Bài 33. Các nguyên lí của nhiệt động lực học

Chương VI
CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Bài 33
CÁC NGUYÊN LÍ CỦA
NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I. Nguyên lí I nhiệt động lực học
Phát Biểu Nguyên Lí:
∆U = A+Q
∆U: độ biến thiên nội năng.
A: Công thực hiện.
Q: Nhiệt lượng
Công thức:
Quy ước về dấu:
Q>0: Hệ nhận nhiệt lượng
Q<0: hệ thu nhiệt lượng
A>0: Hệ nhận công
A<0: hệ thực hiện công.
Nội dung nguyên lí I NĐLH:
Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.
* Phát biểu lại định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng?
Năng lượng không tự sinh ra cũng không tự mất đi. Nó chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác hoặc từ vật này sang vật khác.
* Cách làm thay đổi nội năng của vật:
Cọ sát miếng kim loại trên mặt bàn, miếng kim loại nóng lên. Cơ năng sang nội năng.
Bỏ miếng kim loai vào nước nóng. Miếng kim loại nóng lên nước nguội dần. Nội năng từ nước chuyển sang miếng kim loại.
Nước sôi
Cọ sát miếng kim loại
Bỏ miếng kim loại vào nước sôi
Nếu ta cùng lúc thực hiện công và truyền nhiệt thì có làm thay đổi nội năng hay không?
Quan sát hình và cho biết người ta đã quy ước dấu của A và Q như thế nào?
Hệ
Nhận nhiệt
Q>0
Nhận công
A>0
Truyền nhiệt
Sinh công
A<0
Q<0
Câu C1 SGK/176?
Q>0; A<0; ∆U>0
Câu C2 SGK/176?
∆U=Q khi Q>0
Nhận nhiệt lượng để tăng nội năng
∆U=A khi A>0
∆U=Q khi Q<0
Truyền nhiệt lượng cho vật khác làm nội năng bị giảm.
Nhận công làm tăng nội năng
∆U=A khi A<0
Thực hiện công lên vật khác làm nội năng bị giảm
c) ∆U=Q+A khi Q>0 và A<0
Nhận nhiệt lượng và công làm tăng nội năng.
d) ∆U=Q+A khi Q>0 và A>0
Nhận nhiệt lượng và thực hiện công làm nội năng bị thay đổi.
2. Vận dụng:
Thế nào là quá trình đẳng tích?
Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi.
Chất khí chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 2
CMR:
∆U = Q
Quá trình đẳng tích: V1= V2
Chất khí trong xilanh được cung cấp T, P tăng đẩy pittong với 1 lực mạnh hơn nhưng vì pittong bị giữ chặt nên V khí không tăng lên được.
A= F.S
F là lực đẩy
S là khoảng cách di chuyển của pittong
Lúc này S = 0
A= 0
=> ∆U=Q
Bài tập vận dụng
Câu 1: Theo nguyên lý I nhiệt động lực học, độ biến thiên nội năng của vật bằng :
A. Tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.
B. Nhiệt lượng mà hệ nhận được.
C. Tích của công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.
D. Công mà hệ nhận được.
Câu 2: Hệ thức U = Q là hệ thức của nguyên lý I nhiệt động lực học áp dụng cho quá trình:
A. Áp dụng cho quá trình đẳng áp
B. Áp dụng cho quá trình đẳng nhiệt
C. Áp dụng cho quá trình đẳng tích
D. Áp dụng cho cả ba quá trình trên
Câu 3: Người ta truyền cho khí trong xi-lanh lạnh nhiệt lượng 110 J . Chất khí nở ra thực hiện công 75 J đẩy pittong lên. Nội năng của khí biến thiên một lượng là :
A. 35 J
B. -35 J
C. 185 J
D. -185 J
Câu 4: Người ta cung cấp một nhiệt lượng 1,5 J cho chất khí đựng trong một xilanh đặt nằm ngang. Khí nở ra đẩy pittông đi một đoạn 5 cm. Biết lực ma sát giữa pittông và xilanh có độ lớn 20 N. Tính độ biến thiên nội năng của khí?
A. U = 0,5 J
B. U = 2,5 J
C. U = - 0,5 J
D. U = -2,5 J