Bài giảng Vật lí Lớp 10 - Bài 33: Các nguyên lí nhiệt động lực học (Bản hay)

NHẮC LẠI KIẾN THỨC CŨ 
? 
? 
 Nội năng của một vật hoặc một hệ là gì ? 
? 
 C©u nµo sau ®©y kh«ng ® óng khi nãi vÒ néi n¨ng ? 
Néi n¨ng lµ mét d¹ng n¨ng l­îng . 
B. Néi n¨ng cã thÓ chuyÓn hãa thµnh c¸c d¹ng n¨ng l­îng kh¸c . 
C. Néi n¨ng lµ nhiÖt l­îng cña vËt . 
D. Néi n¨ng cña mét vËt cã thÓ t¨ng lªn hay gi¶m ®i. 
Đáp án 
? 
NHẮC LẠI KiẾN THỨC CŨ 
? 
? 
 Nêu các cách làm biến đổi nội năng. Các cách này giống và khác nhau ở điểm nào? 
Nhiệt độ của vật giảm là do các nguyên tử,phân tử cấu tạo nên vật? 
A-Ngừng chuyển động 
B-Nhận thêm động năng 
C-Chuyển động chậm dần đi 
D-Va chạm vào nhau 
Đáp án 
 Các nguyên lí của nhiệt động lực học 
Bài 33 
 NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
I 
§ 33 : CÁC NGUYÊN LÍ CỦA 
 NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
 NGUYÊN LÍ II NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
II 
 1. Phát biểu nguyên lí 
 2. Vận dụng 
Phát biểu định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng? 
Năng lượng không tự sinh ra mà cũng không tự mất đi. Nó chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác. 
Bài 33: CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
TN1 
TN2 
TN3 
Quan sát thí nghiệm bên , các em hãy: Cho biết nội năng của lượng khí trong xilanh biến đổi bằng cách nào ? 
Nếu ta cùng lúc thực hiện công và truyền nhiệt thì sự thay đổi nội năng sẽ được diễn tả như thế nào? 
§ 33 : CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
 NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
I 
1. Phát biểu nguyên lí: 
 Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được . 
- Hê ̣ thức : 
∆ U = A + Q 
§é biÕn thiªn néi n¨ng cña vật 
NhiÖt l­îng mµ vật nhËn 
C«ng mµ vật nhËn ®­ îc 
Vật có nội năng U 
Khi nội năng thay đổi 
Có trao đổi công và nhiệt lượng 
Nhận nhiệt 
Q>0 
Nhận công 
A>0 
Truyền nhiệt 
Sinh công 
A<0 
Q<0 
§ 33 : CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
§ 33 : CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
 NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
I 
1. Phát biểu nguyên lí: 
 Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được 
- Hê ̣ thức : 
∆ U = A + Q 
- Quy ước về dấu của các đại lượng: 
∆U > 0: Nội năng của vật tăng; 
∆U < 0: Nội năng của vật giảm; 
Q > 0: Vật nhận nhiệt lượng; 
Q < 0: Vật truyền nhiệt lượng; 
A > 0: Vật nhận công ; 
A < 0: Vật thực hiện hiện công . 
vật 
A > 0 
Q > 0 
Q < 0 
A < 0 
C1: Xác định dấu các đại lượng 
Vật thu nhiệt : 
Q>0 
 Nội năng của vật tăng: 
U>0 
Vật thực hiện công : 
A<0 
§ 33 : CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
 NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
I 
1. Phát biểu nguyên lí: 
C2: Các hệ thức sau diễn tả những quá trình nào ? 
U=Q 
Q>0 
Q<0 
Vật thu nhiệt 
Vật tỏa nhiệt 
Truyền nhiệt 
§ 33 : CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
 NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
I 
1. Phát biểu nguyên lí: 
∆U=Q khi Q>0 : 
Nhận nhiệt lượng để tăng nội năng. 
∆U=Q khi Q<0 : 
Truyền nhiệt lượng cho vật khác làm nội năng bị giảm. 
C2: Các hệ thức sau diễn tả những quá trình nào ? 
U=A 
A>0 
A<0 
Thực hiện công 
Vật nhận công 
Vật sinh công 
§ 33 : CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
 NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
I 
1. Phát biểu nguyên lí: 
∆U=A khi A>0: 
Nhận công làm tăng nội năng. 
∆U=A khi A<0: 
Thực hiện công lên vật khác làm nội năng bị giảm. 
C2: Các hệ thức sau diễn tả những quá trình nào ? 
U=Q + A 
Q>0 
A<0 
Truyền nhiệt và thực hiện công 
Vật thu nhiệt 
Vật sinh công 
§ 33 : CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
 NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
I 
1. Phát biểu nguyên lí: 
 ∆U=Q+A khi Q>0 và A<0 
Nhận nhiệt lượng và thực hiện công làm nội năng bị thay đổi. 
C2: Các hệ thức sau diễn tả những quá trình nào ? 
U=Q + A 
Truyền nhiệt và thực hiện công 
Q>0 
Vật thu nhiệt 
A>0 
Vật nhận công 
§ 33 : CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
 NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
I 
1. Phát biểu nguyên lí: 
Nhận nhiệt lượng và công làm tăng nội năng. 
 ∆U=Q+A khi Q>0 và A>0: 
§ 33 : CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
 NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
I 
Người ta cung cấp cho khí trong một xilanh nằm ngang nhiệt lượng 1,5 J. Khí nở ra đẩy pittông đi một đoạn 5cm với một lực có độ lớn là 20 N.Tính độ biến thiên nội năng của khí . 
1. Phát biểu nguyên lí: 
Công mà chất khí thực hiện có độ lớn là : 
 A= F.l = 20. 0,05 = 1J 
Vì khí nhận nhiệt lượng và thực hiện công 
(Q>0 và A<0 ) , nên theo nguyên lí I NĐLH , ta có : 
Giải 
Tóm tắt 
Q=1,5J 
l=5 cm=0,05 m 
F=20 N 
Bài tập vận dụng: 
§ 33 : CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
 NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
I 
1. Phát biểu nguyên lí: 
2. Vận dụng 
Trong quá trình đẳng tích , cho chất khí chuyển từ trạng thái 1 ( p 1 , V 1 , T 1 ) sang trạng thái 2 ( p 2 , V 2 , T 2 ) : V 1 =V 2 
Hãy chứng minh rằng : U=Q 
Ta có : 
U=A + Q 
Vì V 1 = V 2 
nên A = 0 
Do đó : U=Q 
	 Như vậy , trong quá trình đẳng tích nhiệt lượng mà chất khí nhận được chỉ dùng để làm tăng nội năng của vật . Quá trình đẳng tích là quá trình truyền nhiệt . 
 p 
 V 
 2 
 1 
 p 1 
 p 2 
 V 1 =V 2 
Biểu thức của nguyên lí I NĐLH trong quá trình đẳng tích 
 V=0 
§ 33 : CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
 NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
I 
1. Phát biểu nguyên lí: 
2. Vận dụng 
Trong quá trình đẳng áp , cho chất khí chuyển từ trạng thái 1 ( p 1 , V 1 , T 1 ) sang trạng thái 2 ( p 2 , V 2 , T 2 ) : p 1 =p 2 =p 
	 Trong quá trình đẳng áp,nhiệt lượng mà chất khí nhận được một phần làm tăng nội năng của nó, một phần biến thành công. 
 p 
 V 
 2 
 1 
 p 
 V 1 
 V 2 
Biểu thức của nguyên lí I NĐLH trong quá trình đẳng áp: 
 U=A + Q 
§ 33 : CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
 NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
I 
1. Phát biểu nguyên lí: 
2. Vận dụng 
Trong quá trình đẳng nhiệt , cho chất khí chuyển từ trạng thái 1 ( p 1 , V 1 , T 1 ) sang trạng thái 2 ( p 2 , V 2 , T 2 ) : 
	 Trong quá trình đẳng nhiệt , toàn bộ nhiệt lượng truyền cho chất khí được chuyển thành công. 
Biểu thức của nguyên lí I NĐLH trong quá trình đẳng nhiệt: 
 A + Q = 0 
 p 
 V 
 2 
 1 
 p 1 
 p 2 
 V 1 
 V 2 
Câu 1: Trong quá trình chất khí nhận nhiệt và sinh công thì Q và A trong hệ thức ∆U = A + Q phải có giá trị nào sau đây ? 
	 A. Q 0;	B. Q > 0 và A > 0; 
	C. Q > 0 và A < 0;	D. Q < 0 và A < 0; 	 
Câu 2: Trường hợp nào sau đây ứng với quá trình đẳng tích khi nhiệt độ tăng ? 
A. ∆U = Q với Q > 0;	B. ∆U = Q + A với A > 0; 
C. ∆U = Q + A với A < 0; 	D. ∆U = Q với Q < 0; 	 
CỦNG CỐ 
C. Q > 0 và A < 0; 
A. ∆U = Q với Q > 0; 
CỦNG CỐ 
? 
Câu 3:Trong các hệ thức sau , hệ thức nào diễn tả quá trình nung nóng khí trong một bình kín khi bỏ qua sự nở vì nhiệt của bình ? 
A. U = A 
B. U = 0 
C. U = Q + A 
D. U = Q 
? 
Người ta truyền cho khí trong xilanh nhiệt lượng 100 J. Khí nở ra thực hiện công 70 J đẩy pittông lên . Độ biến thiên nội năng của khí là : 
A. 170 J 
B. 30 J 
C. - 30 J 
D. - 170 J 
Hướng dẫn 
Theo đề : Q = 100 J ; A = - 70 J 
Theo nguyên lí I NĐLH ta có : 
U = Q + A = 100 – 70 = 30 J 
CỦNG CỐ 
Dặn dò 
* Làm bài tập còn lại trong sách giáo khoa và trong sách bài tập. 
* Học thuộc bài và các công thức để chuẩn bị cho ôn tập chương và làm bài tập. 
CHÀO TẠM BIỆT !