热力学第一定律教案

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1、第二节热力学第一定律授课教师:林耿南2011-4-1教学目标1、理解物体跟外界做功和热传递的过程中W、Q、△U的物理意义。2、会确定W、Q、△U的正负号。3、理解、掌握热力学第一定律，从能量转化和转移的观点理解热力学第一定律。4、会用△U=W+Q分析和计算问题。重点、难点分析重点：热力学第一定律难点：综合热力学第一定律与气体实验定律分析问题课时安排：一课时教学设计引入新课我们在前面学习了改变内能的两种方式：做功和热传递，即通过对物体做功或者经过热传递的过程都能改变物体内能，但这只是定性的关系,那么它们之间有什么数量关系呢？今天我们就来研究这个问题。一、热力

2、学第一定律同学们带着下列问题看课本，看到△U=W+Q（一）、、W、Q、ΔU之间的关系8一个物体，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．即W=ΔU一个物体，如果它既没有对外做功，也没有其他物体对它做功，那么，它从外界吸收多少热量，它的内能就增加多少．即Q=ΔU如果外界既向物体传热又对物体做功，那么物体内能的增加量就等于物体吸收的热量和外界对物体做的功之和．用ΔU表示物体内能的增加量，用Q表示物体吸收的热量，用W表示外界对物体做的功，那么ΔU=Q+W(1)这个式子所表示的内能的变化量跟功、热量的定量关系，在物理学中叫做

3、热力学第一定律．思考:1.在上述的讨论当中,ΔU、Q、W的物理意义是什么？2．事实上一个物体的内能可以增加也可以减少，它可以吸热也可以放热，可能是外界对它做功也可能是它对外界做功，如何规定ΔU、Q、W的符号从而使热力学第一定律能够全面反映功、热量跟内能改变的定量关系？请看课本第64页讨论与交流二、W、Q、ΔU正负号的确定1．W，外界对物体做功，W取____值；物体对外界做功，W取____值。2．Q，物体吸热，Q取____值；物体放热，Q取____值。3，ΔU，物体内能增加，ΔU取____值；物体减少，ΔU取____值。【例题】　一定量的气体从外界吸收了2.

4、6×105J的热量，内能增加了4.2×105J．外界对气体做了多少功？解　由(1)式得W=ΔU－Q=4.2×105J－2.6×105J8=1.6×105J外界对气体做的功是1.6×105J．思考与讨论上题中，如果气体吸收的热量仍为2.6×105J，但是内能只增加了1.6×105J，那么外界对气体做了多少功？怎样解释这个结果？二、热力学第一定律在理想气体中的应用理想气体的特点：由于理想气体不计分子间的作用力，也就忽略了分子的势能，所以理想气体的内能只是分子热运动动能的总和，理想气体的内能只跟温度有关。（1）绝热过程1、绝热系统：不与外界发生热交换的系统2、写

5、出绝热系统的热力学第一定律表达式：3、如何改变一个绝热系统的内能？例1．如图所示活塞将气缸分成两气室，气缸和活塞（连同拉杆）都是绝热的，且不漏气，以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中：甲乙A．E甲不变，E乙减小B．E甲增大，E乙不变C．E甲增大，E乙减小D．E甲不变，E乙不变（2）等温过程81、写出等温系统的热力学第一定律表达式2、写出玻意耳定律：3、对于一个等温系统，气体膨胀过程中，外界对它做（正、负）功，它一定要（吸热、放热）。气体被压缩过程中，外界对它做（正、负）功，它一定要（吸热、放热）。例2　固定的水平气缸内

6、由活塞B封闭着一定量的气体，气体分子之间的相互作用可以忽略。假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变，若用外力F将活塞B缓慢地向右拉动，如图所示，则在拉动活塞的过程中，关于气缸内气体的下列结论，其中正确的是(　)A．气体对外做功，气体内能不变B．气体对外做功，气体内能减小C．外界对气体做功，气体内能不变D．气体从外界吸热，气体压强减小（3）等容过程81、写出等容系统的热力学第一定律表达式：2、如何改变一个个等容系统的内能？（4）等压过程1、写出等压系统的热力学第一定律表达式2、写出盖吕萨克定律：3、对于一个等压系统，气体膨胀过程中，外界对它做（正、负）

7、功，它一定要（吸热、放热）。气体被压缩过程中，外界对它做（正、负）功，它一定要（吸热、放热）。三、小结四、课后练习1、一家庭用高压锅煮饭，当水煮沸时跑气了，大量热气喷到了距离高压锅3米以外的小张手上，但并没有烫伤，为什么？2、一定质量的气体，气体受热膨胀对外界做了2.0×105J功，同时它的内能增加了1.0×105J，气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量为多少？83、如图中ABCD是一条长轨道，其中AB段是倾角为θ的斜面，CD段是水平的。BC是与AB和CD都相切的一小段圆弧，其长度可略去不计。一质量为m的小滑块在A点从静止状态释放，沿轨道滑下，最后停在D点

8、，A点和D点的位置如图所示。现用一沿着轨道方向的力推滑块，使它缓慢