第三章 2-3（热力学第一定律、能量守恒定律）-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习教案（人教版）

2热力学第定律 3能量守恒定律 1,知道热力学第一定种及其符号法则，了解能量守恒定件及水动机不可能剂成。 学习目标 2,理？热力学第定律的公式并能进行相关的分析计算，能根据能量守定律解释永动机不可能制成的原因 学习过程 学习笔记 【课前预习】 [知识梳理] 阅读敏材.并杭理必要的知识点 一、热力学第一定律 1.改变内能的两种方式 做功与 两者在故交系统内能方面是 2.热力学第一定律 (1)内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的 与外界对它 的和。 (2》表达式： 二、能量守恒定律及永动机不可能制成 1.能量守恒定律 (1)内容：能量匠不会先究 ,也不会凭学 ,它只能从种形式 为其他形式， 或名从一个物体 到别的物体，在转化或转移的过程小，能量的 保持不变。 (2)意义： ①各种形式的能可以利互 ②各种五木相关的物理现象以用 定律联系在：一起。 46 我二架譏学迎溪 续表 2.永动机不可能制成 (1)永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地 的机器。 (2)水动机不可能制成的原因：违背了 定神。 (3》意义：是历史没计水动机的火败，才使后人的思考走上了确的道路。 [预习自测] 1.判断正误 ()热力学系统对外界做功时，W取负偵，吸收热示时Q取正代。 (2)物体与外界不发作热交换，物体的内能也可能增加。 (3)各种能量之间可以转移或转化，但总量保持不变。 (4)运动的物体在讯力作用下会停下米，说机被能凭空消失了。 2.一定质量的理想气体在某一过程中，外弥对气体做了8×10J的均，气体的内能减少了1.2× 10」，则下列各式中确的足 A.w=8×10J,=1.2×15J,Q=4×10J BW-8×10J.△--1.2×10J,Q--2×10J C.w-8×10J.△51.2×10J.Q2×10J D.W=8×103J,=1.2×10J,Q=1×10J 3.(多选)下列关能量转化现象的说法，正确的是 人，用太H种烧水是光能转化为内能 :电灯发光是电能转化为光能 C核电站发电是电能转化为内能 D.上石灰放入盛有凉水的烧杯平，水流升高是动能转化为内能 【课堂探究】 一、热力学第一定律 [交流探究] 1.分析教材第引贞“思考与讨论“，总结功W、热员Q,内能变化心取正负伯的物碑意义。 2.气象探测气球内允有常温常压的氮气，从地面上升某高空的过程巾，气球内氮气的压强随 外部气减小而逐渐诚小，其溢度因片动加热装光而保持不变，高常气温为一7.0℃，球内氯 气可视为理想气体。若在此高竿，关闭如热装誉后： (1)氮气对外界做功还是外界对氨气做功？ (2)氢气吸热还是放热？ [要点提炼] 热力学第定件的数学衣达式也沿用于物休对外做功，向外界放热和内能成少的情况，因此 在使用一Q十W时，为了区别两种不同的情况，在应用■Q十W进行计算时.它们的 止负号规定下： (1)外界对系统做身，W>0,即W为伯：系统对外界做功，也就是外界对系统做负功，W<0, 即W为负值， (2)外界对系统传热，也就是系统从外界吸收热并，Q0,即Q为正值：外界从系统吸收热域， 也就是系统向外界放出热量，Q0国Q为负伯 (3)系统内能增加，△>D,即△为止仇：系统内能减少，<0，即为负位 7 瑞件中赠莎学哪碗练物螺鲸骚梦考蔻损修必漫第严册 续表 [例1]如图所示，断定容器及可动活寨P都是绝热的，中间有导热的固定隔板B,B的两边分 别盛有气体和乙，现将活塞P缓馒地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增 加而升商。则在移动P的过胜中 A.外力对乙做功，甲的内能不变 外力对乙做功，乙的内能不变 C乙的内能增加，乙传递热给甲 ).乙的内能增，甲的内能不变 [拓展]例1中若椭板B绝热但可以月中移动，当活塞P缓極地向B移动时，甲、乙的内能如 可变化？ [针对训练1门若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底缓做上升到湖而的过程，对外界 做了0,6J的功。（设湖水的温度相等且保持不变） (1)气泡上升过挥中吸收的热量是多少？ (2)气泡到达湖面后，于太阳的照射，在祖度上升的过程中又对外界做了0.1J的功，同时 吸收了0.3J的热量，则此过程，气泡内气体内能增加了多少？ 二、能量守恒定律及永动机不可能制成 [交流探究] 有人试图樹造一台“水久”的发电机。设计思想如下：先利川外界供给的电能，使电动机转动， 再让电动机带动发电机发电。发电机发电后、部分电供给电动机继续使用，电动机不再利 川外界供给的地能，一部分地能供川户使加.这样，一H这个发电机发山电来，它就可以不再 使用外界的能品，白己“源源不断”地发出电来。用能品的转化和守任的知识分析说明，这样 的“水动机”能实现吗？ [要点提炼] 1.能苹的存：形式及扣可转化 (1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机城能，分了的热运动有内能，还