Bài 32. Nội năng và sự biến thiên nội năng

Nội năng
Và sự biến thiên nội năng
Bài 32
GV: Phạm Thị Hiến
Lớp: 10B1
Trường THPT chuyên Lương Văn Tụy – Ninh Bình
THPT chuyên Lương Văn Tụy - TP Ninh Bình – Ninh Bình
Nội năng
Và sự biến thiên nội năng
Bài 32
GV: Phạm Thị Hiến
Lớp: 10B1
THPT chuyên Lương Văn Tụy - TP Ninh Bình – Ninh Bình


Nếu có người hỏi em phần lớn năng lượng đang được con người sử dụng là dạng năng lượng nào thì chắc em sẽ nghĩ tới cơ năng,( động năng, thế năng), chứ ít nghĩ tới năng lượng bên trong vật
Cơ năng của một vật chính là tổng động năng và thế năng của vật.
Câu 1: Khái niệm cơ năng của một vật là gì?
Khái niệm động năng, thế năng của một vật là gì?
Kiểm tra bài cũ
Các vật chuyển động thì có động năng
Các vật tương tác với nhau thì có thế năng
Vậy các phân tử cấu tạo nên vật có động năng, thế năng không? Vì sao?
Câu 2: 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 của vật 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
Kiểm tra bài cũ
Khi nghiên cứu chất khí, ta chỉ nghiên cứu khí lí tưởng.
Câu 3: Nhắc lại khái niệm về khí lý 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.
Trả lời:
Kiểm tra bài cũ
Các vật chuyển động thì có động năng, các vật tương tác với nhau thì có thế năng, tổng động năng và thế năng gọi là cơ năng của vật
Các phân tử có chuyển động thì có động năng, có tương tác với nhau thì có thế năng. Vậy các phân tử cấu tạo nên vật chất có năng lượng.
Việc nghiên cứu chúng có ý nghĩa thực tiễn rất to lớn, vì phần lớn năng lượng con người đang sử dụng là khai thác từ năng lượng này, và đó cũng là nội dung nghiên cứu của chương 6
Vậy:
Đặt vấn đề
Chương VI
CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Sở GD&ĐT Ninh Bình
Trường THPT Chuyên Lương Văn Tụy
Nhiệt động lực học nghiên cứu các hiện tượng nhiệt về mặt năng lượng và biến đổi năng lượng
* Nội năng và sự biến thiên nội năng
* Nguyên lí I nhiệt động lực học
* Nguyên lí II nhiệt động lực học
http://NgocLinhSon.violet.vn
http://NgocLinhSon.tk
Nội năng:
1 Nội năng là gì?
2 Độ biến thiên nội năng: (∆U)
II. Các cách làm thay đổi nội năng.
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG.
Bài 32
1-Thực hiện công 2-Truyền nhiệt
- Nhiệt năng của 1 vật là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật.

- Nhiệt độ của vật càng cao thì các phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh và nhiệt năng của vật càng lớn.

- Nhiệt năng của 1 vật có thể thay đổi bằng 2 cách: thực hiện công và truyền nhiệt.
Nhắc lại kiến thức đã học lớp 8
có liên quan đến bài học
- Nhiệt lượng Q: là phần nhiệt năng mà vật nhận thêm được hay mất bớt đi trong quá trình truyền nhiệt.
Nhắc lại kiến thức đã học lớp 8
có liên quan đến bài học
Q=mct
m: khối lượng vật. Đơn vị: Kg.
c: nhiệt dung riêng. Đơn vị: J/(Kg.C).
t: độ biến thiên nhiệt độ. Đơn vị: oC
- Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của một vật khi nhiệt độ thay đổi:
Nhắc lại kiến thức đã học lớp 8
có liên quan đến bài học
Khi cân bằng nhiệt xảy ra:
Qtỏa = Qthu
Các hiện tượng truyền nhiệt: dẫn nhiệt; bức xạ nhiệt; đối lưu.
I. NỘI NĂNG
1. Nội năng là gì?
Ta hiểu như thế nào về hai từ:
Dựa vào kiến thức phần KT bài cũ và phần ôn lại lớp 8, em hãy cho biết: năng lượng bên trong vật chất bao gồm những dạng nào?
NĂNG LƯỢNG BÊN TRONG VẬT GỒM:
Trong nhiệt động lực học người ta gọi tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật là nội năng của 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)
Nội năng theo nghĩa rộng bao gồm cả
Wđ, Wt của nguyên tử, năng lượng hạt
nhân. Nhưng trong NĐLH người ta chỉ
quan tâm đến biến thiên nội năng, mà
trong quá trình biến thiên nội năng chỉ
có Wđ, Wt của phân tử thay đổi.
2. Độ biến thiên nội năng
- Độ biến thiên nội năng là phần nội năng tăng lên hay giảm bớt đi trong một quá trình.
Nội năng có thể biến thiên tức là có thể thay đổi được, vậy để thay đổi nội năng ta cần thay đổi những yếu tố nào?
- Kí hiêu: U
U =U2 – U1
U2 : Nội năng lúc sau.
U1 : Nội năng lúc đầu.
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
I. NỘI NĂNG
1. Nội năng là gì?
NỘI NĂNG
Động năng của các phân tử
Thế năng tương tác giữa các phân tử
Vận tốc của phân tử
Nhiệt độ của vật
(T)
Khoảng cách giữa các phân tử
Thể tích của vật (V)
để thay đổi nội năng của vật
ta cần thay đổi các yếu tố:
2. Độ biến thiên nội năng
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
I. NỘI NĂNG
1. Nội năng là gì?
2. Độ biến thiên nội năng
Thực hiện công, dẫn đến thay đổi nội năng
Cọ xát
Nhiệt độ của miếng kim loại tăng
Nội năng tăng
Hãy tìm cách làm thay đổi nội năng của miếng kim loại?
Cách 1:
II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
I. NỘI NĂNG
1. Nội năng là gì?
Nước sôi
Truyền nhiệt, dẫn đến thay đổi nội năng
Bỏ vào cốc nước sôi
Nhiệt độ của miếng kim loại tăng.
Nội năng tăng
Cách 2:
2. Độ biến thiên nội năng
II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
I. NỘI NĂNG
1. Nội năng là gì?
Nén pittông xuống để giảm thể tích
Chưa nén pittông
Sau khi nén pittông
Giảm khoảng cách giữa các phân tử
Nội năng tăng
Thực hiện công, dẫn đến thay đổi nội năng.
Hãy tìm cách thay đổi nội năng của khối khí trong xilanh như hình vẽ?
Cách 1:
2. Độ biến thiên nội năng
II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
I. NỘI NĂNG
1. Nội năng là gì?
Cho tiếp xúc với nguồn nhiệt
Khí trong xi lanh nóng lên
Nội năng tăng
Truyền nhiệt, dẫn đến thay đổi nội năng.
Cách 2:
2. Độ biến thiên nội năng
II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
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?
Có hai cách làm thay đổi nội năng: thực hiện công và truyền nhiệt.
C3:Hãy so sánh sự thực hiện công và sự truyền nhiệt?
Thực hiện công và truyền nhiệt giống nhau ở chỗ đều làm thay đổi nội năng của vật. Điểm khác nhau ta xét bảng sau:
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
ii. Cách làm thay đổi nội năng
i. nội năng
1. THỰC HIỆN CÔNG
2. TRUYỀN NHIỆT
- Ngoại lực thực hiện công lên vật.
- Có sự chuyển hóa năng lượng từ cơ năng sang nội năng.
Không có ngoại lực thực hiện công lên vật.
Không có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác, truyền nhiệt là quá trình truyền nội năng.
Hình 32.1
Hình 32.2
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
ii. Cách làm thay đổi nội năng
i. nội năng
1. THỰC HIỆN CÔNG
2. TRUYỀN NHIỆT
- Ngoại lực thực hiện công lên vật.
- Có sự chuyển hóa năng lượng từ cơ năng sang nội năng.
Không có ngoại lực thực hiện công lên vật.
Không có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác, truyền nhiệt là quá trình truyền nội năng.
Hình 32.1
Hình 32.2
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
ii. Cách làm thay đổi nội năng
i. nội năng
Dẫn nhiệt
Bức xạ
Đối lưu
Xét quá trình truyền nhiệt, và dựa trên kiến thức đã học ở lớp 8 về nhiệt lượng, em hãy cho biết nhiệt lượng là gì? tính như thế nào theo ∆U?
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
ii. Cách làm thay đổi nội năng
i. nội năng
3. NHIỆT LƯỢNG
Nhiệt lượng là số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt.
Ký hiệu nhiệt lượng: Q
U = Q
Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của một lượng chất rắn hay lỏng, khi nhiệt độ thay đổi:
Q=mct
m: khối lượng vật. Đơn vị: Kg.
c: nhiệt dung riêng. Đơn vị: J/(Kg.K).
t: độ biến thiên nhiệt độ. Đơn vị: oC hoặc K
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
ii. Cách làm thay đổi nội năng
i. nội năng
3. NHIỆT LƯỢNG
(1)
Nóng
(2)
Lạnh
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
ii. Cách làm thay đổi nội năng
i. nội năng
3. NHIỆT LƯỢNG
Khi xảy ra cân bằng nhiệt:
(1)
(2)
Vật (1) tỏa nhiệt:
Vật (2) thu nhiệt:
Qtỏa = m1.c1. t1
Qthu = m2.c2. t2
Khi cân bằng nhiệt xảy ra:
Qtỏa = Qthu
Là phần năng lượng được truyền từ vật này sang vật khác trong quá trình thực hiện công.
Là phần nội năng mà vật nhận được hay mất đi trong quá trình truyền nhiệt.
* Giống nhau: Đều là số đo của sự biến đổi năng lượng.
So sánh công và nhiệt lượng?
* Khác nhau:
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
ii. Cách làm thay đổi nội năng
i. nội năng
Củng cố
Nội năng là gì?
NỘI NĂNG
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
ii. Cách làm thay đổi nội năng
i. nội năng
Củng cố
Nội năng là gì?
Các cách làm thay đổi nội năng?
NỘI NĂNG
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
ii. Cách làm thay đổi nội năng
i. nội năng
Củng cố
Nội năng là gì?
Các cách làm thay đổi nội năng?
Nhiệt lượng là gì?
NỘI NĂNG
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
ii. Cách làm thay đổi nội năng
i. nội năng
Củng cố
Nội năng là gì?
Các cách làm thay đổi nội năng?
Nhiệt lượng là gì?
Công thức tính nhiệt lượng ?
NỘI NĂNG
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
ii. Cách làm thay đổi nội năng
i. nội năng
Củng cố
Nội năng là gì?
Các cách làm thay đổi nội năng?
Nhiệt lượng là gì?
Công thức tính nhiệt lượng ?
NỘI NĂNG
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
ii. Cách làm thay đổi nội năng
i. nội năng
Củng cố
Trắc nghiệm
Tự luận
Ô chữ
Trò chơi
BÀI TẬP
BÀI 7 TRANG 173
Qthu = Qthu nhôm + Qthu nước = mnhômcnhôm (t – t1) + mnướccnước (t – t1)
= (mnhômcnhôm + mnướccnước) (t – t1)
* Nhiệt lượng nhôm và nước thu vào:
* Nhiệt lượng sắt toả ra:
Qtoả = msắtcsắt (t2 – t)
Nếu xét hệ gồm nước, bình nhôm và miếng sắt
Qtoả = Qthu
msắtcsắt (t2 – t) = (mnhômcnhôm + mnướccnước) (t – t1)
Hướng dẫn giải
Tóm tắt:
t1 = 200C : nhiệt độ lúc đầu của nước và nhôm
t2 = 750C : nhiệt độ lúc đầu của sắt
t = ? nhiệt độ của nước, nhôm sắt khi cân bằng nhiệt
mnhôm = 0,5kg
cnhôm = 0,92.103J/(kg.K)
mnước = 0,118kg
cnước = 4,18.103J/(kg.K)
msắt = 0,2kg
csắt = 0,46.103J/(kg.K)
BÀI TẬP VẬN DỤNG
Thay số vào ta được kết quả t = 25o C
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
BÀI 8 TRANG 173
Qthu = Qthu đồng + Qthu nước = mđồngcđồng (t – t1) + mnướccnước (t – t1)
= (mđồngcđồng + mnướccnước) (t – t1)
* Nhiệt lượng đồng và nước thu vào:
* Nhiệt lượng kim loại toả ra:
Qtoả = mklckl (t2 – t)
Nếu xét hệ gồm nước, đồng và miếng kim loại:
Qtoả = Qthu
mklckl (t2 – t) = (mđồngcđồng + mnướccnước) (t – t1)
Hướng dẫn giải
Tóm tắt:
t1 = 8,40C : nhiệt độ lúc đầu của nước và đồng
t2 = 1000C : nhiệt độ lúc đầu của miếng kim loại
ckl = ? nhiệt dung riêng của miếng kim loại.
mđồng = 128g
cđồng = 0,128.103J/(kg.K)
mnước = 210g
cnước = 4,18.103J/(kg.K)
mkl = 192g
BÀI TẬP VẬN DỤNG
Thay số vào ta được kết quả ckl = 0,78. 103 J/(kg.K)
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
t = 21,50C : nhiệt độ lúc cân bằng nhiệt.
Hình 32 . 3 a ) Dẫn nhiệt là chủ yếu .
C 4
Hình ảnh tương tự 32 . 3 a
Hình 32 . 3 b ) Bức xạ nhiệt là chủ yếu .
C 4
Hình ảnh tương tự 32 . 3 b
Hình 32 . 3 c ) Đối lưu là chủ yếu .
C 4
Hình ảnh tương tự 32 . 3 c