10.3热力学第一定律　能量守恒定 教案

一、教学目标

知识与技能：1、知道什么是绝热过程。

2、理解做功与内能改变的数量关系。

3、知道热传递是改变系统内能的一种方式。

4、知道热传递与做功对改变系统的内能是有区别的

过程与方法：能够得出热力学第一定律，并会应用。

情感态度与价值观：通过学习能量守恒定律的得出过程，学习科学家的探索精神

二、教学重难点

本节重点是热力学第一定律

本节难点是1、如何根据气体体积变化判断做功情况

2、对热力学第一定律公式中各物理量符号意义的理解

三、教学策略

学生自主学习为主，教师借助实验视频和问题设计引导学生合作探究，掌握所学知识，

四、 教学过程

　　在课前三分钟阶段，让学生结合自己的预习作业（附表），再次阅读教材内容，并完成黑板上对应的知识点框架。上课后直接结合实验视频的播放和问题引导学生，构建知识框架。

　　播放第一个实验视频：压燃实验，提出问题，为什么棉花燃烧了，在此过程中能量的转化是靠什么方式实现的？

　　请学生回答绝热过程的定义，并简介焦耳的两个代表实验及其结论，进而总结出绝热过程中做功与系统状态变化的关系和特点。

　　问题讨论：1、回顾哪些力做功仅由物体的起点和终点两个位置决定与物体的运动路径无关？

　　2、 在第七章中我们曾经学习过内能的概念是什么呢？当时讲的内能的变化与什么有关？而今天的内能一致吗？有何关系？

--类比得出内能的另外一种定义，并讨论此种定义与之前内能定义的区别和联系。最后总结得出绝热过程中做功与内能的关系

　　（一） 焦耳的实验

1、 绝热过程：系统只由于外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫做绝热过程。

2、 焦耳的两个代表实验

（1）对系统做机械功--让重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升

（2）对系统做电功--通过电流的热效应给水加热

3、 实验结论

在各种不同的绝热过程中，要使系统状态发生变化，做功的数量只由始末两个状态决定，与做功方式无关。

　　（二） 功和内能

1、 内能：任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。我们把这个物理量称为系统的内能。

绝热过程中功和内能的关系：当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量△U=U2-U1就等于外界对系统所做的功W，即△U=W。