Bài 32. Nội năng và sự biến thiên nội năng

Sở giáo dục đào tạo tuyên quang
Trường THPT Kim Bình
Giáo viên thực hiện
các thầy cô giáo trong Ban giám khảo
Chào các em học sinh lớp 10A7
Bài soạn môn: Vật Lý
Trần Đức Hoà
kính chào
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?
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 ký hiệu là U và đơn vị là jun (J).
C1: Hãy chứng tỏ nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật: U = f(T,V) ?
Trả lời C1: Khi nhiệt độ thay đổi thì vận tốc chuyển động hỗn độn của các phân tử thay đổi do đó động năng của các phân tử thay đổi.
Khi thể tích của vật thay đổi thì khoảng cách giữa các phân tử cấu tạo nên vật thay đổi làm cho thế năng tương tác giữa chúng thay đổi. Vậy nội năng của một vật phụ thuộc nhiệt độ và thể tích của vật : U = f(T,V)
2- Độ biến thiên nội năng
Độ biến thiên nội năng (?U) của vật là phần nội năng tăng thêm hay giảm bớt đi trong một quá trình.
? Khi nhiệt độ của vật thay đổi thì nội năng của nó thay đổi.Vậy nếu bằng cách nào đó ta làm thay đổi nhiệt độ của vật thì nội năng của vật cũng thay đổi. Có những cách nào làm biến đổi nội năng của một vật?
II- Các cách làm thay đổi nội năng
1- Thực hiện công

Em hãy lấy ví dụ minh hoạ?
Phân tích sự biến đổi năng lượng trong quá trình thực hiên công?
Trong quá trình thực hiện công, ngoại lực thực hiện công lên vật và có sự chuyển hoá năng lượng từ cơ năng sang nội năng.
2- Truyền nhiệt.
a) Quá trình truyền nhiệt.
Trong sự truyền nhiệt ngoại lực không thực hiện công lên vật, nhiệt độ của vật thay đổi, không có sự chuyển hoá năng lượng từ dạng này sang dạng khác,chỉ có sự truyền trực tiếp nội năng từ vật này sang vật khác.
b) Nhiệt lượng
Số đo độ biến thiên của nội năng trong qúa trình truyền nhiệt là nhiệt lượng ( nhiệt ).
? U= Q (1)
Nhiệt lượng mà vật thu vào hoặc toả ra :
Q = m c ?t (2)
Trong đó : Q là nhiệt lượng thu vào hay toả ra (J); m là khối lượng (kg); c là nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K); ?t là độ biến thiên nhiệt độ (0C hoặc K).
II- Các cách làm thay đổi nội năng
2- Truyền nhiệt.
Trả lời C3: Trong quá trình thực hiện công, ngoại lực thực hiện công lên vật và có sự chuyển hoá năng lượng từ cơ năng sang nội năng. Trong sự truyền nhiệt, ngoại lực không thực hiện công lên vật , nhiệt độ của vật thay đổi , không có sự chuyển hoá năng lượng từ dạng này sang dạng khác, chỉ có sự truyền trực tiếp nội năng từ vật này sang vật khác.
Công là phần năng lượng đựợc truyền từ vật này sang vật khác trong quá trình thực hiện công.
Nhiệt lượng là phần nội năng mà vật nhận được hay mất đi khi truyền nhiệt.

Hãy so sánh sự thực hiện công và sự truyền nhiệt; công và nhiệt lượng?
Phiếu học tập
Câu1: Câu nào sau đây nói về nội năng là không đúng?
A- Nội năng có thể chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác.
B- Nội năng là nhiệt lượng .
C- Nội năng của một vật có thể tăng lên , giảm đi
D- Nội năng là một dạng năng lượng .
Câu2: 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.
Đáp án
Câu1: Câu nào sau đây nói về nội năng là không đúng?
A- Nội năng có thể chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác.
B- Nội năng là nhiệt lượng .
C- Nội năng của một vật có thể tăng lên, giảm đi
D- Nội năng là một dạng năng lượng .
Câu 2: Từ phương trình cân bằng nhiệt :
Qthu= Qtỏa
mnCn?tn= mnhCnh ?tnh

=> mn= = = 0,1kg
* Trong nhiệt động lực học, nội năng của một vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật. Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích: U = f(T,V).
* Có thể làm thay đổi nội năng bằng các quá trình thực hiện công, tryuền nhiệt.
*Số đo độ biến thiên nội năng (?U) trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng.
Nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hoặc lỏng thu vào hay toả ra khi thay đổi nhiệt độ được tính bằng công thức: Q = m c ?t
Giờ học đến đây là kết thúc
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo
Chúc các em học sinh học tập tốt