2021學(xué)年2 熱力學(xué)第一定律教案設(shè)計(jì)

這是一份2021學(xué)年2 熱力學(xué)第一定律教案設(shè)計(jì)，共3頁。
教        案                                                                上課時(shí)間：  年  月   日題課選擇性必修三第三章第三節(jié)：熱力學(xué)第一定律和氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用課型習(xí)題課時(shí)1教學(xué)目標(biāo)1. 進(jìn)一步鞏固對(duì)熱力學(xué)第一定律和氣體實(shí)驗(yàn)定律的理解和應(yīng)用。2.通過訓(xùn)練，提高綜合分析解決問題的能力.學(xué)習(xí)重點(diǎn)熱力學(xué)第一定律和氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用的一般分析思路學(xué)習(xí)難點(diǎn)根據(jù)物理情景識(shí)別或建構(gòu)模型的能力、綜合分析能力教     學(xué)     過       程教學(xué)環(huán)節(jié)（含備注）教        學(xué)        內(nèi)        容引入新課  講授新課                               學(xué)生先練習(xí)交流課后作業(yè)一.引入新課1.熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容和表達(dá)式是什么？2.三個(gè)氣體實(shí)驗(yàn)定律內(nèi)容和表達(dá)式是什么？3.什么叫理想氣體？一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能是否隨體積變化？為什么？4. 理想氣體狀態(tài)方程是什么？如何運(yùn)用？與三個(gè)氣體實(shí)驗(yàn)定律是什么關(guān)系？二.要點(diǎn)復(fù)習(xí)與提示：                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        1．熱力學(xué)第一定律和理想氣體狀態(tài)方程綜合應(yīng)用的一般分析思路對(duì)于理想氣體，常把熱力學(xué)第一定律與理想氣體狀態(tài)方程結(jié)合起來分析其狀態(tài)變化規(guī)律，常見的分析思路如下：(1)利用體積的變化分析做功問題。氣體體積增大，氣體對(duì)外做功；氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功。(2)利用溫度的變化分析理想氣體內(nèi)能的變化。一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，溫度升高，內(nèi)能增加；溫度降低，內(nèi)能減小。(3)利用熱力學(xué)第一定律判斷是吸熱還是放熱。由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，則Q＝ΔU－W，若已知?dú)怏w的做功情況和內(nèi)能的變化情況，即可判斷氣體狀態(tài)變化是吸熱過程還是放熱過程。（4）等壓變化氣體膨脹對(duì)外做功：W=PΔV2．熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律綜合應(yīng)用的注意事項(xiàng)(1)分清氣體的變化過程是求解問題的關(guān)鍵。(2)理想氣體體積變化對(duì)應(yīng)著做功，等容過程W＝0；溫度變化，內(nèi)能一定變化，等溫過程ΔU＝0；絕熱過程Q＝0。（3）力學(xué)及熱力學(xué)研究對(duì)象首先要明確。同一題研究對(duì)象轉(zhuǎn)移時(shí)，要注意不同研究對(duì)象的聯(lián)系。（4）要弄清楚狀態(tài)參量與過程量的區(qū)別。三.例題講解：題型一：由圖像分析氣體內(nèi)能變化例1．一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)從A→B→C→D→A的變化過程可用如圖所示的p-V圖線描述，其中D→A為等溫線，氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為TA＝300 K。(1)求氣體在狀態(tài)C時(shí)的溫度TC；(2)若氣體在A→B過程中吸熱1000 J，則在A→B過程中氣體內(nèi)能如何變化？變化了多少？解析　(1)D→A為等溫線，則TA＝TD＝300 KC→D過程由蓋—呂薩克定律有＝   代入圖中數(shù)據(jù)解得TC＝375 K。(2)A→B過程壓強(qiáng)不變，體積增大，由W＝－F·ΔL＝－pS·ΔL＝－p·ΔV代入數(shù)據(jù)后可得：W＝－2×105×3×10－3 J＝－600 J由熱力學(xué)第一定律可得：ΔU＝Q＋W＝1000 J－600 J＝400 J則氣體內(nèi)能增加了400 J。題型二汽缸中理想氣體內(nèi)能變化問題例2.如圖所示，橫截面積S＝10 cm2的活塞，將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在豎直放置的圓柱形導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，開始活塞與汽缸底部距離H＝30 cm。在活塞上放一重物，待整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后。測得活塞與汽缸底部距離變?yōu)?/span>h＝25 cm。已知外界大氣壓強(qiáng)始終為p0＝1×105 Pa，不計(jì)活塞質(zhì)量及其與汽缸之間的摩擦，取g＝10 m/s2。求：(1)所放重物的質(zhì)量；(2)在此過程中被封閉氣體與外界交換的熱量。解析　(1)封閉氣體發(fā)生等溫變化氣體初狀態(tài)的壓強(qiáng)為p1＝1×105 Pa氣體末狀態(tài)的壓強(qiáng)為p2＝p0＋根據(jù)玻意耳定律得p1HS＝p2hS聯(lián)立以上各式，解得m＝2 kg。(2)外界對(duì)氣體做功W＝(p0S＋mg)(H－h)根據(jù)熱力學(xué)第一定律知ΔU＝Q＋W＝0聯(lián)立以上兩式，解得Q＝－6 J，即放出6 J熱量。四.課堂總結(jié)：（見板書設(shè)計(jì)）五.學(xué)習(xí)效果檢測（見學(xué)案“闖關(guān)檢測題”）板書設(shè)計(jì)熱力學(xué)第一定律和氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用1. 氣體體積增大，氣體對(duì)外做功。2. 一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)3. 等壓變化氣體膨脹對(duì)外做功：W=PΔV4. ΔU＝W＋Q，則Q＝ΔU－W，Q的正負(fù)判斷是吸熱還是放熱課后反思