新人教版《热力学第一定律》1课件.pptx

1、导入新课导入新课 在学习新课在学习新课程之前，让我们程之前，让我们先自己复习一下，先自己复习一下，前面有关分子能前面有关分子能量的问题。量的问题。1.分子的动能分子的动能物体内所有物体内所有分子的动能分子的动能的平均值叫做分子的平均动能的平均值叫做分子的平均动能温度升高，分子热运动的平均动能越大温度升高，分子热运动的平均动能越大温度越低，分子热运动的平均动能越小温度越低，分子热运动的平均动能越小温度温度是物体分子热运动的是物体分子热运动的平均动能的标志平均动能的标志2.分子势能分子势能-由分子间的相互作用和相对位置决由分子间的相互作用和相对位置决 定的能量叫分子定的能量叫分子势能势能.分子力做

2、正功，分子势能减少，分子力做正功，分子势能减少，分子力做负功，分子势能增加。分子力做负功，分子势能增加。在平衡位置时在平衡位置时(r=r0),分子势能最小分子势能最小.分子势能分子势能的大小跟物体的的大小跟物体的体积体积有关系有关系物体的内能物体的内能物体的内能物体的内能 物体中物体中所有分子所有分子做热运动的做热运动的动能动能和和分子势能分子势能的总和，叫做物体的内能。的总和，叫做物体的内能。由于分子热运动的由于分子热运动的平均动能和温度有关系平均动能和温度有关系，分子势能和体积有关系分子势能和体积有关系，所以物体的内能和物体，所以物体的内能和物体的温度和体积都有关系：温度升高时，分子的平的

3、温度和体积都有关系：温度升高时，分子的平均动能增加，因而物体内能增加。均动能增加，因而物体内能增加。体积变化时，分子势能发生变化，因而物体体积变化时，分子势能发生变化，因而物体的内能发生变化此外的内能发生变化此外,还跟物体的质量和物态有还跟物体的质量和物态有关。关。1.物体的平均动能仅与温度有关。物体的平均动能仅与温度有关。2.微观上与分子之间的距离有关宏微观上与分子之间的距离有关宏观上与物体的体积有关。观上与物体的体积有关。3.物体的内能是物体内部分子无规则物体的内能是物体内部分子无规则运动的动能和分子势能的总和，运动的动能和分子势能的总和，与物体的温度和体积有关。与物体的温度和体积有关。4

4、.任何物体都具有分子势能。任何物体都具有分子势能。下面让我们来开始下面让我们来开始今天的新内容。今天的新内容。2.热力学第一定律热力学第一定律第二章第二章 能量的守恒与耗散能量的守恒与耗散1 知识与能力知识与能力 知道热力学第一定律的内容及表达式。知道热力学第一定律的内容及表达式。能用热力学第一定律分析和计算简单问题。能用热力学第一定律分析和计算简单问题。2 过程与方法过程与方法 会用热力第一定律的观点解释常见的物理会用热力第一定律的观点解释常见的物理现象。现象。教学目标教学目标3 情感态度与价值观情感态度与价值观 通过热力学第一定律来研究生活通过热力学第一定律来研究生活中的现象中的现象 培养

5、热爱生活的情趣培养热爱生活的情趣热力学第一定律的基本内容热力学第一定律的基本内容热力学第一定律在简单计算中的应用热力学第一定律在简单计算中的应用教学重难点教学重难点重点重点难点难点热力学第一定律热力学第一定律本节导航本节导航热力学第一定律热力学第一定律要使水的温度升高，我们有几种方法？要使水的温度升高，我们有几种方法？实际问题实际问题第一种方法：对水直接加热第一种方法：对水直接加热第二种方法：对水做功第二种方法：对水做功 改变物体内能的方改变物体内能的方式：一外界对物体做功；式：一外界对物体做功；二进行热传递。二进行热传递。能够改变物体内能的物理过程有两种：能够改变物体内能的物理过程有两种：做

6、功和热传递做功和热传递2.热传递也做功可以改变物体的内能热传递也做功可以改变物体的内能1.做功可以改变物体的内能做功可以改变物体的内能知识回顾知识回顾改变物体内能的两种方式改变物体内能的两种方式 注意：注意：做功和热传递对改变做功和热传递对改变 物体的内能是等效的但是在本质上有物体的内能是等效的但是在本质上有区别区别:做功是其它形式的能与内能相互转做功是其它形式的能与内能相互转化的过程化的过程;热传递是物体间内能转移的过程。热传递是物体间内能转移的过程。改变内能的两种方式改变内能的两种方式做功做功热传递热传递对内对内对外对外吸热吸热放热放热内能增加内能增加内能增加内能增加内能减少内能减少内能减

7、少内能减少（外界对物（外界对物体做功）体做功）（物体对外（物体对外界做功）界做功）（物体从外（物体从外界吸热）界吸热）（物体对外（物体对外界放热）界放热）内能内能是一个是一个状态量状态量，一个物体在不同的状态下，一个物体在不同的状态下有不同的内能。有不同的内能。内能与热量的区别内能与热量的区别 热量热量是一个是一个过程量过程量，它表示由于热传递而引起，它表示由于热传递而引起的变化过程中转移的能量，即内能的改变量。的变化过程中转移的能量，即内能的改变量。如果没有热传递，就没有热量可言，但此时仍有内能。如果没有热传递，就没有热量可言，但此时仍有内能。知识归纳知识归纳名词解释名词解释热力学第一定律热

8、力学第一定律 物体内能的增加等于从外界物体内能的增加等于从外界吸吸收的热量收的热量与外界对物体所与外界对物体所做的做的功功的总和。的总和。1、一个物体没有与外、一个物体没有与外界发生热传递，外界对它做界发生热传递，外界对它做多少功，它的内能就增加多多少功，它的内能就增加多少。少。U2-U1=W定义分析定义分析 2、一个物体，外界没有、一个物体，外界没有对它做功，它也没有对外界做对它做功，它也没有对外界做功，它从外界吸收多少热量，功，它从外界吸收多少热量，它的内能就增加多少。它的内能就增加多少。U2-U1=Q 3、一个物体既与外界有热、一个物体既与外界有热传递，又有做功。传递，又有做功。U2-U

9、1=Q+W 因此，热力学第一定律可以总结为因此，热力学第一定律可以总结为 U=Q+W 在一般情况下，如果物体跟外界同时发在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界对物体生做功和热传递的过程，那么，外界对物体所做的功所做的功W加上物体从外界吸收的热量加上物体从外界吸收的热量Q，等于物体内能的增加等于物体内能的增加U，即，即U=W+Q 上式所表示的功、热量跟内能改变之间上式所表示的功、热量跟内能改变之间的定量关系，在物理学中叫做的定量关系，在物理学中叫做热力学第一定热力学第一定律律知识总结知识总结符号规则：符号规则：内能增加，内能增加，U0；内能减少，内能减少，U 0外界对

10、物体做功外界对物体做功W 0；物体对外界做功物体对外界做功W 0物体从外界吸热物体从外界吸热 Q0；物体向外界放热物体向外界放热Q 0.热力学第一定律热力学第一定律 物体内能的增加等于从外界吸收的热量与物体内能的增加等于从外界吸收的热量与外界对物体所做的功的总和。它的物理表外界对物体所做的功的总和。它的物理表达式可以表示为达式可以表示为课堂小结课堂小结U=Q+W课堂练习课堂练习1.外界对一定质量的气体做了外界对一定质量的气体做了200J的功，的功，同时气体又向外界放出了同时气体又向外界放出了80J的热量，则气的热量，则气体的内能体的内能 （填（填“增加增加”或或“减少减少”）了了 J增加增加1

11、20根据热力学第一定律，外界对它做功为根据热力学第一定律，外界对它做功为200J，所以他的内能应增加，所以他的内能应增加200J，但是它，但是它又向外界释放又向外界释放80J的热量，所以内能增量为的热量，所以内能增量为120J.2.AC3.关于物体内能的变化，下列说法中正确的是关于物体内能的变化，下列说法中正确的是()A.物体吸收热量，内能一定增大物体吸收热量，内能一定增大B.物体对外做功，内能一定减少物体对外做功，内能一定减少C.物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D.物体放出热量，同时碎娃做功，内能可能不变物体放出热量，同时碎娃做功，内能可能不变

12、C4.一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，（若不计气泡内空气分子势能的变化）则（若不计气泡内空气分子势能的变化）则()A.气泡对外做功，内能不变，同时放热气泡对外做功，内能不变，同时放热B.气泡对外做功，内能不变，同时吸热气泡对外做功，内能不变，同时吸热C.气泡内能减少，同时放热气泡内能减少，同时放热D,内能不变，不吸热也不放热内能不变，不吸热也不放热B5.一粒质量为一粒质量为100g的铅弹的，以的铅弹的，以200m/s的水平的水平速度射入静止在光滑水平面、质量为速度射入静止在光滑水平面、质量为1.9kg的的物体而未穿出，求：物体而未穿出，求：,(1)铅

13、弹损失的动能铅弹损失的动能(2)若整个系统损失的动能全部转变为热，且有若整个系统损失的动能全部转变为热，且有50%被铅弹吸收被铅弹吸收,那么铅弹温度升高多少度那么铅弹温度升高多少度?(铅弹比热容为铅弹比热容为126J/kg )t=0.5 1900/(126 0.1)=75.4 解解:(1)由动量守恒定律由动量守恒定律 mv=(M+m)VV=0.1200/2=10m/sEK子子=1/2 mv 2-1/2 mV2=1995J(2)系统损失的总能量系统损失的总能量 EK=1/2 mv 2-1/2(M+m)V2=1900J由能量守恒定律由能量守恒定律50%EK=cm t6.横截面积为横截面积为 2dm

14、2的圆筒内装有的圆筒内装有0.6kg的水，的水，太阳光垂直照射了太阳光垂直照射了2分钟，水温升高了分钟，水温升高了1，设大气顶层的太阳能只有设大气顶层的太阳能只有45%到达地面，试到达地面，试估算出太阳的辐射功率为多少？（保留一位估算出太阳的辐射功率为多少？（保留一位有效数字，日地平均距离为有效数字，日地平均距离为1.51011m.)P=4r2P1=42.251022 2.33103 =61026 W解：水温升高吸热解：水温升高吸热 Q=cm t=42000.61=2.52103 J地面单位面积单位时间接收的能量地面单位面积单位时间接收的能量E1=Q/St=2.52103/(0.02120)=

15、1.05103 J/m2s太阳照射到地面单位面积的功率太阳照射到地面单位面积的功率P1=E1/0.45=2.33103 W/m2太阳发出的总功率太阳发出的总功率 7.瀑布从瀑布从10m高处落下高处落下,如果下落中减少如果下落中减少的机械能有的机械能有50%转化为水的内能转化为水的内能,水升高温水升高温度是多少度是多少?(水的比热容是水的比热容是4.2 103J/kg K)t=50/4200=0.012 解：下落中减少的机械能解：下落中减少的机械能 E=mgh=m 10 10=100m （J）水升高温度增加的内能水升高温度增加的内能由能量守恒定律由能量守恒定律 50%E=Q50m=4.2 103

16、 mtQ=cmt=4.2 103 m t8.分别以分别以p、V、T表示气体的压强、体积、温度，一表示气体的压强、体积、温度，一定质量的理想气体，其初始状态表示为定质量的理想气体，其初始状态表示为(p0、V0、T0),若分别经历如下两种变化过程：若分别经历如下两种变化过程：从从(p0、V0、T0)变为变为(p1、V1、T1)的过程中的过程中,温度温度保持不变保持不变(T1=T0)从从(p0、V0、T0)变为变为(p2、V2、T2)的过程中的过程中,既不既不吸热吸热,也不放热也不放热在上述两种变化过程中在上述两种变化过程中,如果如果V1=V2V0,则则 （）p1 p2,T1 T2 B.p1 p2,

17、T1 T2 C.p1 p2,T1 T2 D.p1 T2A解析解析:在中在中,由热一律由热一律,E=W+Q Q=0 W0 E0 T2T2由气态方程由气态方程 p1V1/T1=p2V2/T2 V1=V2 T1 T2 p1 p29.对于一定量的气体对于一定量的气体,可能发生的过程是可能发生的过程是()A.等压压缩等压压缩,温度降低温度降低 B.等温吸热等温吸热,体积不变体积不变C.放出热量放出热量,内能增加内能增加 D.绝热压缩绝热压缩,内能不变内能不变解析解析:由由PV/T=C P不变不变,V减小减小,T也减小也减小,A正确正确.由由E=Q+W,T不变不变,E=0,Q0,则则W0,V增大增大.B错

18、错.由由E=Q+W,Q Q 0,则则E0,C正确正确.由由E=Q+W,Q=0,V减小减小,W0,则则E0,D错错.AC习题解答习题解答1.解解：（：（1）“信号灯信号灯”。传授在五代时，一名。传授在五代时，一名叫莘七娘的人扎成一个竹纸灯笼，下面用松叫莘七娘的人扎成一个竹纸灯笼，下面用松脂灯点燃，借助热空气的升力，使灯笼升起脂灯点燃，借助热空气的升力，使灯笼升起发出信号。人们把它叫做发出信号。人们把它叫做“松脂灯松脂灯”。民间。民间也称也称“孔明灯孔明灯”。（2）中国古代）中国古代“火箭火箭”。火药的发明，使。火药的发明，使中国古代热动力应用位居世界领先地位。明中国古代热动力应用位居世界领先地位

19、。明代矛元仪记载了一种被称为代矛元仪记载了一种被称为“火龙出水火龙出水”的的火箭，它的构造是用四个大火箭筒燃烧喷射，火箭，它的构造是用四个大火箭筒燃烧喷射，由此产生的反作用力把一个用竹木制造的龙由此产生的反作用力把一个用竹木制造的龙形火箭筒射出去，当这四支火箭的火药燃烧形火箭筒射出去，当这四支火箭的火药燃烧完后，再引燃龙腹内的神机火箭，把它射向完后，再引燃龙腹内的神机火箭，把它射向敌方。敌方。2.解：内能改变了解：内能改变了690J。根据热力学第。根据热力学第一定律，外界对气体做功一定律，外界对气体做功900J，气缸内的其，气缸内的其体内能就该增加体内能就该增加900J,同时气缸向外散热，同时

20、气缸向外散热，又使其内能减少又使其内能减少210J，所以空气内呢过净增，所以空气内呢过净增加为加为690J。3.解：空气向外传递解：空气向外传递50000J的热量。根据热的热量。根据热力学第一定律，活塞对空气做功力学第一定律，活塞对空气做功200000J，应使空气增加应使空气增加200000J，但是实际上空气的，但是实际上空气的内能仅增加内能仅增加150000J，说明还有，说明还有50000J的热的热量向外界传递出去了。量向外界传递出去了。1.教师小结：室外阴凉通风地方的温度最能反映当地的气温，所以我们应该选择合适的地方来测量气温。2.测量不同时间的气温，汇报不同时间所测到的气温。3.意识到随着科学技术的发展，天气预报包含的信息越来越多，制作过程越来越精密。4.随着社会的进步，气象学的研究在不断深入和发展，人们对天气的预测将会越来越准确。5.天气预报主要由分布在全球各地的气象部门制作并发布。6.制作天气预报，大致有以下五个步骤：数据收集、数值天气预报、气象员做出预报、天气会商、发布天气预报。7、随随便便浪费的时间，再也不能赢回来。8、不管从什么时候开始，重要的是开始以后不要停止；不管在什么时候结束，重要的是结束以后不要后悔。