Bài 32. Nội năng và sự biến thiên nội năng

2
Kiểm tra bài cũ
- 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 tương tác với nhau bằng lực hút và lực đẩy phân tử.
Em hãy nhắc lại những kiến thức đã học về cấu tạo chất?
- 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.
3
Tổng động năng và thế năng của một vật gọi là gì?
?3. Các nguyên tử, phân tử có động năng, thế năng không? Vì sao?
Động năng, thế năng của các nguyên tử, phân tử có ý nghĩa gì đối với cuộc sống con người ???
Vậy chúng ta đặt ra vấn đề?
Tổng động năng và thế năng của vật gọi là cơ năng của vật
4
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?
Xét các phân tử nước ở thể rắn và thể lỏng
5
+ 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.
+ Kí hiệu nội năng bằng chữ U.
Đơn vị đo nội năng là gì? Tại sao?
+ Đơn vị đo nội năng là jun ( J )
6
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 : Động năng của phân tử phụ thuộc vào vận tốc phân tử, vận tốc này phụ thuộc nhiệt độ. Thế năng phân tử phụ thuộc khoảng cách giữa các phân tử, k/cách này phụ thuộc thể tích khối khí.
=> Nội năng U = f (T,V).
7
C2: Hãy chứng tỏ nội năng của một lượng khí lý tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ? U = f(T)
Trả lời: Khí lí tưởng 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).
8
C3: Hãy phân biệt khái niệm : Nội năng và Nhiệt năng.
Nội năng là tổng Động năng và Thế năng phân tử. Còn Nhiệt năng là năng lượng chuyển động nhiệt, tức là tổng Động năng các phân tử.
9
 U = U2 – U1
 U > 0 → U 
 U < 0 → U 
2/ Độ biến thiên nội năng của vật:
Độ biến thiên nội năng của vật là phần nội năng tăng thêm lên hay giảm bớt đi trong một quá trình
10
Nội năng vật tăng vì nhiệt độ tăng
II. Các cách làm thay đổi nội năng
Thực hiện công:
+ Thí nghiệm: Hình 32.1a.
Ta có mấy cách làm thay đổi nội năng?
Ta thực hiện công bằng cách nào?
Có hai cách làm thay đổi nội năng: Thực hiện công và truyền nhiệt
Thực hiện công bằng cách cọ xát
Nội năng vật tăng hay giảm ?
11
A = F.s.cosα
+ Thí nghiệm: Hình 32.1a.
- Tiến hành và kết quả:
Thể tích khí giảm. Khí nóng lên → U thay đổi.
Nội năng khí có thay đổi không? Vì sao?
Thực hiện công bằng cách nào?
Bằng cách thay đổi thể tích
12
U = f ( T, V ) .
Vớ d?: T ? ? U ?
2. Truyền nhiệt:
a) Quá trình truyền nhiệt:
+ Thí nghiệm: Hình 32.2a.
- Tiến hành và kết quả:
U thay đổi
U thay đổi
+ Thí nghiệm: Hình 32.2b.
- Tiến hành và kết quả:
Vớ d?: T ? ? U ?
13
* Quá trình ngoại lực tác dụng lên miếng kim loại và khối khí đã sinh công làm nội năng của miếng kim loại và khối khí đã thay đổi gọi là quá trình thực hiện công.
* Trong quá trình thực hiện công có sự chuyển hoá từ một dạng năng lượng khác sang nội năng.
Ví dụ: Cơ năng → U
+ Kết luận:
14
+ Kết luận:
* Quá trình làm thay đổi nội năng không có sự thực hiện công gọi là quá trình truyền nhiệt.
* Trong quá trình truyền nhiệt không có sự chuyển hoá năng lượng từ dạng này sang dạng khác, chỉ có sự truyền nội năng từ vật này sang vật khác.
15
 U = U2 - U1 = Q
b) Nhiệt lượng:
Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt gọi là nhiệt lượng .
 U: Độ biến thiên nội năng (J)
Q: Nhiệt lượng vật nhận được từ vật khác hay toả ra cho vật khác (J)
16
Q = m.c.t = m.c.( t2 - t1 )
Ôn tập kiến thức lớp 8
m : khối lượng của vật (kg)
Q : nhiệt lượng thu vào hay toả ra (J)
C : nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K)
t : Độ biến thiên nhiệt độ (OC).
Hãy nêu công thức tính nhiệt lượng của một lượng chất rắn hoặc chất lỏng?
* Công thức tính nhiệt lượng
17
* Nhiệt dung riêng của chất khí còn phụ thuộc vào quá trình truyền nhiệt là
quá trình đẳng tích hay đẳng áp
* Q toả = Q thu (đúng trong suốt qúa trình trao đổi nhiệt giữa hai vật)
* ?t = 0 ? Q = 0 : Nhi?t lu?ng ch? xu?t hi?n trong qỳa trỡnh truy?n nhi?t
Hãy viết phương trình cân bằng nhiệt?
Chú ý
18
* Công là phần năng lượng được truyền từ vật này sang vật khác trong qúa trình thực hiện công.
Nhiệt lượng là số đo độ biến thiên của
nội năng trong qúa trình truyền nhiệt .
C3 : Hãy so sánh sự thực hiện công và sự truyền nhiệt . So sánh công và nhiệt lượng. Giống? Khác nhau ?
C 4 : Hãy mô tả và nêu tên các hình thức truyền nhiệt trong các hiện tượng vẽ ở hình 32. 3
19
Hình 32 . 3 a ) Dẫn nhiệt là chủ yếu .
C 4
Hình ảnh tương tự 32 . 3 a
20
Hình 32 . 3 b ) Bức xạ nhiệt là chủ yếu .
C 4
Hình ảnh tương tự 32 . 3 b
21
Hình 32 . 3 c ) Đối lưu là chủ yếu .
C 4
Hình ảnh tương tự 32 . 3 c
22
* Khi T ? ? U ? ? ? U = U2 - U1 > 0
* Khi T ? ? U ? ? ? U = U2 - U1 < 0
* Trong nhiệt động lực học chúng ta chỉ quan tâm đến độ biến thiên nội năng U của vật khi vật chuyển từ trạng thái nhiệt này sang trạng thái nhiệt khác.
Củng cố:
23
* Ứng dụng của độ biến thiên nội năng của vật :
* Ghi nh? :
Trang 172 / SGK.
Động năng, thế năng của các nguyên tử, phân tử có ý nghĩa gì đối với cuộc sống con người ???
Động cơ đốt trong
24
Câu 1: Nội năng của một vật là :
Tổng động năng và thế năng của vật .
Tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật.
Tổng nhiệt lượng và cơ năng mà vật nhận được trong qúa trình truyền nhiệt và thực hiện công.
Nhiệt lượng vật nhận được trong qúa trình truyền nhiệt .
Chọn đáp án đúng .
Chọn : B
Củng cố
25
Câu2: Câu nào sau đây không đúng?
A, Nội năng là một dạng năng lwợng
B, Nội năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác.
C, Nội năng là nhiệt lượng.
D, Nội năng có thể tăng lên hoặc giảm đi.
Củng cố
Đáp án C
26
Bài tập về nhà
Làm bài tập trang 173 SGK
Phân biệt các khái niệm:
Nội năng, nhiệt năng và nhiệt lượng
Đọc mục “em có biết”
27
kính chúc thầy cô và các em
sức khỏe, hạnh phúc.