Bài 33. Các nguyên lí của nhiệt động lực học

CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
33
KIỂM TRA BÀI CŨ:
Nội năng là gì?

Nội năng của một lượng khí lý tưởng phụ thuộc vào các thông số trạng thái nào? Tại sao?
KIỂM TRA BÀI CŨ:



Nội năng là gồm tổng động năng của các phân tử và thế năng tương tác giữa các phân tử cấu tạo nên vật.


Nội năng là gì?

KIỂM TRA BÀI CŨ:

Nội năng của một lượng khí lý tưởng phụ thuộc vào các thông số trạng thái nhiệt độ và thể tích của khối khí.
Vì : - Động năng của các phân tử khí phụ thuộc và nhiệt độ khối khí.
- Thế năng tương tác giữa các phân tử khí phụ thuộc vào thể tích khối khí.


Nội năng của một lượng khí lý tưởng phụ thuộc vào các thông số trạng thái nào? Tại sao?
KIỂM TRA BÀI CŨ:

Có mấy cách làm biến đổi nội năng? Kể tên và cho ví dụ?

Có 2 cách làm biến đổi nội năng:
- Thực hiện công.
- Truyền nhiệt.
KIỂM TRA BÀI CŨ:
VD: Biến đổi nội năng bằng cách thực hiện công.
Chà xát miếng kim loại trên mặt bàn.
KIỂM TRA BÀI CŨ:

VD: Biến đổi nội năng bằng cách truyền nhiệt.
Bỏ miếng kim loại đang nóng vào trong nước thì nước nóng lên.
KIỂM TRA BÀI CŨ:
Xác định độ biến thiên nội năng trong 2 quá trình:
- Thực hiện công: ?U = A
- Truyền nhiệt: ?U = Q
A
Q

Nếu thực hiện đồng thời 2 cách trên để làm biến đổi nội năng thì nội năng của vật biến biến thiên như thế nào?

A
Q
Nếu vật đồng thời nhận được công và nhiệt lượng thì theo định luật bảo tòan và chuyển hóa năng lượng thì độ biến biến thiên nội năng của vật được xác định.

Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được.
?U = A + Q

A
Q
33
CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được.

?U = A + Q
I. NGUYÊN LÍ I CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC:
a. Phát biểu nguyên lí:
Vật nhận nhiệt lượng: Q > 0
Vật tỏa nhiệt lượng Q < 0
Vật nhận công: A > 0
Vật thực hiện công: A < 0
Nội năng vật tăng: ?U > 0
Nội năng vật giảm: ?U < 0




QUI ƯỚC VỀ DẤU:




?U = Q khi Q > 0:
? Vật nhận nhiệt lượng.
?U = Q khi Q < 0
? Vật truyền nhiệt lượng.
?U = A khi A > 0
? Vật nhận công.
?U = A khi A < 0
? Vật sinh công


Các hệ thức sau đây biểu diễn những quá trình nào?



?U = Q + A khi Q > 0 và A < 0
? Vật nhận nhiệt lượng và thực hiện công.
?U = Q + A khi Q > 0 và A > 0
? Vật nhận nhiệt lượng và nhận công
?U = Q + A khi Q < 0 và A < 0
? Vật truyền nhiệt lượng và thực hiện công.
?U = Q + A khi Q < 0 và A > 0
? Vật truyền nhiệt lượng và nhận công.

Các hệ thức sau đây biểu diễn những quá trình nào?


I. NGUYÊN LÍ I CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC:
b. Bài tập vận dụng:
Người ta cung cấp cho khí trong xilanh nằm ngang nhiệt lượng 1,5J. Khí nở đẩy píttông đi đoạn 1,5cm với lực có độ lớn là 20N. Tính độ biến thiên nội năng của khí trong xilanh.

I. NGUYÊN LÍ I CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC:
Tóm tắt:

* Vật nhận nhiệt: Q = 1,5J > 0
* Vật sinh công: A < 0
Với ?A? = F.l = 20.0,15 = 0,3J
? A = - 0,3J
Theo nguyên lí I: ?U = A + Q = 1,5 - 0,3 = 1,2J



I. NGUYÊN LÍ I CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC:
Hãy chứng minh rằng trong quá trình đẳng tích thì độ biến thiên nội năng:
?U = Q


Chứng minh:
Theo nguyên lí I:
?U = A + Q
Với ?A? = F.l
Trong quá trình đẳng tích: l = 0 nên A = 0
? ?U = Q (đpcm)

Quá trình thuận nghịch là quá trình mà vật tự có thể trở về trạng thái ban đầu mà không cần sự can thiệp của vật khác
II. QUÁ TRÌNH THUẬN NGHỊCH VÀ KHÔNG THUẬN NGHỊCH
a. Quá trình thuận nghịch.
Quá trình không thuận nghịch là quá trình chỉ có thể tự xảy ra theo một chiều. Vật muốn trở lại trang thái ban đầu thì cần sự can thiệp của vật khác
II. QUÁ TRÌNH THUẬN NGHỊCH VÀ KHÔNG THUẬN NGHỊCH:
b. Quá trình không thuận nghịch.

II. NGUYÊN LÍ II NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC:
a. Cách phát biểu của Clau - di - ut
Về mùa hè, người ta có thể dùng máy điều hòa (máy lạnh) để truyền nhiệt từ trong phòng ra ngoài trời, mặc dù nhiệt độ ngoài trời cao hơn trong phòng? Điều đó có vi phạm nguyên lí II NLĐH không? Tại sao?
Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang một vật nóng hơn.
II. NGUYÊN LÍ II NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC:
b. Cách phát biểu của Các - nô

Có phải tất cả lượng xăng đổ vào xe máy được chuyển hoá thành cơ năng hay không?
Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.
Hãy chứng minh quá trình trên không vi phạm định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng?
Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhận được thành công cơ học. Một phần chuyển hoá thành công cơ học, phần còn lại truyền cho nguồn lạnh. Do đó năng lượng vẫn được bảo toàn.
II. NGUYÊN LÍ II NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC:
3. Vận dụng:
Mỗi động cơ nhiệt đều phải có 3 bộ phận cơ bản là:
Nguyên tắc vận hành của động cơ nhiệt như thế nào?
Hiệu suất của động cơ nhiệt?
Em có nhận xét gì về hiệu suất của động cơ nhiệt?
Nguyên tắc hoạt động của đèn kéo quân là gì?