Bài 32. Nội năng và sự biến thiên nội năng

Chương VI
CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG.
Bài 32
I. NỘI NĂNG:
1. Nội năng là gì?
Nội năng: Tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật.
kí hiệu : U (Jun)
Các phân tử chuyển động hỗn độn không ngừng.
động năng phân tử
thế năng phân tử
Nội năng
+
║
Giữa các phân tử có lực tương tác
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.
Động năng là năng lượng mà vật có được do chuyển động.
Thế năng là năng lượng mà hệ có được do tương tác giữa các phần, các vật của hệ.
Cơ năng của một vật bằng tổng động năng và thế năng của nó. Cơ năng được bảo toàn.
1. Động năng là gì?
2. Thế năng là gì?
3. Cơ năng là gì?
Nhiệt độ
Các phân tử chuyển động
hỗn độn không ngừng
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: nội năng của một vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?
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?
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).
Các phân tử khí được coi là chất điểm và chỉ tương tác với nhau khi va chạm gọi là khí lí tưởng.
2. Độ biến thiên nội năng
Phần nội năng tăng lên hoặc giảm xuống trong một quá trình.
Kí hiệu: ∆U= U2-U1
II. Các cách làm thay đổi nội năng:
1. Thực hiện công
2. Truyền nhiệt
∆U > 0  U2 > U1
∆U < 0  U2 < U1
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 nước 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 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
U: độ biến thiên nội năng
Q: 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
- 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:
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?
Câu 1: Nội năng của một khí lí tưởng có tính chất nào sau đây?
Chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ
Phụ thuộc vào thể tích
Phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích
Không phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích
Bài Tập:
Câu 2: Đun nóng khí trong bình kín. Kết luận nào sau đây sai?
Nội năng của khí tăng lên
Thế năng của các phân tử khí tăng lên
Động năng của các phân tử khí tăng lên
Đèn truyền nội năng cho khối khí
Câu 3: phát biểu nào sau đây không đúng?
Nội năng là một dạng năng lượng
Nội năng thay đổi do quá trình thực hiện công
Nội năng thay đổi do quá trình truyền nhiệt
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)
c. 65
d. một giá trị khác
a. 2600
b. 130
(J/Kg.độ)
Hướng dẫn
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