Kiến thức - Phát biểu được định nghĩa nội năng - Chứng minh được nội năng của vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích - Trình bày được hai cách làm biến đổi nội năng và tìm được ví dụ tro
Trang 1GIÁO ÁN DỰ GIỜ
Bài 32 (tiết 54): NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN ĐỔI NỘI NĂNG
Giáo viên hướng dẫn: HOÀNG CÔNG TỊNH THUỶ Sinh viên lên lớp: Nguyễn Thị Ngọc Uyên
Ngày lên lớp: 30/03/2013 Lớp: 10/
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức
- Phát biểu được định nghĩa nội năng
- Chứng minh được nội năng của vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích
- Trình bày được hai cách làm biến đổi nội năng và tìm được ví dụ trong đời sống về hai cách làm biến đổi nội năng đó
- Phát biểu được định nghĩa nhiệt lượng, viết được công thức tính nhiệt lượng và nêu được tên, đơn vị của các đại lượng có mặt trong công thức
2 Kĩ năng
- Giải thích được một cách định tính một số hiện tượng đơn giản về sự biến thiên nội năng
- Vận dụng được công thức tính nhiệt lượng để giải các bài tập ra trong bài
và các bài tập tương tự
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên
- Giấy nhám
- Nhôm
- Nước sôi
- Hình 32.3
2 Học sinh
- Ôn tập các kiến thức về cơ năng, nhiệt năng, các hình thức truyền nhiệt và công thức tính nhiệt lượng
III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1: Ổn định lớp, kiểm tra bài cũ (5phút)
- Hãy nhắc lại những kiến thức đã học về cấu tạo chất?
- Hãy nêu những nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí?
Hoạt động 2: Giới thiệu chương (2phút)
- Chúng ta đã được nghiên cứu tính chất và các quá trình biến đổi trạng thái của chất khí trong chương chất khí Bây giờ chúng ta sẽ qua chương mới Cơ
Trang 2sở của nhiệt động lực học Chương này nghiên cứu các hiện tượng nhiệt về
mặt năng lượng và biến đổi năng lượng
- Chúng ta sẽ tìm hiểu bài thứ nhất của chương này : Nội năng và sự biến đổi
nội năng
Hoạt động 3: Tìm hiểu nội năng (15 phút)
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng
- Trong thức tế tồn tại những dạng
năng lượng nào?
- Ta thấy ai cũng nghĩ đến các dạng
năng lượng trên chứ ít ai nghĩ đến nội
năng nhưng thực ra phần lớn năng
lượng mà con người đang sử dụng lại
được khai thác từ chính năng lượng
này
- Theo các em nội là gì?
- Năng là gì?
- Nội năng là gì?
- Chúng ta có thể hiểu nội năng chính
là năng lượng bên trong Để hiểu rõ
hơn nội năng là gì thì chúng ta sẽ
cùng tìm hiểu
- Trong cơ học, dạng năng lượng mà
vật có được do chuyển động gọi là gì?
- Trong cơ học, dạng năng lượng có
được do tương tác giữa vật và Trái
Đất gọi là gì?
- Tổng động năng và thế năng trong
cơ học được gọi là gì?
- Động năng và thế năng này ta xét
cho vật Vậy thì bên trong các vật đó
thì sao?
- Bên trong các vật được cấu tạo như
thế nào?
- Các phân tử đó như thế nào?
+ Vậy khi các phân tử chuyển động
- Cơ năng, điện năng, nhiệt năng, quang năng
- Lắng nghe và suy nghĩ
- Là bên trong
- Là nội năng
- Năng lượng bên trong
- Lắng nghe
- Động năng
- Thế năng
- Cơ năng
- Lắng nghe, suy nghĩ
- Cấu tạo từ các phân tử
- Các phân tử chuyển động không ngừng
+ Động năng phân tử
I Nội năng
1 Nội năng là gì?
* Định nghĩa: Trong nhiệt động lực học, người ta gọi tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật là nội năng của vật
- Kí hiệu: U
U = Wđpt + Wtpt
- Đơn vị: jun (J)
U = f(T, V) Đối với khí lí tưởng
U = f(T)
Trang 3có gì sinh ra?
- Giữa các phân tử tương tác với nhau
không?
+ Vậy khi các phân tử tương tác với
nhau thì sinh ra gì?
- Tương tự trong cơ học thì trong
nhiệt động lực học người ta gọi tổng
động năng và thế năng của các phân
tử cấu tạo nên vật là nội năng của vật
Như vậy, nội năng chính là năng
lượng tồn tại bên trong vật
- Nội năng được kí hiệu là U, có đơn
vị là jun (J)
- Một vật nằm yên trên mặt đất thì cơ
năng bằng bao nhiêu?
- Các phân tử có bao giờ đứng yên
không?
- Cơ năng của một vật có thể bằng 0
nhưng nội năng bên của vật luôn khác
0
- Hướng dẫn học sinh làm câu C1
+ Khi nhiệt độ tăng thì điều gì xảy ra?
Động năng phân tử như thế nào? Nội
năng như thế nào? Vậy, động năng
phân tử phụ thuộc vào gì?
+ Khi thể tích thay đổi thì lực tương
tác như thế nào? Thế năng phân tử
như thế nào? Nội năng như thế nào?
Vậy, thế năng phân tử phụ thuộc vào
gi?
+Vậy, nội năng phụ thuộc vào gì?
- Hướng dẫn học sinh làm câu C2
+ Đặc điểm của khí lí tưởng là gì?
+ Vậy đối với khí lí tưởng có tồn tại
- Có
+ Thế năng phân tử
- Lắng nghe và ghi nhớ
- Ghi nhận
- Bằng 0
- Không, các phân tử luôn chuyển động không ngừng Tức là nội năng luôn tồn tại
- Lắng nghe
- Trả lời theo dẫn dắt của giáo viên
+ Nhiệt độ, thể tích
- Làm câu C2
+ Khi chưa va chạm thì lực tương tác giữa các phân tử rất yếu nên có thể bỏ qua
+ Không
Trang 4thế năng tương tác không?
+ Vậy đối với khí lí tưởng nội năng
phụ thuộc vào yếu tố nào?
- Trong chương này chúng ta chủ yếu
khảo sát sự biến đổi nội năng của khí
lí tưởng nên chỉ chú ý đến sự phụ
thuộc nội năng vào nhiệt độ
- Trong nhiệt động lực học, người ta
không quan tâm tới nội năng của vật
mà chỉ chú ý tới độ biến thiên nội
năng của vật khi vật chuyển từ trạng
thái nhiệt này sang trạng thái nhiệt
khác
- Giả sử một vật đang ở nhiệt độ
phòng, làm cho vật nóng lên thì nội
năng của vật như thế nào? Nếu làm
vật lạnh đi thì nội năng như thế nào?
- Như vậy trong quá trình vật nóng
lên hay lạnh đi thì nội năng của vật có
sự tăng, giảm Phần nội năng đó gọi
là sự biến thiên nội năng Vậy, thế
nào là độ biến thiên nội năng?
+ Nhiệt độ
- Lắng nghe
- Lắng nghe
- Làm vật nóng lên, nội năng tăng Làm lạnh vật, nội năng giảm
- Trả lời theo dẫn dắt của giáo viên
2 Độ biến thiên nội năng
- Độ biến thiên nội năng là phần nội năng tăng thêm hay bớt đi trong một quá trình
ΔU = UU = U2 - U1
Hoạt động 4: Tìm hiểu các cách làm thay đổi nội năng (18 phút)
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng
- Để thay đổi nội năng của vật thì ta
phải thay đổi gì?
- Chất khí có đặc điểm là dễ nén nên
chất khí dễ thay đổi thể tích, còn chất
rắn và chất lỏng thì rất khó Do đó, để
thay đổi nội năng người ta thường
thay đổi nhiệt độ
- Có một miếng nhôm, làm thế nào để
thay đổi nội năng của miếng nhôm?
- Cho học sinh xem miếng nhôm và
tờ giấy nhám Yêu cầu học sinh cọ
- Nhiệt độ, thể tích
- Lắng nghe
- Học sinh đề xuất phương án
- Tiến hành cọ xát miếng nhôm vào tờ giấy nhám
II Các cách làm thay đổi nội năng của vật
1 Thực hiện công
Trong quá trình thực hiện công có sự chuyển hóa
Trang 5xát miếng nhôm vào giấy nhám.
- Miếng nhôm nóng lên tức là ta đã
làm thay đổi gì?
- Các em vừa làm gì để thay đổi nội
năng của miếng nhôm?
- Tức là ở đây có sự chuyển hóa từ
dạng năng lượng nào sang dạng năng
lượng nào?
- Từ thí nghiệm trên rút ra kết luận:
Trong quá trình thực hiện công có sự
chuyển hóa năng lượng từ một dạng
năng lượng khác sang nội năng
- Cho học sinh làm thí nghiệm: Cho
miếng nhôm vào cốc nước nóng, yêu
cầu học sinh quan sát và nhận xét
hiện tượng
- Nhiệt độ của miếng nhôm và nước
thay đổi như thế nào?
- Như vậy, ở đây có sự thay đổi nhiệt
độ, hay sự thay đổi nội năng Tức là ở
đây có sự truyền nội năng từ vật này
sang vật khác người ta gọi đó là quá
trình truyền nhiệt, gọi tắt là sự truyền
nhiệt
- Trong quá trình truyền nhiệt có sự
chuyển hóa năng lượng không?
- Trong quá trình truyền nhiệt không
có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng
này sang dạng khác, chỉ có sự truyền
nội năng từ vật này sang vật khác
- Khi nào quá trình truyền nhiệt kết
thúc?
- Như vậy, trong quá trình truyền
nhiệt cần có nguồn nóng và nguồn
lạnh Nhiệt sẽ truyền từ vật này sang
vật khác cho tới khi nhiệt độ 2 vật
- Nội năng
- Thực hiện công để cọ xát miếng nhôm vào giấy nhám
- Cơ năng sang nội năng
- Lắng nghe và ghi nhận
- Miếng nhôm nóng lên
- Nhiệt độ của miếng nhôm giảm, của nước tăng
- Lắng nghe
- Không
- Lắng nghe và ghi nhớ
- Khi nhiệt độ hai vật cân bằng nhau
- Lắng nghe,
năng lượng từ một dạng năng lượng khác sang nội năng
2 Truyền nhiệt
a Quá trình truyền nhiệt
- Không có sự chuyển hóa năng lượng mà chỉ có sự truyền nội năng từ vật này sang vật khác
Trang 6bằng nhau.
- Khi nhúng miếng nhôm vào nước
nếu bỏ qua sự truyền nhiệt của nước
và môi trường ta thấy rằng nếu miếng
nhôm nhận bao nhiêu nhiệt thì nước
mất bấy nhiêu nhiệt Trong quá trình
truyền nhiệt giữa nước và miếng
nhôm có sự biến thiên nội năng
Người ta gọi số đo độ biến thiên nội
năng đó là nhiệt lượng
- Thông báo biểu thức cho học sinh
- Công thức tính nhiệt lượng thu vào
hay tỏa ra khi nhiệt độ của vật thay
đổi là gì? Giải thích ý nghĩa và nêu
đơn vị của các đại lượng trong công
thức?
- Yêu cầu học sinh làm câu C4
- Lắng nghe và ghi nhận
- Lắng nghe và ghi nhớ
- Nhớ lại kiến thức đã học ở lớp 8 để trả lời
- Xem tranh và trả lời để hoàn thành câu C4
b Nhiệt lượng
* Định nghĩa: Số đo độ biến thiên của nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng
ΔU = UU = Q
* Công thức tính nhiệt lượng
Qmct + Q: nhiệt lượng mà vật thu vào hay tỏa ra (J) + m : khối lượng của vật (kg)
+ c: nhiệt dung riêng của chất cấu tạo nên vật(J/kg.K)
+ t: độ biến thiên nhiệt
độ (K)
Hoạt động 5: Củng cố và giao nhiệm vụ về nhà (5 phút)
- Củng cố các kiến thức trọng tâm cho học sinh: Các
khái niệm, công thức để vận dụng giải bài tập…
- Phát phiếu học tập làm bài tập vận dụng
- Lắng nghe và ghi nhớ.