Bài 32. Nội năng và sự biến thiên nội năng

- 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 khi các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh nhiệt độ của vật càng cao
Tổng động năng và thế năng của một vật gọi là gì?
Các nguyên tử, phân tử có động năng, thế năng không? Và tổng động năng và thế năng phân tử được gọi là gì?
Đại lượng này có đặc điểm gì?
Vậy chúng ta đặt ra vấn đề?
Tổng động năng và thế năng của vật gọi là cơ năng của vật
Chương VI. CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC.
Tiết 54_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
+ 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 )
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).
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).
? 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.
 U = U2 – U1
 U > 0 → U  và ngược lại
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
??? Để thay đổi nội năng của vật ta phải tác động vào các yếu tố nào?
II. Các cách làm thay đổi nội năng
Thực hiện công:
+ Thí nghiệm: Hình 32.1a.
Trong quá trình này đã có sự truyền năng lượng cho vật. Đó là dạng năng lượng nào?
Ngoại lực đã làm thay đổi trạng thái của vật nên đay là cơ năng.
Nội năng của vật tăng vì nhiệt độ tăng
Nội năng có thay đổi không? Vì sao?
+ Thí nghiệm: Hình 32.1b.
- Tiến hành và kết quả:
Nội năng khí có thay đổi không? Vì sao?
Thực hiện công bằng cách nào?
Bằng cách thay đổi thể tích
Nội năng khí thay đổi vì thể tích thay dổi.
Quá trình thực hiện công có sự chuyển hoá từ một dạng năng lượng thành nội năng trong trường hợp này cơ năng đã chuyển thành nội năng.
Độ biến thiên nội năng:
 U = A
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 ?
 U = 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)
Q = m.c.t = m.c.( t2 - t1 )
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).
* Đồng thời công thức tính nhiệt lượng
* 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
(áp dụng trong qúa trình trao đổi nhiệt của hệ vật)
Nhi?t lu?ng ch? xu?t hi?n trong qỳa trỡnh truy?n nhi?t. Nú khụng ph?i l� m?t d?ng nang lu?ng.
C 3 : Hãy so sánh sự thực hiện công và sự truyền nhiệt, giữa công và nhiệt lượng?
* 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.
* Trong quá trình thực hiện công có sự chuyển hoá từ một dạng năng lượng khác sang nội năng.
Công và nhiệt lượng không phải là một dạng năng lượng nó chỉ xuất hiện trong quá trình. Đó là sự thay đổi năng lượng của hệ.
Chỉ khác nhau ở chỗ công xuất hiện trong quá trình tương tác của các vật trong thế giới vĩ mô còn nhiệt lượng xuất hiện trong thế giới vi mô thế giới của các phân tử, nguyên tử.
C 4 : Hãy mô tả và nêu tên các hình thức truyền nhiệt trong các hiện tượng vẽ ở hình 32. 3
Hình 32 . 3 c ) Đối lưu là chủ yếu .
Hình ảnh tương tự 32 . 3 c
Nội năng là một hàm trạng thái U = f( T, V).
Có hai cách làm thay đổi nội năng đó là thực hiện công và truyền nhiệt.
Quá trình truyền nhiệt làm thay đổi năng của vật bằng sự truyền năng lượng trực tiếp giữa các phân tử trong thế giới vi mô.
Quá trình thực hiện công làm thay đổi nội năng bằng sự truyền năng lượng giữa các vật trong thế giới vĩ mô.
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
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.
Đáp án C
Làm bài tập trang 173 SGK
Phân biệt các khái niệm:
+ Nội năng, nhiệt năng và nhiệt lượng.
Đọc mục “em có biết”.