熱，內(nèi)能減少。2021/8/11 星期三6如果物體和外界不發(fā)生熱交換，當(dāng)外界對物體做了10J功，物體內(nèi)能增加了多少？當(dāng)物體對外做了10J功，物體內(nèi)能又如何變化？結(jié)論：在無熱交換情況下，UW（對外做功時，W取負(fù)值）如果物體內(nèi)能在改變的過程中，既有熱傳遞又

3、有做功，例如外界對物體做了10J的功，同時物體吸收4J熱量，物體的內(nèi)能如何變化？又如，外界對物體做10J功，物體放熱4J物體內(nèi)能又如何變化？又物體對外界做了10J功，物體吸熱4J，物體放熱4J物體內(nèi)能又如何變化？ 2021/8/11 星期三7綜上所述：在能的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移過程中，一個物體，如果沒有吸收熱量也沒有放出熱量，那么外界對它做多少功它的內(nèi)能就增加多少；如果它既沒有對外做功，外界也沒有對其做功，則它從外界吸收多少熱量，它的內(nèi)能就增加多少。用U表示物體內(nèi)能的增量，用Q表示吸收的熱量，用W表示外界對物體所做的功，那么： UQW上式就是熱力學(xué)第一定律。2021/8/11 星期三8例一定量的氣體從外界

4、吸收了2.6105J的熱量，內(nèi)能增加了4.2105J，外界對物體做了多少功？解：根據(jù)熱力學(xué)第一定律得，WUQ4.2105J2.6105J1.6105J2021/8/11 星期三92能的轉(zhuǎn)化課件展示，舉例說明物體的每一種運(yùn)動形式都有一種對應(yīng)的能機(jī)械運(yùn)動機(jī)械能熱運(yùn)動內(nèi)能電荷運(yùn)動電能化學(xué)運(yùn)動化學(xué)能生物運(yùn)動生物能原子核內(nèi)部的運(yùn)動原子能各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化：機(jī)械能中的動能和勢能可互相轉(zhuǎn)化（自由落體運(yùn)動）2021/8/11 星期三10機(jī)械能可以與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化（摩擦生熱，消耗了機(jī)械能通過做功的形式轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；熱機(jī)中的氣體推動活塞做功把氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）其它形式有能也可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，如電流通過導(dǎo)體時，

5、把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；熾熱的燈絲發(fā)光，又把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成光能；燃燒時，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能）2021/8/11 星期三113.能量守恒定律內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能眾一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。2021/8/11 星期三124永動機(jī)不可能制成指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本P81第七自然段，討論：第一類永動機(jī)是否真的能永遠(yuǎn)運(yùn)動下去？分析課本圖1111提供的一種永動機(jī)的設(shè)計方案，指出它不可能持續(xù)運(yùn)動的原因：雖然右邊每個球的力矩大，但球的個數(shù)少，左邊的每個球產(chǎn)生的力矩雖然小，但是球的個數(shù)多，于是輪子不會持續(xù)轉(zhuǎn)動下去對外做功，只會擺動幾下便停在圖中所畫的位置上。2021/8/11 星期三13通過課件展示歷史上幾種永動機(jī)的設(shè)計圖，指出：不消耗能量的機(jī)器從來沒有制成功過。能量不能創(chuàng)生，工程技術(shù)的任務(wù)在于設(shè)法找出合理利