鲁科版（2019）高中物理选择性必修第三册第3章第1节热力学第一定律和第2节能量的转化与守恒课件35张PPT.pptVIP

课标要求1.知道热力学第一定律。2.通过有关史实，了解热力学第一定律和能量守恒定律的发现过程，体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义。3.理解能量守恒定律，能用能量守恒的观点解释自然现象。4.体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。5.通过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律。

第1节热力学第一定律第2节能量的转化与守恒

核心素养物理观念科学思维科学态度与责任1.理解热力学第一定律。2.会用ΔU＝W＋Q解决一些简单问题。3.知道第一类永动机不可能制成。4.理解能量的转化与守恒定律，会用能量的观点解释自然现象。正确判断公式ΔU＝W＋Q中各物理量的正负，并能解决相关问题。了解能量守恒定律的发现过程，体会科学理论对科技发展的指导作用。

知识点一热力学第一定律[观图助学]观察上图回答，钻木取火是通过什么方式改变木头的内能？用天然气烧水时，又是通过什么方式改变水的内能？

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)如果一个物体既不吸热也不放热，那么，当外界对它做功时，物体内能____________，且增加量 外界做的功；当物体对外界做功时，物体内能 ，且减少量 物体做的功。 (2)如果一个物体既不对外界做功，外界也不对它做功，那么当物体从外界吸热时，物体内能 ，其增加量 吸收的热量；当物体向外放热时，物体内能 ，其减少量 放出的热量。做功热传递增加等于减少等于增加等于减少等于

3.热力学第一定律 (1)内容 如果物体与外界之间同时存在做功和热传递的过程，那么物体内能的改变量ΔU等于外界对物体 与物体从外界 之和。 (2)表达式：ΔU＝ 4.第一类永动机 (1)概念：不消耗任何能量而能永远 的机器。 (2)结果：17～18世纪，人们提出了许多永动机设计方案，但无一例外，这类设计方案都以 而告终。 (3)原因：设想能量能够无中生有地创造出来，违背了 。所做的功W吸收的热量QQ＋W对外做功失败能量守恒定律

[思考判断](1)外界对系统做功，系统的内能一定增加。()(2)系统内能增加，一定是系统从外界吸收热量。()(3)系统从外界吸收热量5J，内能可能增加5J。()××√

知识点二能量的转化与守恒[观图助学]忽略阻力的情况下，过山车和滚摆运动过程中，能量如何转化，机械能是否守恒？若阻力不能忽略，运动逐渐停止，是不是能量消失了？

1.能量守恒定律的发现(1)迈尔的发现体力和体热必定来源于食物中的 ，内能、化学能、机械能都是等价的，是可以 的，如果动物的能量输入与支出是平衡的，那么，所有这些形式的能在量上必定是 的。(2)焦耳的研究①1840年，焦耳通过实验得出了焦耳定律，从而给出了电能向内能转化的______关系，为发现普遍的能量守恒定律打下了基础。②焦耳用了近40年的时间，不懈地钻研 问题，为能量守恒定律提供了无可置疑的证据。化学能相互转化守恒定量热功转换

(3)亥姆霍兹的贡献从理论上把力学中的能量守恒原理推广到热、光、电、磁、化学反应等过程，揭示了它们之间的 。2.能量守恒定律(1)内容能量既不会 ，也不会 ，它只能从一种形式 为其他形式，或者从一个物体 到其他物体，而能量的总值 。(2)意义揭示了自然科学各个分支之间的 ，是自然界内在 的第一个有力证据。统一性消失创生转化转移保持不变普遍联系统一性

[思考判断](1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加。()(2)某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加。()(3)石子从空中落下，最后静止在地面上，说明能量消失了。()√√×

[问题探究]核心要点热力学第一定律的理解和应用如图所示，给旱区送水的消防车停于水平地面。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。

答案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。

[探究归纳]1.内能和热量(1)内能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定。要使系统的内能发生变化，可以通过热传递和做功两种方式来完成。(2)热量是热传递过程中的特征物理量，热量只是反映物体在状态变化过程中所转移的能量，是用来衡量物体内能变化的，有过程，才有变化，离开过程，毫无意义。(3)对某一状态而言，只有“内能”，根本不存在“热量”和“功”。不能说一个系统中含有多少热量。

2.热力学第一定律的理解(1)对ΔU＝W＋Q的理解热力学第一定律将单纯的绝热过程和单纯的热传递过程推广到一般情况，既有做功又有热传递的过程，其中ΔU表示内能改变的数量