Bài 32. Nội năng và sự biến thiên nội năng

KÍNH CHÀO THẦY CÔ VÀ CÁC EM
Chương VI
CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
BÀI 32
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
I.NỘI NĂNG
1.Nội năng là gì?
*Động năng là dạng năng lượng mà vật có được do chuyển động
*Thế năng là năng lượng mà một hệ có được do tương tác giữa các vật của hệ và phụ thuộc vị trí của hệ
Khi nào một vật có động năng và một vật có thế năng?
Nhắc lại kiến thức về cấu tạo chất
I.NỘI NĂNG
1.Nội năng là gì?
Các chất được cấu tạo từ các nguyên tử, phân tử và giữa chúng có khoảng cách. Các phân tử, nguyên tử tương tác với nhau bằng lực hút và lực đẩy phân tử.
Các nguyên tử, phân tử chuyển động không ngừng. Nhiệt độ của vật càng cao thì các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh
I.NỘI NĂNG
1.Nội năng là gì?
Như vậy các
nguyên tử, phân tử
có động năng,
thế năng không? Vì sao?
Các phân tử chuyển động hỗn độn không ngừng.

Giữa các phân tử có lực tương tác
Động năng
Thế năng
+
║
Nội năng
Tổng động năng và thế năng của vật gọi là gì?
Cơ năng
I.NỘI NĂNG
1.Nội năng là gì?
- Trong nhiệt động lực học người ta gọi tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật gọi là nội năng của vật.
Đơn vị của nội năng là gì?
Kí hiệu: U
- Đơn vị nội năng: jun (J)
Nhiệt độ
vận tốc chuyển động hỗn độn
của các phân tử thay đổi
Động năng của
các phân tử thay đổi.
Thể tích
khoảng cách giữa
các phân tử thay đổi
thế năng tương tác
thay đổi.
Thay đổi
Thay đổi
C1: Hãy chứng tỏ nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật? U = f(T,V)
Vậy nội năng của vật phụ thuộc
vào những yếu tố nào?
Nhắc lại khái niệm khí lí tưởng
Khí lí tưởng là chất khí mà trong đó các phân tử được coi là chất điểm và chỉ tương tác với nhau khi va chạm
C2: Hãy chứng tỏ nội năng của một lượng khí lí tưởng
chỉ phụ thuộc nhiệt độ?
Trả lời: Khí lí tưởng có thể bỏ qua tương tác giữa các phân tử nên không có thế năng phân tử do đó nội năng chỉ còn động năng phân tử hay U = f (T)
I.NỘI NĂNG
1.Nội năng là gì?
Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích.
- Nội năng của khí lí tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ
Trong nhiệt động lực học người ta gọi tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật gọi là nội năng của vật.
- Đơn vị là jun (J)
I.NỘI NĂNG
1.Nội năng là gì?
2.Độ biến thiên nội năng
Vậy độ biến thiên nội năng là gì ?
Độ biến thiên nội năng là phần nội năng tăng thêm lên hay giảm bớt đi 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
Nhiệt độ và thể tích
Vậy muốn thay đổi nội năng thì cần phải thay đổi yếu tố nào?
Hãy tìm cách làm thay đổi nội năng của miếng kim loại?
Thực hiện công, dẫn đến thay đổi nội năng
Nước sôi
Truyền nhiệt, dẫn đến thay đổi nội năng
Cọ xát
Nhiệt độ của tấm Kim loại tăng
Nội năng tăng
Bỏ vào cốc nước sôi
Nhiệt độ của tấm kim loại tăng.
Nội năng tăng
Hãy tìm cách thay đổi nội năng của khối khí trong xilanh
Nén pittông xuống để giảm thể tích
Chưa nén pittông
Sau khi nén pittông
Giảm khoảng cách giữa các phân tử
Nội năng tăng
Cho tiếp xúc với nguồn nhiệt
Khí trong xi lanh nóng lên
Nội năng tăng
Thực hiện công, dẫn đến thay đổi nội năng.
Truyền nhiệt, dẫn đến thay đổi nội năng.
Có mấy cách làm thay
đổi nội năng của vật?
Có 2 cách: thực hiện công
truyền nhiệt
II.CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG
1. Thực hiện công
+ Ngoại lực thực hiện công lên vật.
+ Có sự chuyển hóa từ dạng năng lượng khác sang nội năng
II.CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG
Thực hiện công
2. Truyền nhiệt
a.Quá trình truyền nhiệt
Không có sự thực hiện công gọi là 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.
- Ngoại lực không thực hiện công lên 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.
- Ngoại lực thực hiện công lên vật.
- Có kèm theo sự biến đổi dạng năng lượng
(ví dụ: từ cơ năng sang nội năng)
SỰ TRUYỀN NHIỆT
SỰ THỰC HIỆN CÔNG
So sánh quá trình thực hiện công và truyền nhiệt:
Hãy so sánh sự thực hiện công và sự truyền nhiệt
II.CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG
1.Thực hiện công
2. Truyền nhiệt
a.Quá trình truyền nhiệt
b.Nhiệt lượng
-Nhiệt lượng là số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt. Kí hiệu Q
U = Q
Trong đó: Q: nhiệt lượng nhận được từ vật khác hay tỏa ra cho vật khác
U:độ biến thiên nội năng
II.CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG
1.Thực hiện công
2. Truyền nhiệt
a.Quá trình truyền nhiệt
b. Nhiệt lượng
* Nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hoặc lỏng thu vào hay tỏa ra khi nhiệt độ thay đổi:
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 (0C hoặc K)
Trong đó:
*Chú ý:
Qthu = mc(t2 –t1)
Qtỏa = mc(t1 – t2)
t1: nhiệt độ ban đầu
t2 : nhiệt độ lúc sau
So sánh công với nhiệt lượng
Hình 32 . 3 a ) Dẫn nhiệt là chủ yếu .
C 4
Người thợ rèn đang nung đỏ thanh sắt.
Bức xạ nhiệt là chủ yếu .
C 4
Hình ảnh tương tự 32 . 3 b
Mặt trời mọc.
Mặt trời lặn.
Hình 32 . 3 c ) Đối lưu là chủ yếu .
C 4
Hình ảnh ñun nöôùc.
Bài tập củng cố
Bài tập: Thả một quả cầu bằng nhôm khối lượng 0,105 kg được nung nóng tới 1420C vào một cốc đựng nước ở 200C.Sau một thời gian nhiệt độ của quả cầu và nước đều bằng 420C.Tính khối lượng nước trong cốc.Coi nhiệt lượng truyền cho cốc và môi trường bên ngoài là không đáng kể.Biết nhiệt dung riêng của nhôm bằng 880J/kg.K và của nước là 4200J/kg.K
Giải
Qthu = mn cn ∆tn = mncn(tnh-tn)
Qtỏa = mnh cnh ∆tnh= mnh cnh (t – tn)
Phương trình cân bằng nhiệt: Qthu = Qtỏa

 mn= = 0,1kg
mnh= 0,105kg
tnh= 1420C
tn=200C
t = 420C
mn=?
kính chúc thầy cô và các em
sức khỏe, hạnh phúc.