10.3 热力学第一定律 能量守恒定律 学案-2022-2023学年高二上学期物理人教版选修3-3

10.3《热力学第一定律 能量守恒定律》学习任务单 课题 热力学第一定律 能量守恒定律 年级 高二 知识点来源 人教版高中物理选修3-3第十章第三节《热力学第一定律 能量守恒定律》 学习目标 物理观念：1.理解热力学第一定律和能量守恒定律. 2.知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因． 科学思维：1.能利用热力学第一定律进行有关计算. 2.会用能量守恒的观点分析、解决有关问题． 学习重难点 理解热力学第一定律和能量守恒定律. [课前预习] 一、热力学第一定律 1．改变内能的两种方式 和 。 2．热力学第一定律 (1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的 与外界对它 的和。 (2)表达式：ΔU＝ 。 二、能量守恒定律和永动机 1．能量守恒定律 (1)内容： 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到别的物体，在 的过程中，能量的总量保持不变。 (2)意义： ①各种形式的能可以 。 ②各种物理现象可以用 联系在一起。 2．永动机不可能制成 (1)第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地 的机器。 (2)不可制成的原因：违背了 定律。 1．自主思考——判一判 (1)做功和热传递在改变物体内能上是不等效的。( ) (2)运动的物体在阻力作用下会停下来，说明机械能凭空消失了。( ) (3)功和能可以相互转化。( ) (4)第一类永动机不能制成，是因为它违背了能的转化和守恒定律。( ) (5)某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加。( ) (6)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，减少的机械能转化为内能，但总能量守恒。( ) 2．自主探究 (1)快速推动活塞对汽缸内气体做功10 J，气体内能改变了多少？若保持气体体积不变，外界对汽缸传递10 J的热量，气体内能改变了多少？能否说明10 J的功等于10 J的热量？ (2)有一种“全自动”机械手表，即不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去。这是不是一种永动机？并说明理由。 (3)热力学第一定律、机械能守恒定律是能量守恒定律的具体体现吗？ 【探究过程】 热力学第一定律的应用 【自主总结】应用热力学第一定律解题的思路 2．公式ΔU＝W＋Q中符号的规定 符号 W Q ΔU ＋ － 3.几种特殊情况 (1)若过程是绝热的，即Q＝ ，则 ， 。 (2)若过程中不做功，即W= ，则 ， 。 (3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU= ，则 ， 。 4．判断是否做功的方法 一般情况下外界对物体做功与否，需看物体的 是否变化。 (1)若物体体积增大，表明物体对外界做功，W 0。 (2)若物体体积减小，表明外界对物体做功，W 0。 [典例1]　一定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，则下列各式中正确的是(　　) 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＝2×105 J D．W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J 应用热力学第一定律时的两个注意事项 (1) 。 (2) 。　　　　 【巩固训练】气体膨胀对外做功100 J，同时