Bài 33. Các nguyên lí của nhiệt động lực học

Kiểm Tra Bài Cũ
Phát biểu định nghĩa nội năng? Nội năng phụ thuộc vào yếu tố nào?
Câu 2:

Có mấy cách thay đổi nội năng?
Xác định độ biến thiên nội năng trong mỗi cách đó?


Câu 1:
Thuyết cấu tạo chất
Các phân tử chuyển
độnghỗn loạn
không ngừng
Các phân tử
có vận tốc
Động năng
Giữa các phân tử tồn
tại lực tương tác
Các phân tử có
khoảng cách
Thế năng
+
=
Nội năng
1. Nội năng là gì?
Nhiệt độ
Thay đổi
Thể tích
Vận tốc chuyển động của
các phân tử thay đổi
Động năng các phân
tử thay đổi
Thay đổi
Khoảng cách giữa các
phân tử thay đổi
Thế năng thay đổi
Nội năng của vật thay đổi
U = f(T, V)
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 các phân tử tăng
Nội năng tăng
Bỏ vào cốc nước sôi
Nhiệt độ của các phân tử tăng.
Nội năng tăng
Các nguyên lí của nhiệt động lực học
Bài 33
TN1
TN2
TN3
U = U1 + U2 = Q + A
Bài 33: CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Thực hiện công
Truyền nhiệt
Thực hiện công
và truyền nhiệt
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
I. Nguyên lí I 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
- Quy ước về dấu của các đại lượng:
∆U > 0: Nội năng của vật tăng;
∆U < 0: Nội năng của vật giảm;
Q > 0: Vật nhận nhiệt lượng;
Q < 0: Vật truyền nhiệt lượng;
A > 0: Vật nhận công;
A < 0: Vật thực hiện hiện công.
C1: Xác định dấu các đại lượng
Vật thu nhiệt:
Q>0
Nội năng của vật tăng:
U>0
Vật thực hiện công:
A<0
1. Phát biểu nguyên lí:
C2: Các hệ thức sau diễn tả những quá trình nào?
U=Q
Q>0
Q<0
Vật nhận nhiệt
Vật truyền nhiệt
Truyền nhiệt
1. Phát biểu nguyên lí:
∆U=Q khi Q>0 :
Nhận nhiệt lượng để tăng nội năng.
∆U=Q khi Q<0 :
Truyền nhiệt lượng cho vật khác làm nội năng bị giảm.
C2: Các hệ thức sau diễn tả những quá trình nào?
U=A
A>0
A<0
Thực hiện công
Vật nhận công
Vật sinh công
1. Phát biểu nguyên lí:
∆U=A khi A>0:
Nhận công làm tăng nội năng.
∆U=A khi A<0:
Thực hiện công lên vật khác làm nội năng bị giảm.
C2: Các hệ thức sau diễn tả những quá trình nào?
U=Q + A
Q>0
A<0
Truyền nhiệt và thực hiện công
Vật nhận nhiệt
Vật sinh công
1. Phát biểu nguyên lí:
∆U=Q+A khi Q>0 và A<0
Nhận nhiệt lượng và thực hiện công làm nội năng bị thay đổi.
C2: Các hệ thức sau diễn tả những quá trình nào?
U=Q + A
Truyền nhiệt và thực hiện công
Q>0
Vật nhận nhiệt
A>0
Vật nhận công
1. Phát biểu nguyên lí:
Nhận nhiệt lượng và công làm tăng nội năng.
∆U=Q+A khi Q>0 và A>0:
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
CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
1. Phát biểu nguyên lí:
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
§Tiết 53: CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC (t1)
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
§Tiết 53: CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC (t1)
2. VẬN DỤNG:
∆U = A + Q
Đẳng nhiệt
Đẳng tích
Đẳng áp
A+ Q =0

U = Q
U = Q+A
Công của áp suất dãn nở khi áp suất thay đổi không đáng kể hoặc không thay đổi
A = p. V
Chú ý:
Bài 33: CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Câu 1: Ghép nội dung ở cột bên trái với nội dung ở cột bên phải để được một câu có nội dung đúng.
Câu 2: 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 3: 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;
Câu 4: 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
II.NGUYÊN LÝ II NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
1.Qúa trình thuận nghịch và không thuận nghich
a) Quá trình thuận nghịch
Là quá trình trong đó vật ( hệ) có thể quay về trạng thái ban đầu mà không cần đến sự can thiệp của các vật khác
b) Quá trình không thuận nghịch
Là quá trình trong đó vật ( hệ) không có thể tự quay về trạng thái ban đầu mà không cần đến sự can thiệp của các vật khác
II. Nguyên lý II nhiệt động lực học:
1. Cách phát biểu của Clau-di-ut(1822-1888)
Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.
2. Cách phát biểu của Các-nô(1796-1832)

Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.
Động cơ nhiệt là thiết bị biến đổi nhiệt lượng sang công
Vậy động cơ nhiệt là gì?
Động cơ nhiệt có cấu tạo và nguyên tắc hoạt động như thế nào?
3. Vận dụng:
a, Cấu tạo ĐCN:



b, Nguyên lí hoạt động:
Nguồn nóng để cung cấp nhiệt lượng.
Bộ phận phát động gồm vật trung gian nhận
nhiệt sinh công gọi là tác nhân.
Nguồn lạnh để thu nhiệt lượng
do tác nhân tỏa ra.
Tác nhân nhận nhiệt lượng Q1 từ nguồn nóng để biến một phần thành công A và tỏa nhiệt lượng Q2 = Q1 - A cho nguồn lạnh (theo Các-nô)
3. Vận dụng:
a, Cấu tạo ĐCN:
b, Nguyên lí hoạt động:
c, Hiệu suất ĐCN:


Trong đó:
Q1 (J) : Nhiệt lượng lấy từ nguồn nóng
Q2 (J) : Nhiệt lượng nhường cho nguồn lạnh
: Công có ích của động cơ
Chú ý: Hiệu suất luôn nhỏ hơn 1
Tại sao công A lại có dấu giá trị truyệt đối ?
BÀI HỌC ĐẾN ĐÂY LÀ KẾT THÚC
XIN CẢM ƠN SỰ THEO DÕI
CỦA THẦY CÔ VÀ CÁC EM