第1、2节 热力学第一定律 能量守恒定律及其应用（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第三册（粤教版）

　第三章 热力学定律 第一、二节　热力学第一定律　能量守恒定律及其应用 核心素养导学 物理观念 (1)掌握内能的概念，知道改变物体内能的两种方式。 (2)知道热力学第一定律的内容。 (3)理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本原理。 (4)知道第一类永动机是不可能实现的。 科学思维 能运用热力学第一定律解释和计算能量的转化、转移问题。 科学探究 探究能量的转化过程和总量的变化情况。 科学态度与责任 (1)理解能量和能量守恒观念对世界统一性的意义。 (2)体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义，知道科学发现需要科学家共同努力。 一、物体的内能 1．分子势能 (1)定义：由分子间的相互作用力和分子间的__________决定的势能。 (2)宏观上：分子势能的大小与物体的_____有关。 (3)微观上：分子势能的大小与分子_____有关。 (4)当r>r0时，分子力表现为____，若r增大，需克服引力做功，分子势能_____。 (5)当r<r0时，分子力表现为____，若r减小，需克服斥力做功，分子势能_____。 (6)当r＝r0时，分子间的作用力为零，分子势能_____。 相对位置 体积 间距 引力 增大 斥力 增大 最小 2．分子动能 (1)定义：由于分子永不停息地做_______________而具有的动能。 (2)分子的平均动能：大量分子动能的________。 (3)温度的微观意义：温度是分子热运动的平均动能的标志。 3．内能 (1)定义：物体中所有分子的_____和__________的总和。 (2)决定因素：物体的内能由物体的质量、_____和_____共同决定。 无规则热运动 平均值 动能 分子势能 温度 体积 二、改变物体内能的两种方式 1．改变物体内能的两种方式：______和________。 2．功、热量和内能改变的关系 (1)如果物体与外界无热传递，外界对物体做功，物体的内能_____；物体对外做功，物体的内能______。 (2)如果物体既不对外做功，外界也不对物体做功，则物体从外界吸收热量时，它的内能_____；物体向外放出热量时，它的内能______。 做功 热传递 增加 减少 增加 减少 三、热力学第一定律及其应用 1．做功和_______都可以改变物体的内能，而且这两种方式是_____的。 2．单纯地对物体做功时内能的变化量与功的关系：ΔU＝W。 3．单纯地对物体热传递时，内能的变化量与传递热量的关系：ΔU＝Q。 4．当外界既对物体做功又对物体热传递时，内能的变化量：ΔU＝Q＋W。 5．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_______与外界对它所做的_____之和。 (2)表达式：ΔU＝___＋___。 热传递 等效 热量Q 功W Q W 四、能量守恒定律　第一类永动机不可能制成 1．能量守恒定律：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；在转化和转移过程中其总量______。 2．意义 (1)各种形式的能量可以__________。 (2)各种物理现象可以用_____________联系在一起。 3．第一类永动机不可能制成 (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)第一类永动机不可能制成的原因：违背了_______________。 转化 转移 不变 相互转化 能量守恒定律 对外做功 能量守恒定律 1.在寒冷的冬季，人们常常生火取暖，当双手靠近火源时，我们就会感受到手变暖和了。 请对以下说法作出判断： (1)烤火是通过热传递的方式增加手的内能。 ( ) (2)手变暖和了，是内能较大的火源将内能传给了内能较小的人的缘故。 ( ) (3)传热只能发生在两个温度不同的物体之间，同一物体，内部不发生传热现象。 ( ) (4)该现象说明热传递可以改变物体的内能。 ( ) √ × × √ 2. 给旱区送水的消防车停在水平地面上。在缓慢放水的过程中，若车胎不漏气且胎内气体温度不变，不计分子间的势能，试分析气体的吸放热情况。 提示：由于车胎内气体温度不变，故气体分子的平均动能不变，内能不变。放水过程中气体体积增大，对外做功，由热力学第一定律可知，车胎内气体吸热。 3．“全自动”机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，表针却能不停地转动。由此，有人设想了如图所示的新能源汽车。 请对以下说法作出判断： (1)“全自动”机械手表是一种永动机。 ( ) (2)如图所示的新能源汽车是能够实现的。 ( ) × × (3)“全自动”机械手表是通过手臂的运动获得能量，供手表指针转动，不是永