第一篇：《第8節 能量的轉化與守恒》教案

《第8節 能量的轉化與守恒》教案

教學目標

1．知識與技能

知道各種形式的能是可以相互轉化的。

知道在轉化的過程中，能量的總量是保持不變的。列舉出日常生活中能量守恒的實例。有用能量守恒的觀點分析物理現象的意識。2．過程與方法

通過學生自己做小實驗，發現各種現象的內在聯系，體會各種形式能量之間的相互轉化。通過討論體會能量不會憑空消失，只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體。

3．情感態度與價值觀

通過學生自己做小實驗，激發學生的學習興趣，對物理規律有一個感性的認識。通過學生討論鍛煉學生分析問題的能力。

重點：能的轉化和守恒定律，強調能的轉化和守恒定律是自然科學中最基本定律。難點：運用能的轉化和守恒原理計算一些物理習題；運用能的轉化和守恒定律對具體的自然現象進行分析，說明能是怎樣轉化的。

教學過程：

（一）各種形式的能

1.引入：今天這節課我們著重要來學習各種能及轉化規律。2.學生舉身邊具有能的例子。

3.PPT圖片展示（電能，動能，化學能）。4.歸納：自然界能量的類別。（介紹：化學能和核能）

5.展示圖片：請說說以下物體具有哪種形式的能？

（二）各種形式能可以相互轉化 1.課前活動（課本“想想做做”）反饋。

①談談你的感受？你覺得能量發生了什么變化嗎？ ②請你舉出身邊其它發生了能量轉化的例子？ 2.PPT圖片分析：請說出以下圖片中能量的轉化情況？ 總結：各種形式的能可以相互轉化。

（三）能量可以發生轉移 1.演示：球與球相撞。2.分析：能量發生了轉移。

3.歸納：自然界中，能量不僅可以從一個物體轉移到另一個物體，形式多樣的能量之間還可以相互轉化。

（四）能量守恒定律 1.與學生分析討論兩個思考題 球為什么越跳越低？ 開水的內能消失了嗎？ 2.能量守恒定律 ①內容填空

②說明：“消耗能量”“利用能量”“獲得能量”的實質是：能量相互轉化或轉移的過程。③FLASH機械能守恒；小球軌道運動；單擺；彈簧；皮球落地。3.能量的轉化和轉移有方向性

圖片情景設置：水為何只能從高處流往低處？ 內能為何只會由開水轉移到冰？

總結：能量的轉移和轉化的方向性，有條件的。4.能量守恒定律應用

①電風扇工作時，消耗的電能與電動機獲得的機械能相等嗎？如不相等，是否意味著能量不守恒？

②我國有句諺語“要使馬兒跑得快，又要馬兒不吃草”比喻現實生活中不可能的事，請大家分析此比喻是否有科學道理？

③不能實現的機器：永動機。④PPT圖片：這個設計能實現嗎？

第二篇：第1節 能量的轉化與守恒 教案

第1節 能量的轉化與守恒

【教學目標】 知識與技能

1.知道能量守恒定律。

2.能舉出日常生活中能量守恒的實例。

3.有用能量守恒的觀點分析物理現象的意識。過程與方法

1.通過學生自己做小實驗，發現各種現象的內在聯系，體會各種形式能量之間的相互轉化。

2.通過學生討論體會能量不會憑空消失，只會從一種形式轉化為其他形式，或從一個物體轉移到另一個物體。情感、態度與價值觀

1.通過學生自己做小實驗，激發學生的學習興趣。2.對能量的轉化和守恒有一個感性的認識，為建立科學世界觀和科學思維方法打基礎。3.通過學生討論鍛煉學生分析問題的能力。【教學重難點】

教學重點：能的轉化和守恒定律，強調能的轉化和守恒定律是自然科學中最基本定律。學習運用能的轉化和守恒原理計算一些物理習題。教學難點：運用能的轉化和守恒定律對具體的自然現象進行分析，說明能是怎樣轉化的。【導學過程】

【創設情景，引入新課】

兩種改變物體內能的方法是什么？他們的實質是什么？分別是能量的轉化還是轉移？

以前學過的滾擺實驗你還記得嗎？如果不考慮空氣阻力，滾擺每次上升的高度一樣嗎？如果考慮空氣阻力呢？為什么呢？

化學上學過的質量守恒定律，你能復述下來嗎？ 【自主預習案】

認真閱讀課本 “能的轉化”部分，回答下面的問題： 小組討論完成課本“想想做做”中的問題：

來回迅速摩擦雙手，會感到手變熱，說明機械運動現象和 現象有聯系，在這個過程中，能轉化為 能。

（2）黑塑料袋內盛水，插入溫度計后系好，放在陽光下，一段時間后，溫度計的示數會上升，說明光現象和 現象有聯系，在這個過程中，能轉化為 能。

（3）將連在小電扇上的太陽電池對著陽光，小電扇會轉動，說明光現象與電現象、現象之間有聯系。在這個過程中，先是 轉化為 能，然后 能轉為 能。

（4）用鋼筆桿在頭發或毛衣上摩擦后再靠近細小的紙片，紙片會被吸起，表明鋼筆桿帶了電，這個實驗說明了力現象與 現象有聯系，在這個過程中，能轉化為 能。

從上面的例子可以看出自然界中的各種現象都是互相聯系的，可以從能量的角度反映這種聯系。你還能指出一些例子說明力現象與熱現象、電現象、光現象有聯系嗎？

① ② ③ 在一定條件下，各種形式的能都可以相互轉化： ①摩擦生熱，能轉化為 能。

②水電站里水輪機帶動發電機發電，能轉化為 能。③電動機帶動水泵把水送到高處，能轉化為 能。④植物吸收太陽光進行光合作用，能轉化為 能。⑤燃料燃燒時發熱，能轉化為 能。

2、能量的轉化、能量的轉移，都是有 性的。能源的利用是有 的，也是有代價的，有的東西可以成為能源，有的卻不能。所以，能量雖然守恒，但是我們仍然要節約能源。

【課堂探究案】

討論“想想議議”中的問題：

①蕩秋千時，停止用力，秋千為什么會越擺越低？

②掉在地上的彈性小球會跳起，但是為什么會越跳越低？

分析：蕩秋千時，秋千在往復運動時，能和 能在不斷的相互轉化，秋千越擺越低，說明秋千的 能在減少，這是因為秋千在運動過程中還要克服摩擦、空氣阻力等，這些都需要消耗能量，而這些能量只能從秋千的 能中獲得，所以秋千的 能會減少。因此它越擺越低。同樣，掉在地上的彈性小球在不斷上升、下落的運動過程中，能和 能在不斷的相互轉化，小球越跳越低，說明小球的 能在減少，這是因為小球在運動過程中要克服空氣阻力消耗能量，而這些能量只能從小球的 能中獲得，所以小球的 能會減少，因此它越跳越低。

從上面的兩個問題我們可以看出：能量不會憑空消滅，也不會憑空產生，一種能量減少了，必然伴隨另一種能量增加。

閱讀課本 “能量守恒定律”部分，回答下面的問題：

能量守恒定律的內容是：。

2.任何一種形式的能在轉化為其他形式的能的過程中，能的總量是 的。所有能量轉化的過程，都服從。

【當堂訓練案】

1．指出下列現象中能量的轉化和轉移情況．

（1）氣體膨脹做功 ．（2）植物進行光合作用 ．（3）燃料燃燒 ．（4）風吹動帆船前進 ．

2．從能的轉化和守恒的觀點來看，用熱傳遞來改變物體的內能，實際上是 的過程，用做功方法來改變物體的內能，實際上是 的過程．

3．當水壺中的水燒開時，壺蓋會被頂起，從能量轉化的觀點看，這是水蒸氣的_________能轉化為壺蓋的 能。

4．我區大力發展火力發電，火電廠進的是“煤”，出的是“電”，在這個過程中能量的轉化是（）

A．機械能→內能→化學→能電能

B．化學能→內能→機械能→電能 C．化學能→重力勢能→動能→電能

D．內能→化學能→機械能→電能 5．下列說法中錯誤的是（）

A．能的轉化和守恒定律只適用于物體內能的變化 B．只要有能的轉化和轉移，就一定遵從能量守恒定律

C．能的轉化和守恒定律是人們認識自然和利用自然的有力武器

D．任何一種形式的能在轉化為其他形式的能的過程中，消耗多少某種形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的總量是保持不變

6．下列現象中，利用內能做功的是（）A．冬天在戶外時兩手相搓一會兒就暖和 B．車刀在砂輪的高速磨擦之下濺出火花

C．在烈日之下柏油路面被曬熔化了 D．火箭在“熊熊烈火”的噴射中沖天而起

第三篇：能量的轉化與守恒教案

能量的轉化與守恒教案

1、能量的多樣性

動能、重力勢能、彈性勢能、熱能、電能、核能、化學能??

練習：運動的汽車具有機械能；電池、燃料等具有化學能；太陽具有太陽能；火藥爆炸后的氣體具有內能。

2、各種能量是不是孤立存在的？

太陽→樹木→燃煤電廠→剃須刀（正在充電）

能量轉化的順序：太陽能→樹木的化學能→電廠的電能→剃須刀的化學能 太陽→小麥→人（進食）→自行車

能量轉化的順序：太陽能→小麥的化學能→人的化學能→自行車和人的機械能 學生自由發表意見。通過學生列舉的大量事實說明能量不是孤立存在的，練習：指出下列各種現象中，能量是如何轉化的？

電風扇工作

____能轉化為____能.點燃的蠟燭

____能轉化為____能.雙手摩擦

____能轉化為____能.白熾燈發光

____能轉化為____能

流星穿過大氣層時會變得熾熱

____能轉化為____能 將一塊冰放在地面上拖，冰會熔化

____能轉化為____能 反復彎折一根鐵絲，彎折部分溫度會升高

____能轉化為__能 擦燃火柴____能轉化為____能;水電站發電____能轉化為____能;水蒸氣對活塞做功____能轉化為____能;

2、能量可以轉化和轉移

能量的轉化

把一鐵塊放入盛有水的燒杯中，用酒精燈加熱燒杯內水，直至水沸騰。在這一過程中，鐵塊從周圍水中吸收了熱量使它溫度升高，內能增加。這過程中水的一部分內能通過熱量傳遞使鐵塊內能增加。

能量的轉移

①電爐取暖：電能→內能 ②煤燃燒：化學能→內能

③熾熱燈燈絲發光：內能→光能

3、能量守恒定律

能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而能的總量保持不變。

4、能量的轉化與轉移具有一定的方向性

溫度不同的物體的兩個物體接觸后，一部分內能從高溫物體轉移到低溫物體，并不能自發的的從低溫物體轉移到高溫物體；

燃料燃燒，化學能轉化成內能，但此時的內能不能自發的轉化成燃料的內能； 電燈發光，電能轉化成內能和光能，但是這些內能和光能不能自發的轉化成電能； 5.永動機不可能制成

歷史上不少人希望設計一種機器，這種機器不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功。這種機器被稱為永動機。雖然很多人，進行了很多嘗試和各種努力，但無一例外地以失敗告終。失敗的原因是設計者完全違背了能的轉化和守恒定律，任何機器運行時其能量只能從一種形式轉化為另一種形式。如果它對外做功必然消耗能量，不消耗能量就無法對外做功，因而永動機是永遠不可能制造成功的。

6、地球上的能量主要來自太陽

九年級物理能量的轉化與守恒練習題

基礎知識訓練

1．從能的轉化和守恒的觀點來看，用熱傳遞來改變物體的內能，實際上是的過程，用做功方法來改變物體的內能，實際上是的過程．

2．英國物理學家法拉第經過10年不懈努力，終于在1831年發現了現象，導致發電機的發明，實現了電能的大規模生產。我國興建的長江三峽發電機組，是通過能轉化為電能。福州市即將興建的垃圾焚燒電廠，是將垃圾焚燒后獲得的能。最終轉化為電能。

3．當水壺中的水燒開時，壺蓋會被頂起，從能量轉化的觀點看，這是水蒸氣的_________能轉化為壺蓋的能。

4．能量轉化與守恒是自然界的基本規律之一，下列過程中機械能轉化為電能的是（）

A．干電池放電

B．給蓄電池充電

C．風力發電

D．電動機帶動水泵抽水 5．下列現象中，利用內能做功的是（）

A．冬天在戶外時兩手相搓一會兒就暖和

B．車刀在砂輪的高速磨擦之下濺出火花 C．在烈日之下柏油路面被曬熔化了

D．火箭在“熊熊烈火”的噴射中沖天而起 6．下列說法中錯誤的是（）

A．能的轉化和守恒定律只適用于物體內能的變化 B．只要有能的轉化和轉移，就一定遵從能量守恒定律 C．能的轉化和守恒定律是人們認識自然和利用自然的有力武器

D．任何一種形式的能在轉化為其他形式的能的過程中，消耗多少某種形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的總量是保持不變

7．我區大力發展火力發電，火電廠進的是“煤”，出的是“電”，在這個過程中能量的轉化是（）

A．機械能→內能→化學→能電能

C．化學能→重力勢能→動能→電能

綜合提高訓練（1）氣體膨脹做功．（2）植物進行光合作用．（3）燃料燃燒．（4）風吹動帆船前進．

2．如圖15-14所示，在試管內裝一些水，用軟木塞塞住，用酒精燈加

B．化學能→內能→機械能→電能 D．內能→化學能→機械能→電能

1．指出下列現象中能量的轉化和轉移情況． 熱試管使水沸騰，水蒸氣會把軟木塞沖出．在水蒸氣沖出軟木塞的 過程中，_________的內能減少而軟木塞的________能增加．

3．太陽是一個巨大的能源，直接利用太陽能不會污染環境．圍繞地球

4．運轉的通信衛星，其兩翼安裝的太陽電池板，能把________能直接轉化成_______能，供通信衛星使用，太陽能還可以直接轉化成內能，現有一太陽能熱水器，在晴天，每天可將50kg水從20℃加熱到50℃，若燃燒煤氣來加熱這些水，則至少需要消耗掉________m的煤氣．[已知完全燃燒1米煤氣可放出3.9×10J的熱量，水的比熱為4.2×10J/（kg·℃）] 4．下列事例中，屬于做功改變物體內能的是（）A．在火上點燃火柴頭，使火柴頭溫度升高 B．冬天人們圍著火爐烤火身體感覺暖和 C．兩手互相摩擦，手感覺暖和

D．在陽光照射下，水盆里的水溫度升高

5．“五一”黃金周，吳昊同學和爸爸媽媽一起游覽花果山，在他們乘坐旅游車沿盤山公路下山的過程中，發現司機師傅要不時地踩踏剎車踏板，當車行駛至中途還要停下來，讓工作人員用水龍頭向車輪閘片部位噴水。吳昊同學提出了以下幾種看法，（）

①噴水的主要目的是為了降低車閘的溫度，以防車閘因溫度過高而損壞

②下山過程中，機械能不變

③下山過程中，重力對汽車不做功 ④剎車過程中有部分機械能轉化為內能 你認為這些看法中符合實際的是 A．①②④ 說法正確的是（）A．機械能一定守恒

B．各種形式的能都守恒

D．內能一定守恒 C．各種形式的能量的總和一定守恒

B．①④

C．①③④

D．①②③④

6．在一定的條件下，各種形式的能量是可以互相轉化的．在它們互相轉化的過程中，下面

337．電動機通電后電動機帶動其他機器運轉，一段時間后，電動機的外殼就會變得燙手，則下列關于能的轉化和守恒的說法中正確的是（）A．電能全部轉化為機械能，總的能量守恒

B．電能一部分轉化為機械能，另一部分轉化為內能，總的能量守恒 C．電能全部轉化為內能，內能守恒 D．電能轉化為機械能和內能，機械能守恒

8．《深圳商報》2004年3月11日報道：近日一種新型太陽能公共衛生間落戶北京東郊民巷，該衛生間的能源全部由位于頂部的太陽能電池板提供，它還能將多余的能量儲存在蓄電池里。這種能量轉化和儲存的方式是()

A.太陽能轉化為內能，再轉化為電能 B．太陽能轉化為電能，再轉化為化學能

C.太陽能轉化為內能，再轉化為化學能 D．大陽能轉化為電能．再轉化為光能 9．我們生活在電的時代，電能的來源很多，應用非常廣泛??（1）列舉出自然界存在的各種形式的能（三項以上），可以較為方便地轉化為電能；（2）列舉出使用電能對減少污染、保持環境有利的三個具體例子．

10．汽車的誕生改變了人類的生活方式。事實上，人類很早就在 探尋著更好的代步工具，法國人居紐于1769年制造了世界 上第一輛蒸汽驅動的三輪車。現在你看到的這幅漫畫（圖15-15），據說是牛頓所設計的蒸汽汽車原理圖，試就該原理圖回答下列問 題：

（1）找出原理圖中運用了哪些物理知識？（至少說出3點）

（2）該原理圖中涉及到哪幾種形式的能量？請簡述對應的能量轉化過程。（3）使汽車向前運動的力是怎樣產生的？這個力的施力物體是誰？

第四篇：能量的轉化和守恒說課稿

九年級 姜翠華

《能量的轉化和守恒》說課稿

《能量的轉化和守恒》說課稿

一、說教材

本節內容是對本章及以前所學知識從能量的角度進行的一次綜合，教材通過小實驗討論自然界各種現象的內在聯系，體會各種形式能量的相互轉化，通過想想議議得出能量守恒定律。符合學生認知規律，能夠體現從生活走向物理，注重科學探究的新課程理念。由于新課標對這部分內容在知識上降低了要求，但在過程與方法上增加了體驗性目標層次，因此我會應盡可能的讓學生多動手、多經歷、多體驗、多感受，在感受中進步與快樂成長。

二、說教學目標

通過本節學習我計劃達到這樣的目標，讓學生知道各種形式的能可以相互轉化；知道能量守恒定律。并通過探究各種形式能的相互轉化，學會用普遍聯系的觀點看待事物。探究與合作學習中培養學生熱愛科學、勇于創新的精神及交流合作的團隊意識！本節的重點是：體會能量之間的相互轉化及能量守恒定律；難點是：能量守恒定律的理解。

學生已具有初步的探究能力、分析問題和解決問題的能力，為這節的學習打下了基礎，因此我準備大膽放手，開展自主的、合作的、探究性的學習，充分發揮學生的主動性和創造性，自主完成學習任務，實現自我發展，我做學生學習的組織者、引導者、參與者、分享者，但學生抽象思維還不成熟，我應用多媒體、圖片等為學生創設情景、增強直觀性和形象性，實現由感性到理性的飛躍。從而達到多種教學方法的優化組合。

三、說教學過程 首先，我以生活中的兩個實例磨刀和熱傳遞中能量的變化，引入了新課。然后我已一段小材料讓學生熟悉各種形式的能，各種形式的能可以相互轉化是本節的重點，由于新課標注重學生經歷探究的過程，所以我先請各小組完成以下小實驗，1、摩擦雙手；

2、閉合開關風扇轉動；

3、摩擦起電，然后學生討論分析發生了哪些能量的轉化？體會自然界各種現象的內在聯系。能量的轉化和守恒定律是本節的重點與難點我是這樣組織教學的，結合教材“想想議議”中的秋千越擺越低和掉在地上的彈性小球會跳起，但是越跳越低。討論秋千和小球在運動中的能量轉化，為什么它們的高度會逐漸降低？是否丟失了能量？減少的機械能到哪里區里？得出能量不會憑空產生，可以從一種形式轉化為另一種形式；熱水冷卻實驗，減少的能量消失了嗎。得出能量不會憑空產生，可以從一個物體轉移給另一個物體。觀看掉在地上的小球，提問你們看到了什么現象？它的機械能如何變化？它到哪兒去了憑空消失了嗎？綜上得出能量不會憑空產生，也不會憑空消失了，那么它的總量不變，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體。這就是能量守恒定律。學生結合課本、兩個小游戲以及兩個小問題的討論，說一說是如何理解能量守恒定律的。學生積極思考，通過以上2個環節的設計，我的目的在于讓學生大膽發言，張揚了個性，掀火和諧課堂的氣氛，達到師生互動，生生互動，學生在相互的合作交流中共同進步，在友好的展示與評價中增進情感交流。達到知識的增益、能力的拓展、思想和情感的升華。

四、說教學反思

1、在課堂中及時的鞏固與練習加深知識的理解，提高學生分析問題解決問題的能力。在此過程中兵幫兵、兵帶兵、優勢互補、強弱互助，在互助中共同進步。

2、引導學生對本節課進行小結。通過該環節為學生提供自由表達思想、觀點，實現思維飛躍的舞臺，同時也幫助學生養成反思的好習慣。

這些都是課前的設計，而教學過程是富有變化、動態生成的過程，在師生互動、生生互動中會產生許多的信息和創新的火花，教師要機智的將有價值的信息和問題作為教學的焦點來重新組織教學。巧妙地在學生不知不覺中做出相應的變化，保護創新火花、激發奇思妙想，實現教學的有效性，使物理課堂充滿著生機與活力。教與學的過程也是我豐富自身知識、實現自我發展的過程，我會在此過程中不斷的學習，充實自己，最終實現教學相長、生生奮發的目標。

第五篇：第一節 能量的轉化與守恒 學案

學

案

一、學習目標

1.通過實例了解能量及其存在的不同形式。能說出一些常見的能量名稱，知道自然界有多種形式的能量。

2.知道能量守恒定律。知道永動機不可能制成。并能自覺利用能量守恒定律分析有關問題。3.能解釋一些常見現象中的能量轉化問題。4.能獨立或采取合作的形式完成實驗探究內容。

二、學法指導

1、密切與生產、生活緊密相聯系，緊密結合先有的生活經驗及社會知識；

2、主要是自主閱讀，通過各種途徑收集相關資料，課上用多種形式交流信息、理解和體會，加強討論和交流；

3、能量的轉化實驗、小球擺動實驗一定要親身做一做，教材提供的實驗實際上是根據電動機和發電機的原理設計的，根據實際條件，可以靈活處理另行設計；

4、在學習中，可對“能量守恒定律”的建立及其意義多做一些了解，使自己明白永動機是永遠制造不出來的，要尊重科學，尊重規律以少走彎路；

三、釋疑解難

1．能的存在形式：機械能、電磁能、內能、化學能和核能等。

2．化學能：是由于化學反應，物質的分子結構變化而產生的能量。

3．核能：是由于核反應，物質的原子核結構發生變化而產生的能量。

4．能量守恒定律：能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而能的總量保持不變。

四、自我檢測

1．瀑布從高山上飛瀉而下，落地后水溫稍有升高，這是能轉化為能。2．發電機發電時，能轉化為能。

3．下列能的轉化中，屬于化學能轉化為內能的是（）A、植物吸收太陽光進行

B、電動機帶動水泵抽水 C、摩擦生熱

D、燃料燃燒時放時 4．關于能量下列說法正確的是（）

A、機械能守恒

B、能量正在消失

C、只有動能和重力勢能的相互轉化

D、減少的那部分機械能轉化為內能，能的總量保持不變

5．下列事實中，屬于利用機械能轉化為內能的是（）

A、打氣筒打氣時，筒壁溫度升高

B、把燒紅的鐵塊放入冷水中，使冷水變熱

C、古代人鉆木取火

D、水壺中水沸騰后，水蒸氣使壺蓋跳動

6．下列現象與對應的能的轉化關系正確的是（）

A、子彈打進墻壁的過程，機械能轉化為內能

B、電熨斗通電后發熱，電能轉化為內能

C、燃燒木柴把水燒開的過程中，木柴的內能轉化為機械能

D、使用太陽能電池的過程中，太陽能轉化為電能

7．為什么人造地球衛星在轉道上運行時不會被燒毀，而當它進入稠密的大氣層時，就會被燒毀？請從能的轉化角度來回答。

五、交流園地

六、課外空間

永動機不能制造

熱力學發展初期，熱和機械能的相互轉化是人們研究的主題。在工業革命的推動下，工業上和運輸上都相當廣泛地使用蒸汽機。人們研究怎樣消耗最少的燃料而獲得盡可能多的機械能。甚至幻想制造一種機器，不需要外界提供能量，卻能不斷地對外做功，這就是所謂的第一類永動機。為了解決這個問題，促使人們都去研究熱和機械能之間的關系問題。邁爾（J.R.Mayer）第一個提出了能量守恒定律，而此定律得到了物理學界的確認，卻是在焦耳（J.P.Joule）的實驗工作發表以后。焦耳在1840～1848年間做了大量實驗，測定了熱與多種能量的相互轉化時的嚴格的數量關系。以往熱的單位是cal（卡），功以erg爾格）為單位，焦耳的實驗結果為1cal=4．184×107erg，這就是著名的熱功當量。此后，更準確地測定為4．184×107erg，即4．184J（焦耳）。焦耳實驗表明，自然界的一切物質都具有能量，它可以有多種不同的形式，但通過適當的裝置，能從一種形式轉化為另一種形式，在相互轉化中，能量的總數量不變。能量守恒轉換定律的建立，對制造永動機的幻想作了最后的判決，因而熱力學第一定律的另一種表述為：“不可能制造出第一類永動機”。由此可見，熱力學第一定律就是涉及熱現象領域內的能量守恒和轉化定律。

熱力學第一定律告訴我們：物質運動既不能創造，也不能消滅，而運動形式的相互轉化是物質本身具有的屬性。恩格斯對能量守恒與轉化定律曾經給予很高的評價，將它和細胞學說及進化論相提并論，稱它們是揭示自然界辨證發展過程的自然科學的三大發現。