第二章 能量的守恒与耗散能量守恒定律 热力学第一定律教学建议对于能量守恒定律,教学中要有意识地安排一些体验性的活动来帮助学生理解相对抽象的能量转化与守恒定律,所选的视角要宽,要具有普遍性
教师在分析实例时,应注意引导学生思考物体(系统)内能在能量传递和转化过程中是否发生变化,以拓宽对能量守恒定律内涵的理解,并为下一节讲热力学第一定律做好铺垫
课本上的奥恩库尔永动机是历史上十分著名的事例,可让学生结合书上的图例,分析该装置不能永久转动的原因
对于热力学第一定律的数学公式,要让学生弄清公式中各物理量的含义,建议采用讨论式教学法,通过复习初中物理有关改变物体内能的两种途径:热传递与做功,并结合能量守恒定律,在规定了表示内能增量、热量、功的数学符号和经过深入的讨论后,学生是能自己得出热力学第一定律的表达式的
资源参考第一类永动机的神话永动机的想法起源于印度,公元 1200 年前后,这种思想从印度传到了西亚,并从那里传到了欧洲
在欧洲,早期最著名的一个永动机设计方案是 13 世纪时一个叫亨内考的法国人提出来的
如图所示:轮子中央有一个转动轴,轮子边缘安装着 12 个可活动的短杆,每个短杆的一端装有一个铁球
方案的设计者认为,右边的球比左边的球离轴远些,因此,右边的球产生的转动力矩要比左边的球产生的转动力矩大
这样轮子就会永无休止地沿着箭头所指的方向转动下去,并且带动机器转动
这个设计被不少人以不同的形式复制出来,但从未实现不停息地转动
仔细分析一下就会发现,虽然右边每个球产生的力矩大,但是球的个数少,左边每个球产生的力矩虽小,但是球的个数多
于是,轮子不会持续转动下去而对外做功,只会摆动几下,便停在图示中所画的位置上
从哥特时代起,这类设计方案越来越多
17 世纪和 18 世纪时期,人们又提出过各种永动机设计方案,有采用“螺旋汲水器”的,有利用轮子的惯性、水的浮力或毛细作用的,也有利
