第三章 1 1.热力学第一定律 2.能量守恒定律-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套课件（教科版）

1．热力学第一定律 2．能量守恒定律 　　　 第三章　热力学定律 物理观念 知道热力学第一定律、能量守恒定律的内容、表达式，知道第一类永动机的概念。 科学思维 热力学第一定律、能量守恒定律的理解和定量计算。 科学探究 能解释第一类永动机不能制成的原因，养成节约能源、合理利用能源的好习惯。 核心素养目标 合作探究 素能提升 新知导学 夯实基础 随堂演练 对点落实 课时精练 内 容 索 引 新知导学 夯实基础 索引 知识梳理 一、热力学第一定律 1．焦耳的实验 (1)绝热过程：系统与外界之间没有______交换，只通过外界______的方式与外界交换能量的过程。 热量 做功 (2)代表性实验 ①桨叶搅拌实验：重物下落时带动搅拌器转动，叶片与水之间以及水与水之间因摩擦而生热。 结论：在热力学系统的绝热过程中，系统______________ΔU等于外界对系统所做的功W。 表达式：ΔU＝W ②利用电流的热效应给水加热：重物下落带动发电机发电，通过电流的热效应使容器中的水温升高。 结论：在外界没有对系统做功的过程中，系统内能的增加量ΔU等于系统从外界所吸收的热量Q。 表达式：ΔU＝Q 内能的增加量 2．热力学第一定律 (1)内容：在系统跟外界同时发生做功和热传递的过程中，系统内能的增加量ΔU等于系统从外界吸收的热量____与外界对系统所做的功____之和。 (2)表达式：ΔU＝________。 3．第一类永动机不可能制成 (1)第一类永动机：不需要任何______和燃料，能持续不断地__________的机器。 (2)第一类永动机不可制成的原因：违背了____________定律。 Q W Q＋W 动力 对外做功 热力学第一 二、能量守恒定律 1．能量守恒定律的探索历程：17世纪，笛卡尔、莱布尼兹都提出______中守恒的量→18世纪，______技术的成就，证明了内能可以转化为机械能→18世纪末到19世纪初，________、光学的发展，使得________和其他运动形式之间的转化具有十分重大的理论和实际意义。化学和________的研究，使人们进一步认识到不同形式的能都可以相互转化。 2．关键人物：______提出了能量守恒的观点→______精确地测定了热与功间的定量关系→亥姆霍兹在理论上概括和总结能量守恒定律(1847年)。 运动 蒸汽 电磁学 热运动 生物学 迈尔 焦耳 3．内容：能量既不会凭空______，也不会凭空______，它只能从一种形式______为另一种形式，或者从一个物体______到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的______保持不变。 4．意义 (1)提高了________的性能，对电机与________的研制及改进起到了重要的指导作用。 (2)将不同领域联系起来，为科学工作者提供了共同语言。 (3)为科学研究提供了方便。 产生 消失 转化 转移 总量 蒸汽机 内燃机 三、节约能源 1．可持续发展：指既满足当代人的需求，又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展。 2．可持续发展战略的基本思想 (1)鼓励经济增长，但要改变“高投入、高消耗、高______”的生产模式和消费模式； (2)利用科学技术及社会力量节约资源(含能源)，大力发展______的循环使用； (3)利用科学技术，寻找新能源及开拓新的资源。 污染 资源 自主检测 1．判断正误 (1)叶片搅拌容器中的水可以对水做功，电流通过水中的电阻丝可以对水加热。( ) (2)在绝热过程中，系统对外界做的功等于系统内能的增加量。( ) (3)气体被压缩的过程中，外界对气体做功，则气体内能一定增加。( ) (4)一个系统的内能增加量等于外界向它传递的热量。( ) (5)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。( ) (6)能量既可以转移又可以转化，故能量的总量是可以变化的。( ) (7)用太阳灶烧水是太阳能转化为内能。( ) √ × × × × × √ 索引 合作探究 素能提升 索引 　　如图所示，气象探测气球内充有常温常压的氦气，从地面上升至某高空的过程中，气球内氦气的压强随外部气压减小而逐渐减小，其温度因启动加热装置而保持不变，高空气温为－7.0 ℃，球内氦气可视为理想气体。 试探究：若在此高空，关闭加热装置后： (1)氦气对外界做功还是外界对氦气做功？ 提示：根据＝ C可知，探测气球体积减小，外界对氦气做功。 情境导思 知识点一　对热力学第一定律的理解 (2)氦气吸热还是放热？ 提示：在此高空，ΔU<0，W>0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，Q<0，即氦气对外放热。 要点归纳 1．改变内能的两种方式的比较 项目 做功 热传递 内能变化 在绝热过程