資源簡介

(共26張PPT)
第一節 熱力學第一定律
教學課件
Teaching Courseware
20XX.XX.XX
第三章 熱力學定律
高中物理魯科版（2019）選擇性必修第三冊
PART.1
PART.2
PART.3
PART.4
素養目標
新課講解
新課導入
經典例題
目錄
CONTENTS
PART.2
PART.4
課堂練習
課堂小結
1.知道做功和熱傳遞是改變系統內能的兩種方式，理解內能與功、熱量的關系。
2.理解熱力學第一定律并能運用熱力學第一定律分析和解決相關問題。
3.知道什么是第一類永動機及其不可能制成的原因。
素養目標
新課講解
New lesson explanation
新課講解
幼兒園里一般都有滑梯,小朋友沿滑梯下滑時屁股常會感到發熱,這是為什么
小朋友沿滑梯下滑時克服摩擦力做功,內能增加。
一、熱力學第一定律
新課導入
“圍爐夜話”是中國古代文人認為非常有生活情趣的一種生活方式。在“圍爐”的過程中,人的身體并沒有和爐子本身發生接觸，為什么還能夠感到溫暖 現代取暖的方式主要是暖氣,暖氣和爐子在能量傳遞方面有什么相同點？
人身體沒和爐子發生接觸也可以感到溫暖是因為熱量可以通過熱傳遞向外擴散,這和暖氣的散熱方式是相同的。
新課講解
如果一個物體既不吸熱也不放熱，那么，當外界對它做功時，物體內能增加，且增加量等于外界做的功。當物體對外界做功時，物體內能減少，且減少量等于物體做的功。
如果一個物體既不對外界做功，外界也不對它做功，那么當物體從外界吸熱時，物體內能增加，其增加量等于吸收的熱量；當物體向外放熱時，物體內能減少，其減少量等于放出的熱量。
1.改變物體內能的兩種方式:做功和熱傳遞。
2.功、熱量和內能改變的關系
新課講解
3.熱力學第一定律：
（1）定義：如果物體與外界之間同時存在做功和熱傳遞的過程,那么物體內能的改變量ΔU等于外界對物體所做的功與物體從外界吸收的熱量之和。
（2）表達式：
ΔU＝ Q + W
熱傳遞的熱量
做功
內能的改變量
應用表達式ΔU=W+Q解題時應注意各物理量的正負
新課講解
（3）定律中各量的正、負號及含義
物理量 符號 意義 符號 意義
W ＋ 外界對物體做功 － 物體對外界做功
Q ＋ 物體吸收熱量 － 物體放出熱量
ΔU ＋ 內能增加 － 內能減少
ΔU = W + Q
新課講解
在一切涉及熱現象的宏觀過程中，能量可以發生轉移或轉化，在轉移或轉化過程中總能量守恒。
（4）熱力學第一定律表明：
一個物體的內能增加，必定有其他物體對它做功，或向它傳遞熱量。與此同時，對此物體做功或向它傳遞熱量的其他物體要減少等量的能量，而系統的總能量保持不變。
新課講解
4.第一類永動機
17世紀，有人設計了一種螺旋汲水永動機。他設想：上面水槽流出的水沖擊水輪轉動，水輪在帶動水磨轉動的同時，通過一組齒輪帶動螺旋汲水器，永不停止地把蓄水池里的水重新提升到上面的水槽中，這樣就可永久地使用水磨了。
（1）概念：不消耗任何能量而能永遠對外做功的機器。
17～18世紀，人們提出了許多永動機設計方案，但都以失敗而告終。
新課講解
（2）歷史上的永動機：
螺旋永動機
達·芬奇
滾球永動機
軟臂永動機
19世紀設計
馬爾基斯
（3）原因：設想能量能夠無中生有地創造出來，違背了能量守恒定律。
（4）啟示：人類利用和改造自然時，必須遵循自然規律。
經典例題
Classic Example
經典例題
(1)熱量一定從內能多的物體傳遞給內能少的物體。(　　)
(2)做功和傳熱都可以改變物體的內能,從效果上是等效的。(　　)
(3)傳熱只能發生在兩個物體間,同一物體不能發生傳熱。(　　)
×
√
×
經典例題
2.以下事例中，通過傳熱的方式來改變物體內能的是(　　)
A.兩小球碰撞后黏合起來，同時溫度升高
B.冬天暖氣為房間供暖
C.點燃的爆竹在空中爆炸
D.汽車的車輪與地面相互摩擦發熱
解析:改變內能的方式有兩種：做功和傳熱，傳熱指內能的轉移，而不是其他形式的能轉化為內能，兩小球碰撞后粘在一起，溫度升高，是機械能轉化為內能，故A錯誤；冬天暖氣為房間供暖，是通過傳熱的方式來改變物體內能的，故B正確；點燃的爆竹在空中爆炸，是化學能轉化為內能，故C錯誤；車輪與地面摩擦生熱，是機械能轉化為內能，故D錯誤。
B
經典例題
3.一定質量的氣體從外界吸收了3.5×105J的熱量，內能增加了1.2×103J。氣體對外界做功還是外界對氣體做功？做了多少功？
解：由熱力學第一定律，外界對氣體所做的功
W=ΔU-Q=(1.2×103-3.5×105)J=-2.3×105J
W為負值，說明氣體對外界做功2.3×103J。
課堂練習
Classroom Practice
課堂練習
1.關于系統的內能及其變化,下列說法中正確的是 （ ）
A.系統的溫度改變時,其內能必定改變
B.系統對外做功,其內能不一定改變;向系統傳遞熱量,其內能不一定改變
C.對系統做功,系統內能必定改變;系統向外傳出一定熱量,其內能必定改變
D.若系統與外界不發生熱交換,則系統的內能必定不改變
B
課堂練習
2.一定質量的氣體在某一過程中，外界對氣體做了8×104 J的功，氣體的內能減少了1.2×105 J，則下列各式正確的是（ ）
A.W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 J
B.W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J
C.W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×104 J
D.W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J
B
課堂練習
3.中醫拔罐療法在中國有著悠久的歷史，其方法是以罐為工具，將點燃的紙片放入一個小罐內，紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地“吸”在皮膚上，造成局部瘀血，以達到治療的效果。在紙片熄滅后很短時間內( )
A.火罐內的氣體溫度不變，體積減小，壓強增大，氣體內能不變
B.火罐內的氣體體積不變，溫度降低，壓強減小，氣體內能減小
C.火罐內的氣體壓強不變，溫度降低，體積減小，氣體內能減小
D.火罐內的氣體體積不變，溫度降低，壓強增大，氣體內能不變
B
課堂練習
課堂練習
4.在恒溫環境下，將形狀相同的導熱氣缸A和絕熱氣缸B放置于水平地面，A、B中裝有溫度、體積和壓強均相等的同種理想氣體，A、B的活塞的橫截面積和質量均相同，活塞與氣缸之間均無摩擦。現將兩個完全相同的小物塊分別輕放在A和B的活塞上，當活塞都停止運動時，下列說法正確的是( )
A.A中氣體壓強小于B中氣體壓強
B.A中氣體體積大于B中氣體體積
C.A中氣體溫度小于B中氣體溫度
D.A中氣體內能大于B中氣體內能
C
課堂練習
課堂練習
C
課堂練習
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