Bài 33. Các nguyên lí của nhiệt động lực học

ĐẶT VẤN ĐỀ VÀO BÀI
Dựa trên ba khái niệm cơ bản là nội năng, công, nhiệt lượng và việc vận dụng thành công những kết quả nghiên cứu này vào khoa học, công nghệ và đời sống. Một trong những thành tựu quan trọng nhất là việc tìm ra các nguyên lý của nhiệt động lực học.
Bài 33:
CÁC NGUYÊN LÝ
CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I. Nguyên lý I nhiệt động lực học:
Có bao nhiêu cách làm thay đổi nội năng của một vật? Đó là những cách nào?
Có hai cách làm thay đổi nội năng của vật là thực hiện công và truyền nhiệt.
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 = A + Q
I. Nguyên lý I nhiệt động lực học:



Q>0 vật thu nhiệt.
Q<0 vật truyền nhiệt.
A>0 vật nhận công.
A<0 vật sinh công.

Vật
Q>0
Q<0
A>0
A<0
Qui ước
C1: Xác định dấu các đại lượng
Vật thu nhiệt:
Q>0
Vật tăng nội năng:
U>0
Vật thực hiện công:
A<0
C2: Các hệ thức sau diễn tả những qua trình nào?
U=Q
Q>0
Q<0
Truyền nhiệt
Vật thu nhiệt
Vật tỏa nhiệt
C2: Các hệ thức sau diễn tả những qua trình nào?
U=A
A>0
A<0
Thực hiện công
Vật nhận công
Vật sinh công
C2: Các hệ thức sau diễn tả những qua trình nào?
U=Q + A
Q>0
A<0
Truyền nhiệt
Thực hiện công
Vật thu nhiệt
Vật sinh công
C2: Các hệ thức sau diễn tả những qua trình nào?
U=Q + A
Truyền nhiệt
Thực hiện công
Q>0
Vật thu nhiệt
A>0
Vật nhận công
I. Nguyên lý I nhiệt động lực học:
2. Vận dụng:
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 qua trình truyền nhiệt.
I. Nguyên lý I nhiệt động lực học:
2. Vận dụng:
II. Nguyên lý II nhiệt động lực học:
1. Quá trình thuận nghịch
và không thuận nghịch:
a. Quá trình thuận nghịch:
Trong quá trình này vật tự trở về trạng thái ban đầu mà không cần đến sự can thiệp của vật khác.
b. Quá trình không thuận nghịch
II. Nguyên lý II nhiệt động lực học:
Quá trình truyền nhiệt, quá trình chuyển hóa năng lượng của hòn đá rơi từ trên cao xuống  là quá trình không thuận nghịch.
II. Nguyên lý II nhiệt động lực học:
2. Nguyên lý II nhiệt động lực học:
a. Cách phát biểu của Clausius:
Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.
C3:
Không.
Vì nhiệt lượng không tự truyền từ trong phòng ra ngòai trời mà phải nhờ động cơ điện.
II. Nguyên lý II nhiệt động lực học:
2. Nguyên lý II nhiệt động lực học:
b. Cách phát biểu của Carnot:
Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.
C4:

Không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng thành công. Một phần chuyển thành công phần còn lại được truyền cho nguồn lạnh. Do đó năng lượng vẫn được bảo tòan.
Giới thiệu các nhà Vật lý
* Clausius là nhà vật lý người Đức, sinh năm 1822 mất năm 1888, nguyên lý II NĐLH được phát biểu vào năm 1850.
* Carnot là Vật lý người Pháp, sinh năm 1796, mất năm 1832.
3. Vận dụng:
II. Nguyên lý II nhiệt động lực học:
Nguyên lý II NĐLH có nhiều ứng dụng trong đời sống và kỹ thuật.
Ví dụ: Cấu tạo và họat động của động cơ nhiệt.
Ví dụ: Cấu tạo và nguyên tắc họat động của động cơ nhiệt:
1. Nguồn nóng: cung cấp nhiệt lượng.
2. Nguồn lạnh: thu nhiệt do tác nhân tỏa ra.
3. Bộ phận phát động: nhận nhiệt sinh công.
Củng cố bài học:
Phát biểu và viết biểu thức của NLI NĐLH
Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được.
U = A + Q
Hãy nêu quy ước về dấu của các đại lượng trong hệ thức NLI NĐLH?
Củng cố bài học:
Q>0 vật thu nhiệt.
Q<0 vật truyền nhiệt.
A>0 vật nhận công.
A<0 vật sinh công.

Chuẩn bị cho tiết học sau:
Học sinh về nhà làm các bài tập: 3,4,5,6,7,8 trang 179,180 SGK.
Ôn tập chương VI kiểm tra 15 phút lần 2.