资源简介

(共26张PPT)
第一节 热力学第一定律
教学课件
Teaching Courseware
20XX.XX.XX
第三章 热力学定律
高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册
PART.1
PART.2
PART.3
PART.4
素养目标
新课讲解
新课导入
经典例题
目录
CONTENTS
PART.2
PART.4
课堂练习
课堂小结
1.知道做功和热传递是改变系统内能的两种方式，理解内能与功、热量的关系。
2.理解热力学第一定律并能运用热力学第一定律分析和解决相关问题。
3.知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因。
素养目标
新课讲解
New lesson explanation
新课讲解
幼儿园里一般都有滑梯,小朋友沿滑梯下滑时屁股常会感到发热,这是为什么
小朋友沿滑梯下滑时克服摩擦力做功,内能增加。
一、热力学第一定律
新课导入
“围炉夜话”是中国古代文人认为非常有生活情趣的一种生活方式。在“围炉”的过程中,人的身体并没有和炉子本身发生接触，为什么还能够感到温暖 现代取暖的方式主要是暖气,暖气和炉子在能量传递方面有什么相同点？
人身体没和炉子发生接触也可以感到温暖是因为热量可以通过热传递向外扩散,这和暖气的散热方式是相同的。
新课讲解
如果一个物体既不吸热也不放热，那么，当外界对它做功时，物体内能增加，且增加量等于外界做的功。当物体对外界做功时，物体内能减少，且减少量等于物体做的功。
如果一个物体既不对外界做功，外界也不对它做功，那么当物体从外界吸热时，物体内能增加，其增加量等于吸收的热量；当物体向外放热时，物体内能减少，其减少量等于放出的热量。
1.改变物体内能的两种方式:做功和热传递。
2.功、热量和内能改变的关系
新课讲解
3.热力学第一定律：
（1）定义：如果物体与外界之间同时存在做功和热传递的过程,那么物体内能的改变量ΔU等于外界对物体所做的功与物体从外界吸收的热量之和。
（2）表达式：
ΔU＝ Q + W
热传递的热量
做功
内能的改变量
应用表达式ΔU=W+Q解题时应注意各物理量的正负
新课讲解
（3）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
ΔU = W + Q
新课讲解
在一切涉及热现象的宏观过程中，能量可以发生转移或转化，在转移或转化过程中总能量守恒。
（4）热力学第一定律表明：
一个物体的内能增加，必定有其他物体对它做功，或向它传递热量。与此同时，对此物体做功或向它传递热量的其他物体要减少等量的能量，而系统的总能量保持不变。
新课讲解
4.第一类永动机
17世纪，有人设计了一种螺旋汲水永动机。他设想：上面水槽流出的水冲击水轮转动，水轮在带动水磨转动的同时，通过一组齿轮带动螺旋汲水器，永不停止地把蓄水池里的水重新提升到上面的水槽中，这样就可永久地使用水磨了。
（1）概念：不消耗任何能量而能永远对外做功的机器。
17～18世纪，人们提出了许多永动机设计方案，但都以失败而告终。
新课讲解
（2）历史上的永动机：
螺旋永动机
达·芬奇
滚球永动机
软臂永动机
19世纪设计
马尔基斯
（3）原因：设想能量能够无中生有地创造出来，违背了能量守恒定律。
（4）启示：人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律。
经典例题
Classic Example
经典例题
(1)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体。(　　)
(2)做功和传热都可以改变物体的内能,从效果上是等效的。(　　)
(3)传热只能发生在两个物体间,同一物体不能发生传热。(　　)
×
√
×
经典例题
2.以下事例中，通过传热的方式来改变物体内能的是(　　)
A.两小球碰撞后黏合起来，同时温度升高
B.冬天暖气为房间供暖
C.点燃的爆竹在空中爆炸
D.汽车的车轮与地面相互摩擦发热
解析:改变内能的方式有两种：做功和传热，传热指内能的转移，而不是其他形式的能转化为内能，两小球碰撞后粘在一起，温度升高，是机械能转化为内能，故A错误；冬天暖气为房间供暖，是通过传热的方式来改变物体内能的，故B正确；点燃的爆竹在空中爆炸，是化学能转化为内能，故C错误；车轮与地面摩擦生热，是机械能转化为内能，故D错误。
B
经典例题
3.一定质量的气体从外界吸收了3.5×105J的热量，内能增加了1.2×103J。气体对外界做功还是外界对气体做功？做了多少功？
解：由热力学第一定律，外界对气体所做的功
W=ΔU-Q=(1.2×103-3.5×105)J=-2.3×105J
W为负值，说明气体对外界做功2.3×103J。
课堂练习
Classroom Practice
课堂练习
1.关于系统的内能及其变化,下列说法中正确的是 （ ）
A.系统的温度改变时,其内能必定改变
B.系统对外做功,其内能不一定改变;向系统传递热量,其内能不一定改变
C.对系统做功,系统内能必定改变;系统向外传出一定热量,其内能必定改变
D.若系统与外界不发生热交换,则系统的内能必定不改变
B
课堂练习
2.一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式正确的是（ ）
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
课堂练习
3.中医拔罐疗法在中国有着悠久的历史，其方法是以罐为工具，将点燃的纸片放入一个小罐内，纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上，造成局部瘀血，以达到治疗的效果。在纸片熄灭后很短时间内( )
A.火罐内的气体温度不变，体积减小，压强增大，气体内能不变
B.火罐内的气体体积不变，温度降低，压强减小，气体内能减小
C.火罐内的气体压强不变，温度降低，体积减小，气体内能减小
D.火罐内的气体体积不变，温度降低，压强增大，气体内能不变
B
课堂练习
课堂练习
4.在恒温环境下，将形状相同的导热气缸A和绝热气缸B放置于水平地面，A、B中装有温度、体积和压强均相等的同种理想气体，A、B的活塞的横截面积和质量均相同，活塞与气缸之间均无摩擦。现将两个完全相同的小物块分别轻放在A和B的活塞上，当活塞都停止运动时，下列说法正确的是( )
A.A中气体压强小于B中气体压强
B.A中气体体积大于B中气体体积
C.A中气体温度小于B中气体温度
D.A中气体内能大于B中气体内能
C
课堂练习
课堂练习
C
课堂练习
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