Tài liệu Bài giảng bài nội năng và sự biến thiên nội năng vật lý 10 (6)

NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG. 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. 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 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 Nhiệt động lực học nghiên cứu các hiện tượng nhiệt về mặt năng lượng và biến đổi năng lượng I. Nội năng: 1. Nội năng là gì? 2. Độ biến thiên nội năng: (∆U) II. Các cách làm thay đổi nội năngg. 1.Thực hiện công 2.Truyền nhiệt 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 của một vật: U = f(T, V) * Đối với khí lí tưởng: U = f(T) 2. Độ biến thiên nội năng * Em hiểu như thế nào về hai từ: NỘI NĂNG * Theo em năng lượng bên trong vật chất bao gồm những dạng nào? NĂNG LƯỢNG BÊN TRONG VẬT GỒM: Khoảng cách giữa Vận tốc của phân tử phân tử tác Động năng của các Thếcác năng tương phân tử giữa các phân tử Nhiệt độ của vật (T) Thể tích của vật (V) U: là phần năng lượng tăng lên hay giảm bớt trong một quá trình. nội *Hãy Hãy chứng tỏrằng nộiđổi Nếu nộichứng năng tỏ thay năng của một lượng năng của một vậtvật vậy để thay đổikhí Theođược, em nội năng của lí tưởng chỉ phụ thuộc phụ thuộc vào nhiệt nội năng ta cần thay có thay đổi được không? nhiệt và thể tíchđộ? đổiđộnhững yếu tốcủa nào? vật: U = f(T,V)? 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 Động năng của các phân tử Thế năng tương tác giữa các phân tử Vận tốc của phân tử Khoảng cách giữa các phân tử Nhiệt độ của phân tử (T) Thể tích của vật (V) * Nội năng kí hiệu là U; đơn vị (J) * Nội năng của một vật: U = f(T, V) * Đối với khí lí tưởng: U = f(T) 2. Độ biến thiên nội năng U: là phần năng lượng tăng lên hay giảm bớt trong một quá trình. để thay đổi nội năng của vật ta cần thay đổi các yếu tố: Hãy tìm cách làm thay đổi nội năng của miếng kim loại? Bỏ vào nước cốc nước sôi Cọ xát Nhiệt độ của các phân tử tăng. Nhiệt độ của các phân tử tăng Nội năng tăng Nội năng tăng Thực hiện công, dẫn đến thay đổi nội năng Nước sôi Truyền nhiệt, dẫn đến thay đổi nội năng Hãy tìm cách thay đổi nội năng của khối khí trong xilanh như hình vẽ? Cho tiếp xúc với nguồn nhiệt Khí trong xi lanh nóng lên Nén pittông xuống để giảm thể tích Nội năng tăng Giảm khoảng cách giữa các phân tử Nội năng tăng Chưa nén pittông Sau khi nén pittông 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) II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG 1. Thực hiện công Từ những phân tích vừa Trong quá trình nhiệt. nội năng thựctruyền hiện. Em hãyPhần cho biết mà vật tăngcóthêm (U) mấy hay cáchmất làmđithay đổigọi là nhiệt lượng?nội năng của vật? Nêu tên những cách đó? Có hai cách làm thay đổi nội năng: thực hiện công và truyền nhiệt. + 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 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) Nhiệt lượng là gì? * 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 U = Q Q: Nhiệt lượng Nhiệt lượng là số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt. Trong đó: 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 (0C hoặc K) U: độ biến thiên nội năng *Chú ý: * Nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hoặc lỏng thu vào hay tỏa ra khi nhiệt độ thay đổi: Q = mc t Qthu = mc(t2 –t1) Qtỏa = mc(t1 – t2) t1: nhiệt độ ban đầu t2 : nhiệt độ lúc sau Qua các kiến thức vừa tìm hiểu, Hãy so sánh: SỰ THỰC HIỆN CÔNG SỰ TRUYỀN NHIỆT - Làm thay đổi nội năng của vật. - Có kèm theo sự biến đổi dạng năng lượng (ví dụ: từ cơ năng sang nội năng) - 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. Hãy mô tả và nêu tên các hình thức truyền nhiệt trong các hiện tượng vẽ ở hình 32.3 Hãy mô tả và nêu tên các hình thức truyền nhiệt trong các hiện tượng ở hình vẽ 32.3 Hình ảnh tương tự 32 . 3 a Hình 32 . 3 a ) Dẫn nhiệt là chủ yếu . Hình ảnh tương tự 32 . 3 b Hình 32 . 3 b ) Bức xạ nhiệt là chủ yếu . Hình ảnh tương tự 32 . 3 c Hình 32 . 3 c ) Đối lưu là chủ yếu . NỘI DUNG CƠ BẢN * Nội năng là dạng năng lượng bao gồm tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật. * Nội năng của một vật: U = f(T, V) * Đối với khí lí tưởng: U = f(T) * Có hai cách làm thay đổi nội năng: Là thực hiện công và truyền nhiệt * Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng: U  Q * Nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hoặc chất lỏng thu vào hay tỏa ra khi thay đổi nhiệt độ được tính theo công thức: Q = mc t - Làm bài tập 7, 8 trang 173 SGK - VL10 - Phân biệt các khái niệm: - Nội năng, nhiệt năng và nhiệt lượng. - Đọc mục “em có biết”. - Đọc trước bài 33: các nguyên lí của nhiệt động lực học Câu 1: Nội năng của một khí lí tưởng có tính chất nào sau đây? a. Chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ b. Phụ thuộc vào thể tích c. Phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích d. Không phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích Bài tập Củng cố Câu 2: Đun nóng khí trong bình kín. Kết luận nào sau đây sai? a. Nội năng của khí tăng lên b. Thế năng của các phân tử khí tăng lên c. Động năng của các phân tử khí tăng lên d. Đèn truyền nội năng cho khối khí Câu 3: Phát biểu nào sau đây không đúng? a. Nội năng là một dạng năng lượng b. Nội năng thay đổi do quá trình thực hiện công c. Nội năng thay đổi do quá trình truyền nhiệt d. Nhiệt lượng là số đo độ biến thiên nội năng của hệ