教科版高中物理选择性必修第三册精品课件 第三章热力学定律 1.热力学第一定律 2.能量守恒定律.ppt

【变式训练2】某抽水蓄能电站分为上水库和下水库。上水库蓄水之后,湖面面积2.8×105m2,下水库湖面面积2.55×107m2,上、下水库湖面落差590m,两水库之间用倾斜输水管道及水平支管相连。某次上水库放水发电,上水库湖面下降10m。若水电站发电效率为65%,假定湖面面积没变化,则该次电站的发电量大约为()A.1×102kW·h B.2×104kW·hC.3×106kW·h D.3×108kW·h答案:C解析:从上水库流到下水库的水的质量m=ρV=ρS上水库Δh由能量守恒定律得mgHη=E上水库湖面下降Δh=10m上、下水库湖面落差H=590m1kW·h=1000×3600J=3.6×106J代入数据解得E=3×106kW·h,故C正确,A、B、D错误。课堂小结随堂练习1.(热力学第一定律)在热力学第一定律的表达式ΔU=W+Q中,关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负,下列说法正确的是()A.外界对物体做功时W为正,吸热时Q为负,内能增加时ΔU为正B.物体对外界做功时W为负,吸热时Q为正,内能增加时ΔU为负C.物体对外界做功时W为负,吸热时Q为正,内能增加时ΔU为正D.外界对物体做功时W为负,吸热时Q为负,内能增加时ΔU为负答案:C解析:根据公式ΔU=W+Q中的符号法则知选项C正确。2.(能量守恒定律)在能量守恒定律的发现过程中,工作最有成效的三个人是()A.迈耳、焦耳、亥姆霍兹B.牛顿、迈耳、焦耳C.牛顿、焦耳、亥姆霍兹D.牛顿、迈耳、亥姆霍兹答案:A解析:由物理学史可知,A正确,B、C、D错误。3.(热力学第一定律)一定质量的气体膨胀对外做功100J,同时对外放热40J,气体内能的增量ΔU是()A.60J B.-60JC.-140J D.140J答案:C解析:由热力学第一定律得ΔU=W+Q=-100J-40J=-140J,C项正确。4.(第一类永动机)(多选)下列关于第一类永动机的说法正确的是()A.第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器B.第一类永动机不能制成的原因是违背了热力学第一定律C.第一类永动机不能制成的原因是技术问题D.第一类永动机不能制成的原因是暂时找不到合理的设计方案答案:AB解析:第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断对外做功的机器,这是人们的美好愿望,但它违背了热力学第一定律,这也是它不能制成的原因,故A、B两项正确,C、D两项错误。5.(热力学第一定律)一定质量的气体,从外界吸收了500J的热量,同时对外做了100J的功,物体的内能是增加还是减少?变化了多少?答案:增加了400J解析:气体从外界吸收的热量Q=500J,气体对外界做的功W=-100J,由热力学第一定律得ΔU=Q+W=500J+(-100J)=400J,ΔU为正,说明气体内能增加了400J。本课结束1.热力学第一定律2.能量守恒定律第三章课标定位1.了解焦耳的两个实验的原理,知道热传递的实质。2.能够从能量守恒的观点理解热力学第一定律,会利用热力学第一定律分析有关问题。3.理解能量守恒定律,知道它是自然界普遍遵循的基本规律。4.会用能量守恒定律分析计算有关问题。5.知道什么是第一类永动机,以及知道第一类永动机不可能制成的原因。素养阐释物理观念:热力学第一定律,能量守恒定律。科学思维:等效思想、类比法理解能量守恒定律。科学探究:焦耳的实验探究。科学态度与责任:通过能量守恒定律的学习,认识自然规律的多样性和统一性。内容索引自主预习·新知导学合作探究·释疑解惑课堂小结随堂练习自主预习·新知导学一、热力学第一定律1.焦耳的实验。(1)绝热过程:系统与外界之间没有热量交换,只通过外界做功的方式与外界交换能量的过程。(2)代表性实验①过程:重物下落带动叶片搅拌容器中的水,引起水温上升。现象:只要重力做功相等,水温升高相等,系统内能的变化相同。结论:在热力学的绝热过程中,系统内能的增加量等于外界对系统所做的功。表达式:ΔU=W。②过程:重物下落带动发电机发电,通过电流的热效应使容器中的水温升高。现象:只要产生的电热相等,系统升高的温度相等,系统内能的变化相同。结论:在外界没有对系统做功的过程中,系统内能的增加量等于系统从外界所吸收的热量。表达式:ΔU=Q。2.热力学第一定律。(1)内容:系统的内能的增加量ΔU等于系统从外界吸收的热量Q与外界对系统所做的功W之和。(2)表达式:ΔU=Q+W。3.第一类永动机不可能制成。