3.1 热力学第一定律 课件 -2026-2027学年高二下学期物理粤教版选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦热力学第一定律，从复习分子动理论切入，通过“分子是否有动能”等问题链引导学生理解分子动能、势能及内能，对比做功与热传递的实质，为定律学习搭建连贯的知识支架。 其亮点在于以物理观念（能量观念）和科学思维（科学推理、科学论证）为核心，通过例2辨析高温物体内能的错误说法，结合气体实验定律推导热力学第一定律应用，强化概念理解与定量计算。学生能深化能量观念和推理能力，教师可借助系统例题提升教学效率。

授课教师：物思理 粤教版高中物理选择性必修第三册课件 第三章 热力学第一定律 第一节 热力学第一定律 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 目录 第一节 热力学第一定律 探究新知 2、改变物体内能的两种方式 1、物体的内能 3、热力学第一定律及其应用 5、总结与练习 4.气体做功的计算 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2 1.物质是由大量分子组成的 2.分子总在不停地做无规则运动，运动的剧烈程度与物质的温度有关 3.分子间存在相互作用的引力和斥力 扩散现象 布朗运动 分子动理论 复习回顾 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 一.物体的内能 思考问题：运动的汽车具有动能，那么不停地做无规则运动的分子，是否具有动能呢？ 1.分子动能：分子不停地做无规则热运动而具有的能量 分子动能与温度有关，温度越高，分子平均动能越大。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2.分子势能：由分子间相对位置决定的势能叫分子势能。 一.物体的内能 分子势能与宏观上的体积有关。 分子间有相互作用力，所以存在势能 3.物体的内能：物体内所有分子动能和分子势能的总和。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 例1.(多选）质量相等的氢气和氧气，温度相同，则： A、氧气的内能大； B、氢气的内能大； C、两者内能相等； D、氢气分子的平均动能大； E、氢气分子的平均速率大； 答案：BE 分子平均动能相同 ---分子数目多 ---分子质量小 一.物体的内能 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 例2. 一个高温物体与一个低温物体比较（不一定是同种物质）下面说法正确的有： A、高温物体具有的内能大； B、高温物体具有的分子平均速率大； C、高温物体每一个分子的动能都大； D、高温物体的分子平均动能大； E、高温物体内分子的总动能大； D 一.物体的内能 ---分子数量不知道，分子势能不知道 ---分子数量不知道 ---不是每一个 影响物体内能的宏观因素有：物质的量、温度、体积 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 例3.判断下面说法的正确性； A、作热运动越剧烈的分子具有的温度高； B、分子的动能和势能之和叫做分子的内能； C、高温物体具有的内能一定多； D、600c的铜比300c的铜具有的内能多； E、高温物体所有的分子动能比低温物体所有的分子动能大； F、高速运动的物体具有的分子动能比低速运动的物体具有的分子动能大； G、举高的物体具有的分子势能大； 都不正确！ 温度是宏观概念 内能是宏观概念 内能是所有分子能量的总和，与分子数目有关 内能是一个具体的物体具有的 一.物体的内能 不是“所有”,而是“平均”! 热运动 :分子动能 ，机械运动：物体动能。两者无关！ 分子势能由分子间相对位置决定，与物体的位置无关！ （影响物体内能的宏观因素：物质的量、温度、体积） 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 思考问题：用什么方式可以使物体内能发生变化呢？ 二.改变物体内能的两种方式 结论1：做功可以改变物体内能。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 灼热的小铁块放入水中： 铁块放出热量，温度降低，内能减少； 水吸收热量，温度升高，内能增加。 结论2：热传递可以改变物体内能。 思考问题：用什么方式可以使物体内能发生变化呢？ 二.改变物体内能的两种方式 热传递方式： 传导 对流 辐射 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 做功和热传递都可以改变物体的内能，二者是等效的。那么，做功和热传递有什么区别？ 做功的实质是内能与其他形式的能之间的转化； 热传递的实质是不同物体（或同一物体不同部分）之间内能的转移。 二.改变物体内能的两种方式 区别 机械能 内能 内能 内能 转化 转移 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 三.热力学第一定律及其应用 1.若一个物体不与外界发生热传递（绝热），它的内能变化ΔU等于什么？ 2.若一个物体，外界对其没有做功（无功），它的内能变化内能变化ΔU等于什么？ 综上，若一个物体既与外界发生热传递，同时外界又对其做功，它的内能变化ΔU等于什么？ ΔU1= W ΔU2= Q ΔU = Q + W (ΔU、Q 、W 三者之间的关系） 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 热力学第一定律：一个物体的内能增量 ΔU 等于物体吸收的热量 Q 与外界对物体做的功 W 之和。 ΔU=Q+W 符号法则：( 非常重要！） 符号 ΔU Q W + - 内能增加为正 内能减少为负 物体吸收热量为正 物体放出热量为负 外界对物体做功为正 物体对外界做功为负 三.热力学第一定律及其应用 (ΔU、Q 、W 三者之间的关系） 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 例1.如图所示，密封在容器内的理想气体在保持压强p不变的情况下，体积从V1膨胀到V2，气体向外推动活塞。请问气体的能量转化情况如何呢？ 解：气体发生等压变化，由盖-吕萨克定律： 可得，气体体积增大，温度升高，内能变大。又由热力学第一定律： 可得，气体体积增大，对外界做功，W小于0；内能变大，ΔU大于0;所以Q 必须大于0，气体从外界吸收热量，一部分用来增加内能，另一部分转化为对外所做的功。 三.热力学第一定律及其应用 ΔU = Q + W 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 例2.如图所示，某同学将空的玻璃瓶开口向下缓缓压入水中。设水温均匀且恒定，瓶内空气无泄漏，不计空气分子间的相互作用，则被淹没的玻璃瓶在下降的过程中，气体是吸热还是放热，为什么？ 解：在玻璃瓶下降的过程中，瓶内气体的压强随着水深度变大而变大，由玻意耳定律： 可知，因为温度不变，所以气体内能不变，ΔU 等于0。 压强变大，体积减少，外界对气体做功，W 大于0，由热力学第一定律： 可得，Q小于0，气体对外界放出热量，且放出热量Q与外界做功W相等（ Q=W )。 三.热力学第一定律及其应用 ΔU = Q + W 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 例3：下面的说法正确的有( )： Ａ、物体放出热量，内能一定减少； Ｂ、物体放出热量，温度一定降低； Ｃ、物体对外做功，内能一定减少； Ｄ、物体对外做功，温度可能升高； Ｄ 三.热力学第一定律及其应用 ΔU = Q + W 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 三.热力学第一定律及其应用 例4： ΔU = Q + W 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 四.气体做功的计算 思考问题： 热量Q的数值题目已给出， 但气体做功W的大小如何求？ 课本P60第4题 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 四.气体做功的计算 A V1 B V2 ΔV h s s 如图所示，求缸内气体由体积V1膨胀到V2时，气体对外界所做功W的大小是多少？（忽略活塞的质量与摩擦） ---气体做功大小的计算公式 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 四.气体做功的计算 课本P60第4题 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1．如图所示，太阳能热水器是一种能够将太阳的光能转化为内能的装置．这种装置可以使装置内的水温度升高，这种改变水的内能的方式是(　　) A．做功 B．热传递 C．既有做功也有热传递 D．利用电流的热效应 课堂练习 B 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2．如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中．设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气(　 　) A．从外界吸热 B．内能增大 C．向外界放热 D．内能减小 课堂练习 C 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 3．(多选)如图所示，一定质量的理想气体由a状态变化到b状态，下列说法正确的有(　　) A．外界对气体做功 B．气体对外界做功 C．气体向外界放热 D．气体从外界吸热 由图可看出从a到b,气体体积增大,温度升高，内能增大，气体对外界做功，气体从外界吸收热量，故B、D正确． 课堂练习 Va Vb < BD 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 5．如图所示为一定质量理想气体的p-V图像，气体状态由A经B到C的变化过程中，气体吸收了420 J热量，对外做功400 J．已知状态A的温度为300 K．求气体： (1)内能改变的数值； (2)状态C 的温度TC． 课堂练习 [解析]　（1）由热力学第一定律 ΔU＝Q＋W＝420 J－400 J 解得ΔU＝20 J ΔU为正值，则气体内能增加 （2）由理想气体状态方程 ＝ 解得状态C 的温度TC＝240 K 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 See you later! 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