选修3-3《3热力学第一定律能量守恒定律》集体备课教案设计

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2.知道单纯热传递过程中热和能的关系；

3.理解热力学第一定律的定量表达式，并会解决实际问题。

教学重难点

1.会用热力学第一定律分析内能改变的问题；

2.掌握的符号法则并熟练应用。

教学过程

（一）教学引入

热学是研究物质在热状态下性质和规律的物理学分支。在第一章同学们已经学习了一些相关的热学知识，通过知识回顾引入本节内容。问题如下：

1.什么叫热力学系统？

2.从微观角度，我们是如何给物体的内能下定义的？

3.从宏观角度来看，分子热运动的动能由温度决定，分子势能与体积有关，那么温度和 体积能不能作为判断物体内能变化的依据呢？

新课讲授

1.焦耳的实验

从19世纪30年代起，人们逐渐认识到，为了使系统的热学状态发生变化，既可以向它传热，也可以对它做功。从1840年开始，英国物理学家焦耳进行了多种多样的实验，以求精确测定外界对系统做功和传热对于系统状态的影响，以及功与热量的相互关系。

焦耳热功当量实验--机械功

研究对象（系统）：容器和容器中的水

条件：系统与外界绝热

实验结论：只要重力所做的功相同，容器内水温上升的数值都是相同的，即系统状态的变化是相同的。

（2）焦耳热功当量实验—电功

研究对象（系统）：水和电阻丝等组成的系统

条件：系统与外界绝热

实验结论：只要所做的电功相等，则系统温度上升的数值是相同的，即系统的状态变化是相同的。

综上可知：在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关。也就是说要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程的始末两个状态决定，由功能关系我们引入表征系统状态能量的参量——内能。

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。