Bài giảng Vật lí Lớp 10 - Bài 32: Nội năng và sự biến thiên nội năng - Phạm Xuân Thanh

 TẬP THỂ LỚP 10A5 
TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN – TỈNH BÌNH PHƯỚC 
KÍNH CHÀO QUÝ THẦY CÔ 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
Câu 1: Động năng của một vật là gì ? 
Câu 2: Nhắc lại khái niệm khí lí tưởng ? 
Câu 3: Nhắc lại những nội dung cơ bản về cấu tạo chất ? 
ĐÁP ÁN 
Câu 1: Động năng của một vật là dạng năng lượng mà vật có được do chuyển động . 
Câu 3: Những nội dung cơ bản 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 
Câu 2: 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 . 
BÀI 32 
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
GV: PHẠM XUÂN THANH 
TỔ: VẬT LÝ 
TRƯỜNG: THPT CHU VĂN AN 
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: 
Trong nhiệt động lực học 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 
C1: 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) 
C2 : 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 ) 
2. Độ biến thiên nội năng ( U) 
Trong nhiệt động lực học người ta chỉ quan tâm đến ( U) mà không quan tâm đến U 
 Vậy để thay đổi nội năng của một vật 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 . 
 Vậy để thay đổi nội năng của một vật ta cần thay đổi những yếu tố nào ? 
Hãy tìm cách làm thay đổi nội năng của miếng kim loại ? 
Nước sôi 
Bỏ vật vào cốc nước sôi 
Nhiệt độ của vật tăng . 
Nội năng tăng 
Cọ xát 
Nhiệt độ của vật 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 
Giảm khoảng cách giữa các phân tử 
Nội năng biến đổi 
Cho tiếp xúc với nguồn nhiệt 
Khí trong xi lanh nóng lên 
Nội năng tăng 
Cho tiếp xúc với nguồn nhiệt 
Khí trong xi lanh nóng lên 
Nội năng tăng 
Nén pittông xuông để giảm thể tích 
Chưa nén pittông 
Sau khi nén pittông 
Giảm khoảng cách giữa các phân tử 
Nội năng biến đổi 
Ngoài ra nếu ta nén nhanh thì nhiệt độ của khối khí cũng tăng => cũng góp phần làm nội năng biến đổi 
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 
Có sự chuyển hóa từ dạng năng lượng khác(ví dụ cơ năng ) 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 gì ? 
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 . 
Q=  U 
 U : độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt 
Q : Nhiệt lượng 
 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 = mc(t 2 –t 1 ) 
t 1 : nhiệt độ ban đầu 
t 2 : nhiệt độ lúc sau 
Q có giá trị đại số 
C3: Qua các kiến thức vừa tìm hiểu , Hãy so sánh ???? 
- Làm thay đổi nội năng của vật 
- Làm thay đổi nội năng của vật . 
SỰ TRUYỀN NHIỆT 
SỰ THỰC HIỆN CÔNG 
C4: Hãy mô tả và nêu tên các hình thức truyền nhiệt trong các hiện tượng vẽ ở hình 32.3 ??????? 
- Có kèm theo sự biến đổi dạng năng lượng 
( ví dụ : từ cơ năng sang nội năng ) 
- 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 . 
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 
CỦNG CỐ . 
 Câu 1: Nội năng của một lượng khí lí tưởng có tính chất nào sau đây ? 
Chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ 
Phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích 
Phụ thuộc vào thể tích 
Không phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích 
Câu 2 : Dùng đèn cồn đun nóng khí trong bình kín . Kết luận nào sau đây sai ? 
Nội năng của khí tăng lên 
Thế năng của các phân tử khí tăng lên 
Động năng của các phân tử khí tăng lên 
Đèn truyền nội năng cho khối khí 
Câu 3: Phát biểu nào sau đây không đúng ? 
Nội năng là một dạng năng lượng 
Nội năng thay đổi do quá trình thực hiện công 
Nội năng thay đổi do quá trình truyền nhiệt 
Nhiệt lượng là số đo độ biến thiên nội năng của hệ 
Câu 4: Câu nào sau đây khi nói về nội năng là không đúng ? 
A. Nội năng là một dạng năng lượng . 
B. Nội năng của vật không phụ thuộc vào khối lượng của vật . 
C. Nội năng của vật có thể tăng lên hoặc giảm đi . 
D. Nội năng và nhiệt lượng có cùng đơn vị . 
Câu 5: Câu nào sau đây khi nói về nhiệt lượng là không đúng ? 
A. Nhiệt lượng là phần nội năng mà vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt . 
B. Nhiệt lượng là phần nội năng vật mất đi trong quá trình truyền nhiệt . 
C. Nhiệt lượng không phải là nội năng . 
D. Một vật lúc nào cũng có nội năng , do đó lúc nào cũng có nhiệt lượng . 
BÀI 7 TRANG 173 
Q nhôm = m nhôm c nhôm (t – t 1 ) 
* Nhiệt lượng nhôm trao đổi 
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) 
* Nhiệt lượng nước trao đổi 
Q nước = m nước c nước (t – t 1 ) 
* Nhiệt lượng sắt trao đổi : 
Q sắt = m sắt c sắt (t – t 2 ) 
Nếu xét hệ gồm nước , bình nhôm và miếng sắt 
m sắt c sắt (t – t 2 ) +( m nhôm c nhôm + m nước c nước ) (t – t 1 )=0 
Giải pt ta được : t=25 0 C 
Chú ý cách làm này rất mạnh đối với bài toán trao đổi nhiệt mà chưa biết rõ vật nào thu , vật nào tỏa 
 kính chúc thầy cô và các em 
sức khỏe, hạnh phúc.