热力学定律 万能通用篇

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按照学校要求，高中各科老师都需要用到教案，教案对于我们教师的教学非常重要，每一位老师都要慎重考虑教案的设计，好的高中教案都有哪些内容？下面是小编特地为大家整理的“热力学定律 万能通用篇”。

教学目标

（1）知道热力学第一定律，理解能量守恒定律

（2）对热力学第一定律的数学表达式有简单认识

（3）知道永动机是不可能的

教学建议

教材分析

分析一：本节由改变物体内能的两种方式引出热力学第一定律及其数学表达式，在此基础上结合以往的知识总结出能量守恒定律，最后通过能量守恒定律阐述永动机是不可能的．

分析二：根据热力学第一定律知，物体内能的改变量，运用此公式时，需要注意各物理量的符号：物体内能增加时，为正，物体内能减少时，为负；外界对物体做功时，为正，物体对外界做功时，为负；物体吸收热量时，为正，物体放出热量．

分析三：各种形式的能量在转化和转移过程中保持总量不变，无任何附加条件，而某种或几种能的守恒是要有条件的（例如机械能守恒需要对于系统只有重力或弹力做功）．

教法建议

建议一：在讲完热力学第一定律后，给出其表达式，为增进学生对其理解，最好能举出实际例子，应用热力学第一定律计算或解释．

建议二：在讲能量守恒定律后，最好能用它对以往所学知识进行一个简单的总结．要使学生认识到能量守恒定律是一个普遍的规律，热力学第一定律是其一个具体表达形式．另外，为激发学生学习兴趣，阐述能量守恒定律的重要意义，可以简单介绍一下19世纪自然科学的三大发现．

教学设计示例

教学重点：热力学第一定律和能量守恒定律

教学难点：永动机

一、热力学第一定律

改变物体内能的方式有两种：做功和热传递．

运用此公式时，需要注意各物理量的符号：物体内能增加时，为正，物体内能减少时，为负；外界对物体做功时，为正，物体对外界做功时，为负；物体吸收热量时，为正，物体放出热量时，为负．

例1：下列说法中正确的是：

A、物体吸收热量，其内能必增加

B、外界对物体做功，物体内能必增加

C、物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能减少

D、物体温度不变，其内能也一定不变

答案：C

评析：在分析问题时，要求考虑比较周全，既要考虑到内能包括分子动能和分子势能，又要考虑到改变内能也有两种方式：做功和热传递．

例题2：空气压缩机在一次压缩中，空气向外界传递的热量2.0×105J，同时空气的内能增加了1.5×105J.这时空气对外做了多少功？

解：根据热力学第一定律知

1.5×105J-2.0×105J=-0.5×105J

所以此过程中空气对外做了0.5×105J的功．

二、能量守恒定律

1、复习各种能量的相互转化和转移

2、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变．（学生看书学习能量守恒定律内容）．

3、能量守恒定律的历史意义．

三、永动机

永动机的原理违背了能量守恒定律，所以是不可能的．

举例说明几种永动机模型

四、作业

探究活动

题目：永动机

组织：分组

方案：收集有关永动机的材料，并运用所学知识说明永动机是不可能的

评价：材料的丰富性

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热力学定律【荐】

教学目标

（1）知道宏观热学过程的方向性

（2）知道

（3）知道第二类永动机是不可能的

（4）知道能量耗散

教学建议

教材分析

分析一：本节内容首先由热现象的方向性，说明第二类永动机是不可能的，并在此基础上提出．

分析二：自然界中的能量是守恒的，但有些能量便于利用，而有些能量不便于利用，我们没办法将流失的内能重新收集起来加以利用，能量转化的方向性造成能源不可能“用之不完，取之不尽”．

教法建议

建议：本节内容要求不高，只要求学生对有所了解，因此可采取学生自学，教师对难点简单引导的教学方法．

教学设计方案

教学重点：知道热传导的方向性以及

教学难点：

学生先自学，教师再难点简单引导、讲解．

探究活动

题目：的发现过程

组织：个人

方案：科技小论文

评价：论文的科普性

热力学定律 精选版

教学目标

（1）知道热力学第一定律，理解能量守恒定律

（2）对热力学第一定律的数学表达式有简单认识

（3）知道永动机是不可能的

教学建议

教材分析

分析一：本节由改变物体内能的两种方式引出热力学第一定律及其数学表达式，在此基础上结合以往的知识总结出能量守恒定律，最后通过能量守恒定律阐述永动机是不可能的．

分析二：根据热力学第一定律知，物体内能的改变量，运用此公式时，需要注意各物理量的符号：物体内能增加时，为正，物体内能减少时，为负；外界对物体做功时，为正，物体对外界做功时，为负；物体吸收热量时，为正，物体放出热量．

分析三：各种形式的能量在转化和转移过程中保持总量不变，无任何附加条件，而某种或几种能的守恒是要有条件的（例如机械能守恒需要对于系统只有重力或弹力做功）．

教法建议

建议一：在讲完热力学第一定律后，给出其表达式，为增进学生对其理解，最好能举出实际例子，应用热力学第一定律计算或解释．

建议二：在讲能量守恒定律后，最好能用它对以往所学知识进行一个简单的总结．要使学生认识到能量守恒定律是一个普遍的规律，热力学第一定律是其一个具体表达形式．另外，为激发学生学习兴趣，阐述能量守恒定律的重要意义，可以简单介绍一下19世纪自然科学的三大发现．

教学设计示例

教学重点：热力学第一定律和能量守恒定律

教学难点：永动机

一、热力学第一定律

改变物体内能的方式有两种：做功和热传递．

运用此公式时，需要注意各物理量的符号：物体内能增加时，为正，物体内能减少时，为负；外界对物体做功时，为正，物体对外界做功时，为负；物体吸收热量时，为正，物体放出热量时，为负．

例1：下列说法中正确的是：

A、物体吸收热量，其内能必增加

B、外界对物体做功，物体内能必增加

C、物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能减少

D、物体温度不变，其内能也一定不变

答案：C

评析：在分析问题时，要求考虑比较周全，既要考虑到内能包括分子动能和分子势能，又要考虑到改变内能也有两种方式：做功和热传递．

例题2：空气压缩机在一次压缩中，空气向外界传递的热量2.0×105J，同时空气的内能增加了1.5×105J.这时空气对外做了多少功？

解：根据热力学第一定律知

1.5×105J-2.0×105J=-0.5×105J

所以此过程中空气对外做了0.5×105J的功．

二、能量守恒定律

1、复习各种能量的相互转化和转移

2、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变．（学生看书学习能量守恒定律内容）．

3、能量守恒定律的历史意义．

三、永动机

永动机的原理违背了能量守恒定律，所以是不可能的．

举例说明几种永动机模型

四、作业

探究活动

题目：永动机

组织：分组

方案：收集有关永动机的材料，并运用所学知识说明永动机是不可能的

评价：材料的丰富性

气体实验定律 万能通用篇

教学目标

知识目标

1、知道什么是等温变化，知道玻意耳定律的实验装置和实验过程，掌握玻意耳定律的内容与公式表达．

2、知道什么是等容变化，了解查理定律的实验装置和实验过程，掌握查理定律的内容与公式表达．

3、掌握三种基本图像，并能通过图像得到相关的物理信息．

能力目标

通过实验培养学生的观察能力和实验能力以及分析实验结果得出结论的能力．

情感目标

通过实验，培养学生分析问题和解决问题的能力，同时树立理论联系实际的观点．

教学建议

教材分析

本节的内容涉及三个实验定律：玻意耳定律、查理定律和盖·吕萨克定律．研究压强、体积和温度之间的变化关系，教材深透了一般物理研究方法——“控制变量法”：在研究两个以上变量的关系时，往往是先研究其中两个变量间的关系，保持其它量不变，然后综合起来得到所要研究的几个量之间的关系，在牛顿第二定律、力矩的平衡、单摆周期确定等教学中，我们曾经几次采用这种方法．

教法建议

通过演示实验，及设定变量的方法得到两个实验定律；注意定律成立的条件．提高学生对图像的分析能力．

教学设计方案

教学用具：验证玻意耳定律和查理定律的实验装置各一套．

教学主要过程设计：在教师指导下学生认识实验并帮助记录数据，在教师启发下学生自己分析总结、推理归纳实验规律．

课时安排：2课时

教学步骤

（一）课堂引入：

教师讲解：我们学习了描述气体的三个物理参量——体积、温度、压强，并知道对于一定质量的气体，这三个量中一个量变化时，另外两个量也会相应的发生变化，三个量的变化是互相关联的，那么，对于一定质量的气体，这三个量的变化关系是怎样的呢？这节课，我们便来研究一下！

（二）新课讲解：

教师讲解：在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用“保持一个量不变，研究其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系”，我们研究一定质量的气体温度、体积、压强三者的关系，就可以采用这种方法．首先，我们设定温度不变，研究气体体积和压强的关系．

1、气体的压强与体积的关系——玻意耳定律

演示实验：一定质量的气体，在保持温度不变的情况下改变压强，研究压强与体积的关系．让学盛帮助记录数据．

压强Pa0.5

1.01.52.02.53.03.54.0体积V/L8.04.02.72.01.61.31.11.04.04.04.054.04.03.93.854.0

以横坐标表示气体的体积，纵坐标表示气体的压强，作出压强p与体积的关系如图所示．

可见，一定质量的气体，在体积不变的情况，压强P随体积V的关系图线为一双曲线，称为等温线．①见等温线上的每点表示气体的一个状态．②同一等温线上每一状态的温度均相同．③对同一部分气体，在不同温度下的等温线为一簇双曲线，离坐标轴越近的等温线的温度越高．

通过实验得出，一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V的乘积保持不变，即：常量

或压强p与体积V成反比，即：

这个规律叫做玻意耳定律，也可以写成：或

例如：一空气泡从水库向上浮，由于气泡的压强逐渐减小，因此体积逐渐增大．

例题1：如图所示，已知：，求：和

解：根据图像可得：

∵封闭在管中的气体质量、温度均不变．

即：

解得：

2、气体的压强与温度的关系——查理定律

演示实验：一定质量的气体，在体积保持不变的情况下改变温度，研究压强与温度的关系．让学生帮助记录数据．

压强Pa1.0

1.11.21.31.41.51.61.7温度T/K300330360390420450480510

以横坐标表示气体的温度，纵坐标表示气体的压强，作出压强p与温度T的关系如图所示．

可见，一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度的关系，图线为通过原点的一条直线，称为等容线．

①等容线上的每一点表示气体的一个状态．②同一等容线上每一状态的体积均相同．③对同一部分气体，在不同体积下的等容线为一簇通过原点的直线，离横轴越远的等容线的体积越大（）．

通过实验得出，一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T之比保持不变，即：常量

或压强p与热力学温度T成正比，即：

这个规律叫做查理定律，也可以写成：或

例如：乒乓球挤瘪后，放在热水里泡一会儿，由于球内气体温度升高，压强增大，就把乒乓球挤回球形．

例题2：一定质量的某种气体在20℃时的压强是Pa，保持体积不变，温度升高到50℃，压强是多少？温度降到－17℃时，压强是多少？

解：∵因气体的质量和体积均不变

∴

即

3、气体的体积和温度的关系——盖·吕萨克定律

教师讲解：由前面我们得到：；；

则可以得到：

也就是说：一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比，即：，

这个规律叫做盖·吕萨克定律，也可以写成：或

一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度的关系图线为通过原点的直线，称为等压线．

①等压线上每一点表示气体的一个状态．②同一等压线上每一状态的压强相等．③对同一部分气体，在不同压强下的等压线为一簇通过原点的直线，离横轴越远的等压线的压强越大（）．

教师总结：理想气体的状态方程是由实验定律推证出来的，我们也可以把玻意耳定律、查理定律、盖·吕萨克定律分别看成是在温度、体积、压强不变的情况下理想气体状态方程的特殊情况，或者说，理想气体的状态方程包括了三个实验定律．

（三）板书设计

二、

1、气体的压强与体积的关系——玻意耳定律

内容：图像：

表达式：

2、气体的压强与温度的关系——查理定律

内容：图像：

表达式：

3、气体的温度与体积的关系——盖·吕萨克定律：

内容：图像：

表达式：