Bài 33. Các nguyên lí của nhiệt động lực học

TRƯỜNG THPT THỦ KHOA NGHĨA
GV : TRẦN THIÊN TƯỚC



Kiểm tra bài cũ
1 ) . Nội năng là gì ?
2 ) . Độ biến thiên nội năng là gì ?
3) . Nêu các cách làm biến đổi nội năng ?
4 ) . Nhiệt lượng là gì ? Công thức .
I. Nguyên lý I nhiệt động lực học :
1 ) Phát biểu nguyên lý : Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được.
?U = Q + A
Quy ước: - Nếu Q > 0, hệ nhận nhiệt lượng.
- Nếu Q < 0, hệ truyền nhiệt lượng.
- Nếu A > 0, hệ nhận công.
- Nếu A < 0, hệ thực hiện công.
C1: Hãy xác định dấu của các đại lượng trong hệ thức của NL I NĐLH ?
C2: Các hệ thức sau đây diển tả những quá trình nào ?
a ) ?U = Q khi Q > 0 ; khi Q < 0.
b ) ?U = A khi A > 0 ; khi A < 0.
c ) ?U = Q + A khi Q > 0 ; và A < 0.
d ) ?U = Q + A khi Q > 0 ; và A > 0.
*. Truyền nhiệt.
Quá trình truyền nhiệt.
Nước nóng
Khi ta cọ xát miếng kim loại trên mặt bàn thì miếng kim loại nóng lên. Do đó nội năng của vật thay đổi
*. Thực hiện công.
Nhiệt độ (T) tăng
Khi ta ấn pit tông xuống mạnh và nhanh thì thể tích giảm đồng thời nhiệt độ của khí tăng lên. Do đó nội năng của khí thay đổi.
Thể tích giảm
Ví dụ : Người ta cung cấp cho khí trong một xi lanh nằm ngang nhiệt lượng 1,5 J . Khí nở ra đẩy pittông đi một đoạn 5 cm với một lực có độ lớn 20 N . Tính độ biến thiên nội năng của khí .
Giải : Công mà chất khí thực hiện :
A = F. s = 20. 0,05 = 1 ( J )
Vì khí nhận nhiệt lượng và thực hiện công ( A < 0 ) .
Ap` dụng NL I NĐLH :
?U = Q + A = 1,5 - 1 = 0,5 ( J )
2. Vận dụng :
Trong hệ toạ độ (p, V), quá trình này được biểu diễn bằng đường thẳng vuông gốcvới trục thể tích (H.34.3).
Cho chất khí chuyển từ t.t 1 sang t.t 2, biểu thức của nguyên lí thứ nhất của NĐLH có dạng :
U = Q
Ý nghĩa vật lí của biểu thức trên :
Vì t.t 2 có nhiệt độ cao hơn t.t 1, nên để chuyển từ t.t 1 sang t.t 2, chất khí phải nhận nhiệt lượng (Q > O). nội năng của chất khí tăng (U > 0) .
Trong quá trình đẳng tích, nhiệt lượng mà chất khí nhận được chỉ dùng làm tăng nội năng.Quá trình đẳng tích là quá trình truyền nhiệt
Kiểm tra bài cũ
1 ) . Phát biểu Nguyên Lý I NĐLH ?
2 ) . Nêu công thức ?
3) . Nêu quy ước dấu ?
4 )Nhiệt lượng mà khí nhận được chỉ dùng để làm tăng nội năng của nó trong
A. quá trình đẳng tích
B. quá trình đẳng nhiệt
C. quá trình đẳng áp
D. một chu trình
Câu 5: Nguyên lý I nhiệt động lực học là sự vận dụng của định luật bảo toàn nào trong các hiện tượng nhiệt?
A. Định luật bảo toàn khối lượng
B. Định luật bảo toàn động lượng
C. Định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng
D. Định luật bảo toàn cơ năng
II. Nguyên lý II nhiệt động lực học:
1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch:
a. Quá trình thuận nghịch:


Quá trình thuận nghịch là quá trình ,vật tự trở về trạng thái ban đầu mà không cần đến sự can thiệp của vật khác.
- Quá trình truyền nhiệt là một quá trình không thuận nghịch.
Vật không thể tự lấy lại nhiệt lượng đã truyền cho không khí
b) Quá trình không thuận nghịch:
- Sự chuyển hoá giữa cơ năng và nội năng cũng là quá trình không thuận nghịch.
2) Nguyên lý II nhiệt động lực học:
a ) Phát biểu của Clausius:





Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn
R.Clausius
(1822-1888)
b) Cách phát biểu của Carnot:
Động cơ nhiệt không thể� chuyển hoá tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.

Sadi Carnot
(1796-1832)
Các động cơ nhiệt
3) Vận dụng:
- Mỗi động cơ nhiệt đều có 3 bộ phận cơ bản là:
+ Nguồn nóng: Để cung cấp nhiệt lượng
+ Bộ phận phát động : Gồm tác nhân và thiết bị phát động
+ Nguồn lạnh: Để thu nhiệt lượng do tác nhân toả ra
NGUỒN NÓNG
NGUỒN LẠNH
A=Q1-Q2
Q1
Q2
ĐỘNG CƠ NHIỆT
Câu 1: Quá trình thuận nghịch là :
a) quá trình có thể diễn ra theo 2 chiều
b) quá trình trong đó vật có thể tự quay về trạng thái ban đầu có sự can thiệp của các vật khác
c) quá trình trong đó vật có thể quay về trạng thái ban đầu
d) quá trình trong đó vật có thể tự quay về trạng thái ban đầu mà không cần có sự can thiệp của các vật khác
Câu 2: Trong động cơ nhiệt, nguồn nóng có tác dụng
a) duy trì nhiệt độ cho tác nhân
b) cung cấp nhiệt lượng cho tác nhân để tăng nhiệt độ
c) cung cấp nhiệt lượng trực tiếp cho nguồn lạnh
d) lấy nhiệt lượng của tác nhân tác động
Câu 3: Khi nói về cấu tạo động cơ nhiệt, phát biểu nào sau đây sai:
a) động cơ nhiệt có 3 bộ phận cơ bản: nguồn nóng, bộ phận phát động, nguồn lạnh
b) Nguồn nóng có tác dụng duy trì nhiệt độ cho động cơ nhiệt
c) Trong bộ phận tác động, tác nhân giãn nở sinh công
d) Nguồn lạnh nhận nhiệt lượng do tác nhân toả ra để giảm nhiệt độ
Câu 4: Để nâng cao hiệu suất động cơ nhiệt, người ta cần:
a) nâng cao nhiệt độ của nguồn nóng
b) hạ thấp nhiệt độ của nguồn lạnh
c) nâng cao nhiệt độ của nguồn nóng và hạ thấp nhiệt độ của nguồn lạnh
d) nâng cao nhiệt độ của nguồn lạnh và hạ thấp nhiệt độ của nguồn nóng
3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8
TRANG 180