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文本内容:
热力学第一定律教学案高二物理组杨胜光
一、新课标要求.知道热力学第一定律,并掌握其表达式.能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题并进行具体的计算
二、科学素养要求.物理观念知道热力学第一定律及其符号法则.科学思维理解热力学第一定律的公式并能进行相关的分析计算.科学探究通过热力学第一定律应用,养成与他人合作探究的习惯,体验科学家探究规律的艰辛与执着.科学态度与责任了解热力学第一定律的发现过程,体会科学探索中的挫折和失败对科学发展的意义
三、教学过程活动
1、温故知新(递进式问题设计)如图所示,汽缸内壁光滑且封闭了一定质量的气体问题1快速推动活塞,对汽缸内气体做功8J气体内能改变了多少?(绝热过程)演算问题2气体快速膨胀推动活塞右移,对活塞做功8J气体内能改变了多少?(绝热过程)演算问题3若保持气体体积不变,外界对汽缸内气体传递8J的热量,气体内能改变了多少?(等容过程).演算问题4若保持气体体积不变,缸体通过汽缸向外界传递8J的热量,气体内能改变了多少?(等容过程)演算问题8要使气体内能增加8J有哪些办法
4.关于热力学第一定律理解的四个误区误区1误认为吸收热量的物体,其内能一定增加产生误区的原因是把热量和内能混为一谈,误认为吸热内能一定增加,而做功也可以改变内能,因此吸收热量的物体其内能可能增加,也可能不变,还可能减少.误区2误认为对物体做功,物体的内能一定增加其原因是不清楚做功和热传递都可以改变物体的内能,对物体做功,同时放出热量时,物体的内能可能不变,也可能减少.误区3误认为功就是热量,热量就是功这是把功和热量混淆了,功和热量都是过程量,但它们的含义不同,做功的过程伴随着能量的转化,并且做功是能量转化的量度,热量是在热传递过程中内能的转移.活动
2、典例剖析考点
一、热一的直接考查考点
二、功的计算一定质量的理想气体从状态A变化到状态B已知在此过程中,气体吸收了300J的热量,则该过程中气体内能变化了多少?点拨
1、等压变化的气体用公式W=其中p为气体的压强,AV是气体的体积变化
2、在气体的p-V图像中,W在数值上等于p-V中的“面积”
3、气体自由膨胀不做功,W=0o【迁移应用1选自教材】一台四冲程内燃机,活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为
0.1m这段过程活塞对气体的压力逐渐增大,其做的功相当于2x103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功内燃机工作时汽缸温度高于环境温度,该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25Jo⑴求上述压缩过程中气体内能的变化量⑵燃烧后的高压气体对活塞做功,气体推动活塞移动
0.1m其做的功相当于9X103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功该做功过程气体传递给汽缸的热量为30J求此做功过程气体内能的变化量考点
三、热力学第一定律杷气仙图象结合(多选)一定质量的理想气体由状态Q经状态b、c到状态d其体积P与热力学温度r的关系如图所示,、a、d三点在同一直线上,帅和cd平行于横轴,be平行于纵轴,则下列说法正确的是()变到状态b的过程中,气体吸收热量,每个气体分子的动能都会增大平行于横轴,NQ平行于纵轴则()A.MtN过程气体温度不变B.N-Q过程气体吸热C.N-Q过程气体内能减小D.Q-M过程气体放出热量【触类旁通2】(多选)一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、be、ca回到原状态,其p-T图象如图10-3-5所示.下列判断正确的是()A.过程ab中气体一定吸热B.过程be中气体既不吸热也不放热C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同考点
四、热力学第一定律和气侦实验定律结合用轻质活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间摩擦忽略不计,开始时活塞距离汽缸底部高度H/=
0.60m气体的温度心=300K;现给汽缸缓慢加热至乃=480K活塞缓慢上升到距离汽缸底部某一高度”2处,此过程中缸内气体增加的内能△U=300J已知大气压强po=LOxl()5pa活塞横截面积S=
5.0x103m2求
(1)活塞距离汽缸底部的高度”2;
(2)此过程中缸内气体吸收的热量
四、课堂小结(由学生负责)
五、课后作业。
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