《4.1 熱力學第一定律》學習任務單

《4.1熱力學第一定律》學習任務單學習任務單課程基本信息學科：高中物理年級：學期：課題：滬教版（2019）選擇性必修第三冊第4章熱力學定律4.1熱力學第一定律學生信息姓名學校班級學號學習目標目標一：理解熱力學第一定律的內容和表達式。目標二：能運用熱力學第一定律分析和計算理想氣體狀態(tài)變化過程中的能量轉換問題。目標三：了解功、熱量和內能之間的關系。課前學習任務1、仔細閱讀教材中關于熱力學第一定律的部分內容，大概是從教材的開頭到介紹完公式的那部分哦。2、簡單回顧一下之前學過的功、內能等相關概念。課上學習任務思考：如果給一個封閉的氣體加熱，它的內能會怎么變呢？如果再對這個氣體壓縮呢？【學習任務一】功、熱量與內能的概念回顧1、先來說說功：-回憶一下功在物理學中的定義。在熱力學里，對氣體做功是怎么回事呢？比如說壓縮氣體，這個時候氣體的體積變小了，外界對氣體做了功。那如果氣體膨脹呢？對啦，就是氣體對外界做功啦。2、再聊聊熱量：-熱量是什么呢？它是熱傳遞過程中傳遞的能量。就像我們冬天取暖，暖爐把熱量傳遞給我們。那熱量傳遞有幾種方式呢？沒錯，有傳導、對流和輻射。3、最后講講內能：-內能是物體內部所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和。那哪些因素會影響內能呢？溫度、體積這些都會影響哦?；迎h(huán)節(jié)：同學們互相討論一下，然后找?guī)讉€同學來說說自己對這三個概念的理解。【學習任務二】熱力學第一定律1、定律內容：-熱力學第一定律就是說，一個熱力學系統(tǒng)的內能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和。簡單來說，就是內能的變化等于熱量加上功。-用公式表示就是：ΔU=Q+W。這里的ΔU表示內能的變化量，Q表示熱量，W表示功。這里的符號有講究哦，如果Q是正值，說明系統(tǒng)吸收熱量；如果是負值，就是放出熱量。W也是一樣，正值表示外界對系統(tǒng)做功，負值表示系統(tǒng)對外界做功。2、應用示例：-例如，一個氣體系統(tǒng)，外界對它做了100焦耳的功，同時它吸收了50焦耳的熱量，那這個氣體系統(tǒng)的內能增加了多少呢？我們就可以根據公式來計算啦，ΔU=50+100=150焦耳。-那我再出個題考考大家。有一個氣體，它對外界做了80焦耳的功，同時放出了30焦耳的熱量，那它的內能變化量是多少呢？大家先自己算一算哦?！緦W習任務三】實際問題中的熱力學第一定律1、看一個例子：-有一個氣缸，里面有一定量的氣體。我們緩慢壓縮這個氣體，使它的壓強增大，同時溫度也升高了。假設我們知道壓縮過程中外界對氣體做的功是200焦耳，氣體溫度升高對應的內能增加量是150焦耳，那這個過程中氣體吸收或者放出了多少熱量呢？-我們可以根據公式來計算，把已知的值代入公式：150=Q+200，那Q就等于150-200=-50焦耳。這說明氣體在這個過程中放出了50焦耳的熱量。2、大家一起做個題：-一個封閉的容器里有氣體，氣體膨脹對外界做了120焦耳的功，這個過程中它吸收了80焦耳的熱量，那這個氣體的內能變化是多少呢？同學們算一下，然后和同桌交流一下答案?？偨Y提升：今天我們學習了熱力學第一定律，大家要記住這個定律的內容和公式，還要會用它來解決實際問題。那同學們說說，通過這堂課，你對功、熱量和內能之間的關系有沒有更清楚的認識呢？課堂習題：【練習1】一個系統(tǒng)從外界吸收了40焦耳的熱量，同時對外界做了30焦耳的功，這個系統(tǒng)的內能變化量是多少呢？____________【練習2】如果一個氣體的內能減少了50焦耳，它對外界做了20焦耳的功，那這個過程中氣體放出了多少熱量呢？____________課后作業(yè)：1、完成教材上相關章節(jié)的課后練習題。2、復習今天所學的內容，自己出一道關于熱力學第一定律的題目并且解答。答案：【練習1】根據熱力學第一定律ΔU=Q+W，Q=40焦耳，W=-30焦耳（因為是對外界做功），則ΔU=40+(-30)=1