六、热力学第一定律 能量守恒定律 教案示例由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“热力学第一定律例题”。
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二、热力学第一定律
能量守恒定律
教学目的1．理解、掌握物体跟外界做功和热传递的过程中W、Q、ΔU的物理意义． 2．会确定W、Q、ΔU的正负号． 3．理解热力学第一定律ΔU＝W＋Q． 4．会用ΔU＝W＋Q分析和计算问题． 5．理解、掌握能量守恒定律及重要性．
6．会用能量守恒的观点分析、解决有关问题，明确它的优越性． 7．知道第一类永动机不可能成功的原因． 教具
柴油机模型、电动机、灯泡、打气筒、多媒体． 教学过程 ●引入新课
我们在前面学习了改变内能的两种方法：做功和热传递，那么它们之间有什么数量关系呢？以前我们还学习过电能、化学能等各种形式的能，它们在转化过程中遵守什么样的规律呢？今天我们就来研究这些问题．
【板书】
一、做功W、热传递Q、内能变化ΔU的物理意义
1．做功：做功使物体内能发生变化，本质是能量的转化，是一种形式的能向另一种形式的能转化，功是能量转化的量度．
2．热传递：是能量的转移，内能由一个物体传递给另一个物体，传递的能量用热量Q表示．
3．内能的改变：是物体内所有分子动能和势能之和发生了变化，宏观表现在温度变化和体积变化． 【板书】
二、W、Q、ΔU正负号确定
1．W，外界对物体做功，W取正；物体对外界做功，W取负． 2．Q，物体吸热，Q取正；物体放热，Q取负．
3．ΔU，物体内能增加，ΔU取正；物体内能减少，ΔU取负． 【板书】
三、W、Q、ΔU三者之间关系
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，它们遵守下列关系： ΔU＝W＋Q 这就是势力学第一定律，它表示了功、势量跟内能改变之间的定量关系．
例：一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了4.2×105J．是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？
启发学生讨论：1．引起物体内能变化的物理过程有哪两种？2．物体内能增加量大于物体从外界吸收的热量是什么原因？3．怎样找W、Q、ΔU的正负值．
引起物体内能变化的物理过程有两种，做功和热传递；物体内能增加量大于物体从外界吸收的热量，是由于还有做功，一定是外界对气体做了功．W＝？，Q＝2.6×105J，ΔU＝4.2×105J，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，代入4.2×105＝2.6×105＋W ∴W＝(4.2－2.6)×105＝1.6×105(J)W为正值，说明是外界对气体做了1.6×105J的功．
观看柴油机模型，用热力学第一定律解释柴油机正常工作时压燃的原理．
活塞压缩气体，活塞对气体做功，由于时间很短，散热可忽略，机械能转化为气体内能，温度升高，达到柴油燃点，可“点燃”柴油．
做功和热传递能使物体内能改变，能量在转化或转移过程中守恒．不仅机械能，其它形式的能也可以与内能相互转化，如电流通过灯泡钨丝变热发光，电能转化为内能和光能(出示电灯泡)．燃料燃烧生热，化学能转化成内能，实验证明：在这些转化过程中，能量都是守恒的．
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四、能量守恒定律 同学们看课文
再看一段录像：风力发电、电动机带动水泵抽水，汽车在公路上行驶，水电站、植物生长等，同时利用投影仪打出讨论题目：
1．能量守恒定律的内容？ 2．各种机器的作用是什么？
3．风力发电是什么能转化成什么能？
4．化学上电解食盐的过程，是什么能转化成什么能？ 5．为什么说：能量守恒定律是伟大的运动基本规律？ 6．第一类永动机为什么不能成功？ 7．举出一些生活中能量守恒的实例． 讨论总结： 1．见课本．
2．各种机械都是能量转化器． 3．是机械能转化为电能． 4．是电能转化成化学能．
5．能够把各个领域联系起来，具有共同语言． 6．因为它违背了能量守恒定律．
7．举不胜举．能量守恒是自然界最普遍的规律之一． 能量守恒，就是能量既不会多，也不会少，总量不变． ●巩固练习
1．某一家庭用高压锅煮饭，由于皮垫用久了，当水煮沸时跑气了，大量的热气喷到了距高压锅2米以外的小张手上，但并没有烫伤，为什么？
2．一定质量的气体，从外界吸收了2.6×105J的热量，内能只增加了1.6×105J，做功情况如何？ 3．进入冬季，教室与教研室采暖设计一样，但教室温度比教研室高，为什么？ 参考题
1．炮兵训练打靶时，炮弹在炮膛中加速飞出炮口的过程中，炮膛中的火药气体温度是变化很大还是很小？说明理由．
2．一瀑布，落差30m，假如在下落过程中机械能减少量全部转化成水的内能，水的温度升高多少？[水的比热容为4.2×103J/(kg℃)] 3．说明下列现象中能量是怎样转化的？[
] A．水电站发电时，水轮机被水流冲击转动，带动发电机发电．
B．利用地热发电． C．化学上的电镀过程．
D．植物生长过程． 说明
1．热力学第一定律ΔU＝W＋Q中各字母正负值确定是个难点，难就难在物理意义不清楚．
2．各种能量在一定条件下可以相互转化，转化过程中总能量守恒．这是一个意识问题，或者说是悟性，从内心深处感觉到总能量不变．这是很重要的物理思想．
3．以前我们学习的机械能守恒定律，动能定理等，还有刚学的热力学第一定律，都可以统一在能量守恒定律之中．比如说，汽车刹车直到停下的过程中，动能减少，内能增加．或者说，汽车克服摩擦力所做的功等于增加的汽车动能．
三理想气体状态方程
一、理想气体状态方程
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http://www.daodoc.com 1．理想气体
提问：什么气体可以看做是理想气体？ 学生活动
能严格遵守气体实验定律的气体．
压强不太大、温度不太低（常温、常压）的实际气体． 2．一定质量的某种理想气体的状态方程
（1）推证理想气体的状态方程的理论依据是什么？ 气体实验定律．
补充：气体状态参量间的变化与过程无关．（2）推证过程：（要求学生在课下完成）（3）结论：
此式反映的是n个状态间过程的联系．（4）推论：
对一定质量的理想气体，设密度为ρ，有V=m/ρ，则
[例1]教室的容积是100m3，在温度是7℃，大气压强为1.0×105Pa时，室内空气的质量是130kg，当温度升高到27℃时大气压强为1.2×105Pa时，教室内空气质量是多少？
分析：
（1）研究对象是教室内的气体吗？（2）气体的初末态如何确定？ 学生回答问题：（1）教室内的气体不能作为研究对象，因为教室内气体的质量发生了变化，有可能是外面的气体跑进教室，也有可能是教室的气体跑到外面．所以以原来教室内的130kg的气体为研究对象，才能根据理想气体的状态方程求解．
（2）初态：p1=1.0×105pa，V1=100m3，T1=273+7=280K 末态：p2=1.2×105Pa，V2=？，T2=300K根据理想气体状态方程：
二、热力学第一定律在理想气体等值变化过程中的应用 1．理想气体的内能
理想气体的分子间作用力为零，分子势能为零，所以理想气体的内能等于分子动能．那么决定一定质量的某种理想气体的内能的宏观标志是什么？
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http://www.daodoc.com 温度T 2．几个等值变化过程（1）绝热过程．
绝热一般指封闭气体的材料绝热或过程完成得迅速，此过程的特点是热量Q=0，那么同学们可以讨论当一个绝热气缸内的气体向外膨胀的过程中，气体的内能如何变化？气体的温度如何变化？
当一个绝热气缸内的气体向外膨胀的过程中，气体的体积变大，气体对外做功，又因为是绝热过程，气体既不吸热也不向外界放热，根据热力学第一定律，其内能减小，气体的温度降低．
（2）等温过程．
等温过程中气体的温度保持不变，所以其内能不变．那么当一定质量的理想气体的压强增大，系统是吸热还是放热？
因为是等温过程，所以系统的内能不变；根据玻-马定律，当气体压强增大时，气体的体积变小，外界对气体做功；根据热力学第一定律，系统向外界放热．
（3）等容过程．
等容过程的特点是什么？那么当一定质量的理想气体的压强增大，系统是吸热还是放热？
体积不变，所以做功W=0；根据查理定律，气体的压强增大，则温度升高，内能变大；根据热力学第一定律，系统从外界吸热．
（4）等压过程．
等压过程的特点是什么？那么当一定质量的理想气体的体积增大，系统是吸热还是放热？
第四节
空气的湿度
一、引入 ［放录像］
地上的水、江河湖海里的水，以及动植物的表皮以及动物的呼吸也在不断地散发出水蒸汽，使得我们周围的空气中含有水蒸汽.
［教师］一定体积的空气中含的水蒸气越多，空气就越潮湿，含的水蒸气越少，空气就越干燥，本节课我们就来学习空气的湿度.
二、新课教学
（一）空气的湿度 ［投影］阅读思考题
1.什么叫空气的绝对湿度？为什么空气的湿度不用单位体积的空气中所含水蒸气的质量来表示？ 2.水蒸发的快慢，动物感觉到的干燥和湿润，与什么有关？有什么关系？ 3.什么叫相对湿度？
［学生活动］阅读课文有关内容并解答阅读思考题 ［师生总结］
1.空气中所含水蒸气的压强叫做空气的绝对湿度.
2.由于直接测量空气中水蒸气的密度比较困难，所以不用空气中所含水蒸气的密度来表示空气的绝对湿度.
3.水蒸发的快慢，动物感觉到的干燥或湿润，不是完全由空气绝对湿度的大小决定的，而是跟空气中的水蒸气离饱和状态的远近有关系.
在空气的绝对湿度一定的情况下，气温高时水蒸气离饱和状态远，水蒸发的快，气温低时水蒸气离饱和状态近，水蒸发的慢.
当人体中的水蒸发的快时，我们就感到空气比较干燥，反之，我们就感到空气很潮湿.4.某温度时空气的绝对湿度跟同一温度下水的饱和气压的百分比，叫做此温度下空气的相对湿度. 求解公式为：
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http://www.daodoc.com B=p×100% psp→空气的绝对湿度→单位（Pa)
pS→同一温度下水的饱和气压→单位（Pa) B→相对湿度 ［强化训练］
1.在潮湿的天气里，洗了的衣服不容易晾干，为什么？
2.在绝对湿度相同的情况下，夏天和冬天的相对湿度哪个大？为什么？
3.当空气的绝对湿度是1.2×103Pa，气温是15℃时，空气的相对湿度是多大？ ［学生活动］ 解答强化训练题
1.在潮湿的天气里，空气的湿度大，空气中的水蒸气接近饱和，水份不容易蒸发，所以洗了的衣服不容易晾干.
2.在绝对湿度相同的情况下，水的饱和汽压ps在温度高时大，温度低时小，根据B=冬天的相对速度大.
3.解：
∵p=1.2×103Pa
查表得ps=1.705×103Pa
p夏天和冬天相比，ps1.2103p∴B===70.4% 3ps1.70510［讨论］
1.当空气的绝对湿度一定时，白天为什么我们感觉到比较干燥，而夜晚却感到很潮湿？ 2.水的饱和汽压随温度如何变化？ ［学生活动］ 解答讨论题
1.由课文饱和汽压表可知：
在绝对湿度一定的情况下，在白天，水蒸气离饱和状态较远，我们就感觉到空气比较干燥，而在夜晚气温降低，饱和汽压降低，水蒸气接近饱和，我们就感觉到空气很潮湿.
2.水的饱和汽压随温度的升高而升高. ［教师］
由于水的饱和汽压随温度的升高而升高，所以当绝对湿度一定时，空气里的未饱和汽将逐渐接近饱和，当气温降到某一温度时，水蒸气将达到饱和状态，这时将有水蒸气凝结成水，在物体表面上形成一层细小的露滴.
［板书］
使空气里的水蒸气刚好达到饱和时的温度叫做露点. ［讨论］
根据露点和气温的差值，能否判断出相对湿度的大小？ ［学生活动］ 解答讨论题
空气中含的水蒸气多，气温只要少许降低一点，就达到露点，水蒸气就达到饱和，反之空气中含的水蒸气
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（二）湿度计
［实物投影］课本图13~24的干湿泡湿度计. ［投影］
介绍干湿泡温度计的构造：
1.干湿泡温度计是由两支完全相同的温度计组成的. 2.分别观察两支温度计的特征： 从实物投影观察到：
温度计B的感温泡上包着棉纱，棉纱的下端浸在水中 而A中的感温泡是干燥的
→这就是干湿泡温度计名称的由来.
3.学生阅读课文，叙述干湿泡温度计的原理： 由于水的蒸发，温度计B指示的温度总是低于温度计A的，空气的相对湿度越小，其中的水汽离饱和越远，湿泡温度计B上的水蒸发得越快，温度就降得越低，两支温度计的温度差越大.空气的相对湿度越大，其中的水汽越接近饱和，温度计B上的水蒸发得越慢，A、B的温度差就越小，所以干湿泡温度计的温度差的大小跟空气的相对湿度有直接关系.
把不同温度时相应于不同的干湿泡温度差的相对湿度计算出来，绘制成表或画成曲线，根据干湿包湿度计上A、B两支温度计的读数，从表或曲线上很快就可以算出空气的相对湿度.
三、小结
本节课我们主要学习了：
1.空气的湿度是指空气的干湿程度，它是由空所中所含水蒸气的多少来决定的，空气的湿度可以用绝对湿度和相对湿度来表示.
2.空气越潮湿，空气中所含水蒸气的密度越大，水蒸气的压强也越大，由于测量水蒸气的压强要比测量水蒸汽的密度容易得多，因而人们便利用空气中所含水蒸气的压强来表示空气的湿度，称为空气的绝对湿度.
3.人们对空气湿度的关注，往往不直接体现在空气中所含水蒸气的多少上，而是体现在空气中的水蒸气离离饱和状态的远近上，空气中的水蒸气越接近饱和状态，那么空气中水蒸气的压强跟同温度下水的饱和汽压就越近，它们的比值必然越大.
某温度时空气的绝对湿度p与同一温度下水的饱和气压ps的百分比来表示空气的湿度，称为空气的相对湿度B.
即B=p×100% ps4.空气的湿度可以用湿度计来直接测量，常用的湿度计有干湿泡湿度计.
四、作业
课本P85练习六：
五、板书设计
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六、本节优化训练设计
1.当气温突然下降时，空气的相对湿度将___________.
A.增大
B.减小
C.不变
D.不能确定 2.下列说法正确的是___________. A.空气的绝对湿度大时，水的蒸发慢
B.水蒸气的密度一定时，湿度越高相对湿度越小 C.气温低时空气的相对湿度一定大
D.气温降至露点时空气的相对湿度为100%
3.已知20℃时水的饱和汽压是2.338×103Pa，12℃时水的饱和汽压是1.402×103Pa,若20℃时空气的相对湿度是70%，则此时的露点t是___________
A.t＞20℃
B.12℃＜t＜20℃
C.t=12℃
D.t＜12℃
4.用测定露点的方法可以确定空气的绝对湿度和相对湿度，设气温为t1,测得其露点为t2，如何得出气温为t1时的绝对湿度和相对湿度.
参考答案：
1.A
2.BD
3.B
4.p=ps2,B=
ps2×100% ps1亿库教育网
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