Bài 33. Các nguyên lí của nhiệt động lực học

Kiểm Tra Bài Cũ
Phát biểu định nghĩa nội năng, độ biên thiên nội năng?
Nêu đặc điểm của nội năng?
Câu 2:

Có mấy cách thay đổi nội năng? Lấy ví dụ

Câu 1:
Các nguyên lí của nhiệt động lực học
Bài 33
Bài 33: CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
TN1
TN2
TN3
CÂU HỎI THẢO LUẬN
Qua 3 thí nghiệm bên, các em hãy: Cho biết nội năng của lượng khí trong xilanh thay đổi bằng cách nào?
TN1
TN2
TN3
U = U1 + U2 = A + Q
Bài 33: CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
1. Phát biểu nguyên lí:
Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được.
- Hệ thức:
∆U = A + Q
Vật có nội năng U
Khi nội năng thay đổi
Có trao đổi công và nhiệt lượng
Nhận nhiệt
Q>0
Nhận công
A>0
Truyền nhiệt
Sinh công
A<0
Q<0
1. Phát biểu nguyên lí:
Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được
- Hệ thức:
∆U = A + Q
- Quy ước về dấu của các đại lượng:
Q > 0: Vật nhận nhiệt lượng;
Q < 0: Vật truyền nhiệt lượng;
A > 0: Vật nhận công;
A < 0: Vật thực hiện công.
Ví dụ: ∆U=Q khi Q>0
=> vật thu nhiệt lượng để tăng nội năng
Phiếu học tập
Các hệ thức sau diễn tả những quá trình nào?
1. ∆U=Q khi Q<0 : truyền (tỏa) nhiệt lượng cho vật khác làm nội năng bị giảm.
2. ∆U=A khi A>0: Nhận công làm tăng nội năng.
3. ∆U=A khi A<0: thực hiện công lên vật khác làm nội năng bị giảm.
4. ∆U=Q+A khi Q>0 và A>0: Nhận nhiệt lượng và nhận công làm tăng nội năng.
5. ∆U=Q+A khi Q>0 và A<0: thu (nhận) nhiệt lượng và thực hiện (sinh) công làm nội năng bị thay đổi.
6. ∆U=Q+A khi Q<0 và a>0: Vật tỏa nhiệt và nhận công làm nội năng bị thay đổi
7. ∆U=Q+A khi Q<0 và a<0: vật tỏa nhiệt sinh công làm nội năng bị giảm
Người ta cung cấp cho khí trong một xilanh nằm ngang nhiệt lượng 1,5 J. Khí nở ra đẩy pittông đi một đoạn 3cm với một lực có độ lớn là 30 N.Tính độ biến thiên nội năng của khí .
1. Phát biểu nguyên lí:
Công mà chất khí thực hiện có độ lớn là :
A= F.l = 30. 0,03 = 0,9J
Vì khí nhận nhiệt lượng và thực hiện công
(Q>0 và A<0) , nên theo nguyên lí I NĐLH , ta có :
Giải
Tóm tắt
Q=1,5J
l =3 cm=0,03 m
F=30 N
Bài tập vận dụng:
1. Phát biểu nguyên lí:
2. Vận dụng
Trong quá trình đẳng tích , cho chất khí chuyển từ trạng thái 1 ( p1, V1, T1) sang trạng thái 2 ( p2, V2 , T2 ) : V1=V2
Hãy chứng minh rằng: U=Q
Ta có:
U=A + Q
Vì V1= V2
nên A = 0
Do đó: U=Q
Như vậy, trong quá trình đẳng tích nhiệt lượng mà chất khí nhận được chỉ dùng để làm tăng nội năng của vật. Quá trình đẳng tích là quá trình truyền nhiệt.
Biểu thức của nguyên lí I NĐLH trong quá trình đẳng tích
 V=0
1. Phát biểu nguyên lí:
2. Vận dụng
Trong quá trình đẳng áp , cho chất khí chuyển từ trạng thái 1 ( p1, V1, T1) sang trạng thái 2 ( p2, V2 , T2 ) : p1=p2=p
Trong quá trình đẳng áp,nhiệt lượng mà chất khí nhận được một phần làm tăng nội năng của nó, một phần biến thành công.
Biểu thức của nguyên lí I NĐLH trong quá trình đẳng áp:
U=A + Q
1. Phát biểu nguyên lí:
2. Vận dụng
Trong quá trình đẳng nhiệt , cho chất khí chuyển từ trạng thái 1 ( p1, V1, T1) sang trạng thái 2 ( p2, V2 , T2 ) :
Trong quá trình đẳng nhiệt, toàn bộ nhiệt lượng truyền cho chất khí được chuyển thành công.
Biểu thức của nguyên lí I NĐLH trong quá trình đẳng nhiệt:
A + Q = 0
Câu 1: Trong quá trình chất khí nhận nhiệt và sinh công thì Q và A trong hệ thức ∆U = A + Q phải có giá trị nào sau đây?
A. Q < 0 và A > 0; B. Q > 0 và A > 0;
C. Q > 0 và A < 0; D. Q < 0 và A < 0;
Câu 2: Trường hợp nào sau đây ứng với quá trình đẳng tích khi nhiệt độ tăng?
A. ∆U = Q với Q > 0; B. ∆U = Q + A với A > 0;
C. ∆U = Q + A với A < 0; D. ∆U = Q với Q < 0;
CỦNG CỐ
C. Q > 0 và A < 0;
A. ∆U = Q với Q > 0;
CỦNG CỐ
Câu 3:Trong các hệ thức sau, hệ thức nào diễn tả quá trình nung nóng khí trong một bình kín khi bỏ qua sự nở vì nhiệt của bình?
A. U = A
B. U = 0
C. U = Q + A
D. U = Q
Người ta truyền cho khí trong xilanh nhiệt lượng 100 J. Khí nở ra thực hiện công 70 J đẩy pittông lên. Độ biến thiên nội năng của khí là:
A. 170 J
B. 30 J
C. - 30 J
D. - 170 J
Hướng dẫn
Theo đề : Q = 100 J ; A = - 70 J
Theo nguyên lí I NĐLH ta có:
U = Q + A = 100 – 70 = 30 J
CỦNG CỐ
Dặn dò
* Làm bài tập còn lại trong sách giáo khoa và trong sách bài tập.
* Học thuộc bài và các công thức để chuẩn bị cho ôn tập chương và làm bài tập.
CHÀO TẠM BIỆT !