Bài giảng môn Vật lí Lớp 10 - Bài 32: Nội năng và sự biến thiên nội năng (Bản hay)

Nhắc lại những kiến thức đã học về cấu tạo chất ? 
Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt gọi là phân tử . 
Các phân tử chuyển động không ngừng , các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ càng cao . 
Giữa các phân tử có lực tương tác gọi là lực tương tác phân tử 
Nhắc lại khái niệm khí lí tưởng 
 Chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác với nhau khi va chạm gọi là khí lí tưởng . 
Các phân tử luôn có động năng . 
Giữa các phân tử có thế năng tương tác 
Động năng của các phân tử phụ thuộc vào vận tốc của các phân tử . 
Thế năng tương tác phụ thuộc khoảng cách giữa các phân tử 
BÀI 32. NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
I. NỘI NĂNG 
1. Nội năng là gì ? 
* Em hiểu như thế nào về hai từ : 
* Theo em năng lượng bên trong vật chất bao gồm những dạng nào ? 
NĂNG LƯỢNG BÊN TRONG VẬT GỒM: 
Nội năng là dạng năng lượng bao gồm tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật . 
* Nội năng kí hiệu là U ; đơn vị (J ) 
NỘI NĂNG 
Động năng của các phân tử 
Thế năng tương tác giữa các phân tử 
* Hãy chứng tỏ nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật : U = f(T,V )? 
Vận tốc của phân tử 
Nhiệt độ của vật (T) 
Khoảng cách giữa các phân tử 
Thể tích của vật (V) 
* Nội năng của một vật : U = f(T , V) 
Hãy chứng tỏ rằng nội năng của một lượng khí lí tưởng chỉ phụ thuộc nhiệt độ ? 
* Đối với khí lí tưởng : U = f(T ) 
Theo em nội năng của vật 
có thay đổi được không ? 
2. Độ biến thiên nội năng 
 U: là phần năng lượng tăng lên hay giảm bớt trong một quá trình . 
Nếu nội năng thay đổi được , vậy để thay đổi nội năng ta cần thay đổi những yếu tố nào ? 
BÀI 32. NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
I. NỘI NĂNG 
1. Nội năng là gì ? 
Nội năng là dạng năng lượng bao gồm tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật . 
* Nội năng kí hiệu là U ; đơn vị ( J ) 
NỘI NĂNG 
Động năng của các phân tử 
Thế năng tương tác giữa các phân tử 
Vận tốc của phân tử 
Nhiệt độ của phân tử (T) 
Khoảng cách giữa các phân tử 
Thể tích của vật (V) 
* Nội năng của một vật : U = f(T , V) 
* Đối với khí lí tưởng : U = f(T ) 
để thay đổi nội năng của vật 
 ta cần thay đổi các yếu tố : 
2. Độ biến thiên nội năng 
 U: là phần năng lượng tăng lên hay giảm bớt trong một quá trình . 
Hãy tìm cách làm thay đổi nội năng của miếng kim loại ? 
Thực hiện công , dẫn đến thay đổi nội năng 
Nước sôi 
Truyền nhiệt , dẫn đến thay đổi nội năng 
Cọ xát 
Nhiệt độ của các phân tử tăng 
Nội năng tăng 
Bỏ vào nước cốc nước sôi 
Nhiệt độ của các phân tử tăng . 
Nội năng tăng 
Hãy tìm cách thay đổi nội năng của khối khí trong xilanh như hình vẽ ? 
Nén pittông xuông để giảm thể tích 
Chưa nén pittông 
Sau khi nén pittông 
Giảm khoảng cách giữa các phân tử 
Nội năng tăng 
Cho tiếp xúc với nguồn nhiệt 
Khí trong xi lanh nóng lên 
Nội năng tăng 
Thực hiện công , dẫn đến thay đổi nội năng . 
Truyền nhiệt , dẫn đến thay đổi nội năng . 
BÀI 32. NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
I. NỘI NĂNG 
1. Nội năng là gì ? (SGK) 
* Nội năng của một vật : U = f(T , V) 
* Đối với khí lí tưởng : U = f(T ) 
2. Độ biến thiên nội năng : (  U) 
Từ những phân tích vừa thực hiện . Em hãy cho biết có mấy cách làm thay đổi nội năng của vật ? Nêu tên những cách đó ? 
II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG 
Có hai cách làm thay đổi nội năng : thực hiện công và truyền nhiệt . 
1. Thực hiện công 
+ Ngoại lực thực hiện công lên vật . 
+ Có sự chuyển hóa từ dạng năng lượng khác sang nội năng 
2. Truyền nhiệt 
a. Quá trình truyền nhiệt . 
Trong quá trình truyền nhiệt không có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác , chỉ có sự truyền nội năng từ vật này sang vật khác 
Trong quá trình truyền nhiệt . Phần nội năng mà vật tăng thêm hay mất đi (  U ) gọi là nhiệt lượng ? 
Nước sôi 
BÀI 32. NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
I. NỘI NĂNG 
1. Nội năng là gì ? (SGK) 
* Nội năng của một vật : U = f(T , V) 
* Đối với khí lí tưởng : U = f(T ) 
2. Độ biến thiên nội năng : (  U) 
II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG 
1. Thực hiện công : (SGK) 
2. Truyền nhiệt : 
a. Quá trình truyền nhiệt : (SGK) 
b. Nhiệt lượng 
Nhiệt lượng là gì ? 
Nhiệt lượng là số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt . 
  U = Q 
 U : độ biến thiên nội năng 
Q : Nhiệt lượng 
* Nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hoặc lỏng thu vào hay tỏa ra khi nhiệt độ thay đổi : 
 Q = mc  t 
Q : Nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra (J) 
m : khối lượng (kg) 
c : nhiệt dung riêng của chất (J/ kg.K ) 
 t : độ biến thiên nhiệt độ ( 0 C hoặc K) 
Trong đó : 
* Chú ý: 
Q thu = mc(t 2 –t 1 ) 
Q tỏa = mc(t 1 – t 2 ) 
t 1 : nhiệt độ ban đầu 
t 2 : nhiệt độ lúc sau 
Qua các kiến thức vừa tìm hiểu , Hãy so sánh : 
- Làm thay đổi nội năng của vật 
- Không có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác . Chỉ có sự truyền nội năng từ vật này sang vật khác . 
- Làm thay đổi nội năng của vật . 
- Có kèm theo sự biến đổi dạng năng lượng 
( ví dụ : từ cơ năng sang nội năng ) 
SỰ TRUYỀN NHIỆT 
SỰ THỰC HIỆN CÔNG 
Hãy mô tả và nêu tên các hình thức truyền nhiệt trong các hiện tượng vẽ ở hình 32.3 
Hình 32 . 3 a ) Dẫn nhiệt là chủ yếu . 
Hình ảnh tương tự 32 . 3 a 
Hình 32 . 3 b ) Bức xạ nhiệt là chủ yếu . 
Hình ảnh tương tự 32 . 3 b 
Hình 32 . 3 c ) Đối lưu là chủ yếu . 
Hình ảnh tương tự 32 . 3 c 
BÀI 7 TRANG 173 
Q thu = Q nhôm + Q nước = m nhôm c nhôm (t – t 1 ) + m nước c nước (t – t 1 ) 
= ( m nhôm c nhôm + m nước c nước ) (t – t 1 ) 
* Nhiệt lượng nhôm và nước thu vào : 
* Nhiệt lượng sắt toả ra : 
Q toả = m sắt c sắt (t 2 – t) 
Nếu xét hệ gồm nước , bình nhôm và miếng sắt 
Q toả = Q thu 
m sắt c sắt (t 2 – t) = ( m nhôm c nhôm + m nước c nước ) (t – t 1 ) 
Hướng dẫn giải 
Tóm tắt : 
t 1 = 20 0 C : nhiệt độ lúc đầu của nước và nhôm 
t 2 = 75 0 C : nhiệt độ lúc đầu của sắt 
t = ? nhiệt độ của nước , nhôm sắt khi cân bằng nhiệt 
m nhôm = 0,5kg 
c nhôm = 0,92.10 3 J/(kg.K) 
m nước = 0,118kg 
c nước = 4,18.10 3 J/(kg.K) 
m sắt = 0,2kg 
c sắt = 0,46.10 3 J/(kg.K)