Tài liệu Bài giảng bài nội năng và sự biến thiên nội năng vật lý 10 (12)

I. NỘI NĂNG: 1. Nội năng là gì? Các phân tử chuyển động hỗn độn không ngừng. Giữa các phân tử có lực tương tác động năng phân tử + thế năng phân tử ║ Nội năng Nội năng: Tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật. kí hiệu : U (Jun) Nội dung thuyết động học phân tử gồm có những nội dung nào? Các chất được cấu tạo từ những hạt riêng biệt gọi là phân tử, nguyên tử. Giữa các nguyên tử, phân tử có khoảng cách. Các phân tử, nguyên tử chuyển động không ngừng. Nhiệt độ của vật càng cao thì các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh. Các phân tử, nguyên tử tương tác với nhau bằng lực hút và lực đẩy phân tử. 1. Động năng là gì? Động năng là năng lượng mà vật có được do chuyển động. 2. Thế năng là gì? Thế năng là năng lượng mà hệ có được do tương tác giữa các phần, các vật của hệ. 3. Cơ năng là gì? Cơ năng của một vật bằng tổng động năng và thế năng của nó. Cơ năng được bảo toàn. C1: nội năng của một vật phụ thuộc vào những yếu tố nào? Các phân tử chuyển động Thay đổi Nhiệt độ hỗn độn không ngừng Động năng của các phân tử thay đổi. Thể tích Thay đổi khoảng cách giữa các phân tử thay đổi thế năng tương tác thay đổi. Vậy: Nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của một vật. Nội năng U = f (T,V). Câu hỏi C2 SGK/170? Các phân tử khí được coi là chất điểm và chỉ tương tác với nhau khi va chạm gọi là khí lí tưởng. Khi không va chạm có thể bỏ qua tương tác phân tử do đó không có thế năng phân tử nên nội năng chỉ còn động năng phân tử hay U = f (T). 2. Độ biến thiên nội năng - Phần nội năng tăng lên hoặc giảm xuống trong một quá trình. - Kí hiệu: ∆U= U2-U1 ∆U > 0  U2 > U1 ∆U < 0  U2 < U1 II. Các cách làm thay đổi nội năng: 1. Thực hiện công 2. Truyền nhiệt Hãy tìm cách làm thay đổi nội năng của miếng kim loại? Bỏ vào nước cốc nước sôi Cọ xát Nhiệt độ của tấm kim loại tăng. Nhiệt độ của tấm Kim loại 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 Khí trong xi lanh nóng lên Nén pittông xuống để giảm thể tích Giảm khoảng cách giữa các phân tử Cho tiếp xúc với nguồn nhiệt Nội năng tăng Chưa nén Sau khi pittông nén pittông Truyền nhiệt, dẫn đến thay đổi nội năng. Nội năng tăng Thực hiện công, dẫn đến 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 b. Nhiệt lượng Nhiệt lượng là số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt. U = Q Q: Nhiệt lượng U: độ biến thiên nội năng * Nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hoặc lỏng thu vào hay tỏa ra khi nhiệt độ thay đổi: Q = mc t 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) *Chú ý: Qthu = mc(t2 –t1) Qtỏa = mc(t1 – t2) t1: nhiệt độ ban đầu t2 : nhiệt độ lúc sau So sánh quá trình thực hiện công và truyền nhiệt: SỰ THỰC HIỆN CÔNG SỰ TRUYỀN NHIỆT - Ngoại lực không thực - Ngoại lực thực hiện hiện công lên vật. công lên vật. - Không có sự chuyển hóa - Có kèm theo sự biến đổi năng lượng từ dạng này dạng năng lượng sang dạng khác. Chỉ có sự (ví dụ: từ cơ năng sang truyền nội năng từ vật này nội năng) sang vật khác. Mô tả và nêu tên các hình thức truyền nhiệt trong các hiện tượng sau đây: Hình a. Dẫn nhiệt Hình b. Đối lưu Mô tả và nêu tên các hình thức truyền nhiệt trong các hiện tượng sau đây: Hình c. Bức xạ nhiệt Ôn tập Nội năng là gì?  Các cách làm thay đổi nội năng của một vật?  Nhiệt lượng là gì?  Bài Tập: 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 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 Câu 4: 100g chì được truyền nhiệt lượng 260J. Nhiệt độ của chì tăng từ 150C đến 350C. Tính nhiệt dung riêng của chì (J/kg.độ) a. 2600 c. 65 b. 130 d. một giá trị khác Hướng dẫn Q 260 Q  mct  c    130 (J/Kg.độ) mt 0,1.20 Câu 5: Điều nào sau đây là sai khi nói về nội năng ? A. Có thể đo nội năng bằng nhiệt kế B. Đơn vị của nội năng là J C. Nội năng gồm động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật D. Nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật