第3章 2 热力学第一定律 3 能量守恒定律（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步导学案（人教版2019）

2　热力学第一定律 3　能量守恒定律 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 学习目标要求 1.知道热力学第一定律，通过有关史实，了解热力学第一定律和能量守恒定律的发现过程，体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义。 2.理解能量守恒定律，能用能量守恒定律的观点解释自然现象。体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 核心素养和关键能力 核心素养 (1)做功和热传递、内能、热量的概念。 (2)热力学第一定律的理解和定量计算。 (3)通过具体问题的分析，进一步理解热力学第一定律。 (4)能解释第一类永动机不能制成的原因。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 一 热力学第一定律　热力学第一定律的应用 1．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变化量等于外界向它传递的 与外界对它所 的和。 ②表达式：ΔU＝ 。 做功 传热 热量 做的功 Q＋W 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 2．热力学第一定律的应用 公式ΔU＝Q＋W中符号的规定 符号 W Q ΔU ＋ 外界对系统做功 系统吸收热量 内能______ － 系统对外界做功 系统放出热量 内能______ 增加 减少 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 二 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 为其他形式，或者从一个物体 到别的物体，在转化或转移的过程中， 保持不变。 转化 转移 能量的总量 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 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。 3．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。 相互转化 能量守恒定律 对外做功 能量守恒 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 自主评价——————————————————— 1．判断正误 (1)外界对系统做功，系统的内能一定增加。( ) (2)系统内能增加，一定是系统从外界吸收了热量。( ) (3)系统内能减少，一定是系统对外界做了功。( ) (4)违背能量守恒定律的过程是不可能发生的。( ) × × × √ 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 2．情景思考 有一种所谓“全自动”机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去。这是不是一种永动机？如果不是，维持表针走动的能量是从哪儿来的？ 提示：这不是永动机；手表戴在手腕上，通过手臂的运动，机械手表获得能量，供手表发条做机械运动。若将此手表长时间放置不动，它就会停下来。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 热力学第一定律的理解和应用 如图所示，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，汽缸向外界传递10 J的热量，气体内能改变了多少？若推动活塞对汽缸内气体做功10 J的同时，汽缸向外界传递10 J的热量，气体的内能改变了多少？ 提示：内能增加了10 J；减少了10 J；没改变。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 1．对公式ΔU＝Q＋W符号的规定 符号 W Q ΔU ＋ 体积减小，外界对热力学系统做功 热力学系统吸收热量 内能增加 － 体积增大，热力学系统对外界做功 热力学系统放出热量 内能减少 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 2.气体状态变化的几种特殊情况 (1)绝热过程：Q＝0，则ΔU＝W，系统内能的增加(或减少)量等于外界对系统(或系统对外界)做的功。 (2)等容过程：W＝0，则ΔU＝Q，物体内能的增加量(或减少量)等于系统从外界吸收(或系统向外界放出)的热量。 (3)等温过程：理想气体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对系统做的功等于系统放出的热量(或系统吸收的热量等于系统对外界做的