Bài 33. Các nguyên lí của nhiệt động lực học

KiỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1: Nội năng của vật là?
a) Năng lượng bên trong của vật
b) Năng lượng bên ngoài của vật
c) Tổng động năng và thế năng của vật
d) Tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật
e) Cả a, d đúng
Câu 2: Câu nào sau đây nói về nội năng là đúng?
a) Nội năng có thể chuyển hóa thành các dạng nặng lượng khác
b) Nội năng là một dạng năng lượng
c) Nội năng là nhiệt lượng
d) Nội năng của một vật có thể tăng lên hoặc giảm đi
Câu 3: Điều nào sau đây đúng khi nói về độ biến thiên nội năng ∆U :
a) Sự thay đổi năng lượng bên trong của vật
b) Khi nhiệt độ hoặc thể tích của vật giảm
c) Năng lượng bên ngoài của vật thay đổi
d) Cả a, b đúng
Câu 4: Biểu thức diễn tả sự biến thiên nội năng
a) ∆U = U
b) ∆U = U2 – U1 = 0
c) ∆U = U2 – U1 ≠ 0
c) ∆U = Q
e) Cả a, d đúng
d) Cả a, b đúng
c) ∆U = U2 – U1 ≠ 0
c) Nội năng là nhiệt lượng
Nhiệt lượng truyền cho vật một phần làm tăng nội năng của vật và một phần biến thành công mà vật sinh ra

Bài 33: CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I. Nguyên lí 1 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
Biểu thức:
Nhắc lại nội dung: Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng
● Năng lượng không tự nhiên sinh ra, không tự nhiên mất đi mà chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác
● Một số ví dụ về sự chuyển hóa năng lượng
VD1: Cọ xát miếng kim loại trên mặt bàn, miếng kim loại nóng lên:
Cơ năng  Nội năng
VD2: Nung nóng khối khí trong một cái chai có nút kín khiến không khí giãn nở làm bật nút chai:
Nội năng  Cơ năng
● Có mấy cách làm thay đổi nội năng cua heä vaät ?
-2 Cách
Thực hiện công:
Truyền nhiệt:
∆U = A
∆U = Q
● Nếu vật đồng thời nhận công và nhiệt thì theo ĐLBT và CHNL ta có điều gì về độ biến thiên nội năng của vật ∆U ?
Độ biến thiên nội năng của vật sẽ bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được
Hay: ∆U = A + Q
∆U = A + Q
. A < 0: vật sinh công
. Q > 0: Vật nhận nhiệt lượng
. Q < 0: Vật mất nhiệt lượng
Qui ước:
. A > 0: vật nhận công
Q > 0
Q < 0
Vật ∆U
Nội năng tăng
Nội năng giảm
A > 0
Nội năng tăng
A < 0
Nội năng giảm
∆U ≠ 0
Đáp án:
Q > 0; ∆U > 0; A < 0
Xác định dấu của các đại lượng trong hệ thức của nguyên lí 1 LĐLH cho các quá trình thu nhiệt để tăng nội năng đồng thời thực hiện công
C1
TRẢ LỜI CÂU C1, C2 (sgk)
C2
Các hệ thức sau đây diễn 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; khi A < 0
d) ∆U =Q + A khi Q > 0; khi A > 0
Đáp án: Truyền nhiệt; Q > 0: Thu nhiệt; Q < 0: Tỏa nhiệt
Đáp án: Thực hiện công; A > 0: Nhận công; A < 0: Sinh công
Đáp án: Truyền nhiệt và thực hiện công; Q > 0: Thu nhiệt; A < 0: Sinh công
Từ biểu thức của nguyên lí ta suy ra: Q =
∆U + (-A)
►Dạng khác của nguyên lí 1: Q = ∆U – A
Nhiệt lượng truyền cho vật một phần làm tăng nội năng của vật và một phần biến thành công mà vật sinh ra
Q = ∆U – A: Em hãy cho biết đây là quá trình biến đổi năng lượng ở máy nào
Đáp án: Động cơ hơi nước…
I. Nguyên lí 1 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
Biểu thức:
∆U = A + Q
. A < 0: vật sinh công
. Q > 0: Vật nhận nhiệt lượng
. Q < 0: Vật mất nhiệt lượng
Qui ước:
. A > 0: vật nhận công
►Dạng khác của nguyên lí 1: Q = ∆U – A
Nhiệt lượng truyền cho vật một phần làm tăng nội năng của vật và một phần biến thành công mà vật sinh ra
Bài 33: CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
2. Vận dụng
●Các quá trình biến đổi trạng thái của chất khí
Quá trình đẳng tích
Nhắc lại công thức tính áp suất
Ta có: P =
P: Là áp suất (N/m2)
F: Là độ lớn của lực tác dụng (N)
S: Là diện tích bị tác dụng (m2)
F = P.S (1)
Mặt khác: A = F. ∆h (2)
Thay (1) vào (2) ta có: A = P.S.∆h
Hay: A =P.∆V
Vậy: A =P.∆V
Quá trình đẳng tích là gì?
Biểu diễn đường đẳng tích trong hệ tọa độ P0V
Là quá trình biến đổi trạng thái trong đó: V1 = V2
P
V
0
P2
2
1
V1 = V2
P1
Khi chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 thì: ∆V = V2 – V1 = 0
A = 0
∆U = Q
Do P2 > P1 nên từ tt1 chuyển sang tt2 chất khí nhận nhiệt lượng Q > 0 và nội năng chất khí tăng ∆U > 0
∆U = Q
Nhiệt lựơng chất khí nhận được chỉ làm tăng nội năng của nó.
b) Quá trình đẳng áp
Q = ∆U + A (Tự CM)
Nhiệt lựơng chất khí nhận được một phần làm tăng nội năng, một phần biến thành công.
BÀI TẬP VẬN DỤNG
CÂU 1: Các biểu thức sau, biểu thức nào diễn tả quá trình nung nóng khí trong một bình kín khi bỏ qua sự nở vì nhiệt của bình
a) ∆U = Q + A
b) ∆U = A
b) ∆U = 0
d) ∆U = Q
d) ∆U = Q
CÂU 2: Truyền cho khí trong xilanh nhiệt lượng
120J. Khí nở ra cà thực hiện công 90J đẩy pit-tông lên. Tính độ biến thiên nội năng của khí.
Vậy ta có: ∆U = Q + A = 120 – 90 = 20J
Do khối khí nhận nhiệt và thực hiện công nên Q > 0; A < 0:
CÂU 3: Trong quá trình chất khí nhận công và tỏa nhiệt ra môi trường ngoài thì A và Q trong biểu thức ∆U = Q + A có giá trị nào sau đây?
b) Q > 0 và A > 0
a) Q > 0 và A < 0
c) A > 0 và Q > 0
d) A > 0 và Q < 0
d) A > 0 và Q < 0
I. Nguyên lí 1 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
Biểu thức:
∆U = A + Q
. A < 0: vật sinh công
. Q > 0: Vật nhận nhiệt lượng
. Q < 0: Vật mất nhiệt lượng
Qui ước:
. A > 0: vật nhận công
►Dạng khác của nguyên lí 1: Q = ∆U – A
Nhiệt lượng truyền cho vật một phần làm tăng nội năng của vật và một phần biến thành công mà vật sinh ra
2. Vận dụng
●Các quá trình biến đổi trạng thái của chất khí
Quá trình đẳng tích
Nhiệt lựơng chất khí nhận được chỉ làm tăng nội năng của nó.
b) Quá trình đẳng áp
Nhiệt lựơng chất khí nhận được một phần làm tăng nội năng, một phần biến thành công.
∆U = Q
Q = ∆U + A
Bài 33: CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Câu 4: ∆U = Q – A diễn đạt quá trình nào?