MỤC TIÊU 1- Kiến thức: -Phát biểu và viết được biểu thức của nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học NĐLH; nêu được tên đơn vị và qui ước về dấu của các đại lượng trong biểu thức và cá
Trang 1CÁC NGUYÊN LÝ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I MỤC TIÊU
1- Kiến thức:
-Phát biểu và viết được biểu thức của nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học (NĐLH); nêu được tên đơn vị và qui ước về dấu của các đại lượng trong biểu thức
và cách vận biểu thức để giải thích các hiện tượng liên quan
-Lập được biểu thức tính công của khí lý tưởng khi áp suất thay đổi không đáng kể qua đó biết vận dụng cho khí thực trong các trường hợp nào
2- Kỹ năng:
-Vận dụng được nguyên lý thứ nhất của NĐLH vào các đẳng quá trình để viết và nêu ý nghĩa vật lý của biểu thức của nguyên lý này cho từng quá trình
-Vận dụng được nguyên lý thứ nhất của NĐLH để giải các bài tập ra trong bài và các bài tập tương tự trong sách giáo khoa và trong sách bài tập
3- Thái độ:
-Có hứng thú học vật lí, yêu thích tìm tòi khoa học,trân trọng những đóng góp của vật lí học với xã hội
II CHUẨN BỊ :
1- Giáo viên: Nhắc học sinh ôn bài :
Sự bảo toàn năng lượng trong các hiện tượng cơ và nhiệt ( bài 28 , vật lý 8)
2-Học sinh : chuẩn bị theo yêu cầu của giáo viên.
III TIẾN TRÌNH BÀI GIẢNG
1- Kiểm tra bài cũ : Nội năng là gì ? Nội năng có mấy cách biến đổi ?
2- Bài mới :
Hoạt động 1: Tìm hiểu về nguyên lý I
của NĐLH
HS: Đọc SGK
GV:Viết BT và ptích về nguyên lý I
Nguyên lí I nhiệt động lực học là sự
vận dụng định luật bảo toàn và chuyển
hóa năng lượng
C1:Vật thu nhiệt lượng Q>0
Nội năng vật tăng U>0U>0
Vật thực hiện công A<0
C2: a,Q>0 vật nhận nhiệt lượng và tăng
nọi năng.Q<0 vật tỏa nhiệt và giảm nội
năng
I Nguyên lý I nhiệt động lực học:
1- Phát biểu nguyên lí:
- Như ta đã biết nội năng của vật cá thể thay đổi
bằng hai cách là truyền nhiệt và thực hiện công
- Nếu vật đồng thời nhận được công và nhiệt thì
theo định luật bảo toàn chuyển hóa năng lượng:
Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công
và nhiệt lượng mà vật nhận được
U = A + QU>0
* Quy ước về dấu:
+ Q < 0 Vật truyền n lượng cho các vật khác
Trang 2b,A>0 vật nhận công và tăng nội năng
A<0 vật thực hiện công và giảm nội năng
c,Q>0 và A<0 vật nhận nhiệt lượng thực
hiện công nội năng có thể tăng hoặc giảm
d, Q>0 và A>0 vật nhận nhiệt lượng nhận
công nội năng tăng
Hoạt động 2: Áp dụng nguyên lý I cho
các quá trình biến đổi trạng thái.
Ví dụ :
Q = 1,5J l = 5cm = 0,05m
F = 20N U = ?U>0
Giải :
Công mà chất khí nhận được là :
A = F.l = 20.0,05 = 1J
Theo nguyên lý I của NĐLH ta có
U = Q + A = 1,5 - 1 = 0,5 J
U>0
Cho chất khí chuyển từ trạng thái 1 (P1,
V1, T1) sang trạng thái 2
(P2, V2, T2) ta chứng minh rằng :
U>0U = Q
A = 0 U>0U = Q
Quá trình đẳng tích.
Như vậy Quá trình đẳng tích chính
là quá trình truyền nhiệt
-Vận dụng nguyên lí I NĐLHH ta có thể
hiểu quá trình chuyền và chuyển hóa
năng lượng trong các quá trình biến đổi
trạng thái của chất khí như thế nào ?
-Hướng dẫn học sinh cách chứng minh
hệ thức của nguyên lí INĐLH
trong quá trình đẳng tích ?
-Giáo viên phân tích chỉ rõ cho học
sinh cách vận dụng nguyên lí I
+ Q > 0 Vật nhận nhiệt lượng từ các vật khác
+ A > 0 Vật nhận công từ các vật khác + A < 0 Vật thực hiện công lên các vật khác
-Với quy ước về dấu thích hợp , hệ thức trên
có thể dùng để diễn đạt các quá trình biến đổi trạng
thái khác như vật truyền nhiệt cho các vật khác
vật thực hiện công lên các vật khác
2-Vận dụng:
-Có thể dùng nguyên lí I NĐLH để tìm hiểu về
sự truyền và chuyển hóa năng lượng , trong các quá trình biến đổi trạng thái của chất khí
-Sau đây là ví dụ về việc vận dụng nguyên lí INĐLH vào quá trình đẳng tích
-Trong hệ tọa độ (P,V) quá trình này được biểu diễn bằng đường thẳng vuông góc với trục thể tích
Cho chất khí chuyển từ trạng thái 1(P1,V1,T1) sang trạng thái 2(P2,V2,T2) (hình 33.2sgkh)
* Hãy chứng minh rằng , khi đó hệ thức của
nguyên lí I NĐLH có dạng: U = QU>0 Trong quá trình đẳng tích , nhiệt lượng mà chất khí nhận được chỉ dùng làm tăng nội năng Quá
vậ t
Q<0
A<0 A>0
Q>0
Trang 3trong việc giải các bài tập ?
Hoạt động 3: Tìm hiểu về nguyên lý II
của NĐLH.
*Như vậy trong tự nhiên có nhiều quá
trình chỉ có thể tự xảy ra theo một chiều
xác định,không thể tự xảy ra theo chiều
ngược lại
Hoạt động 3: Tìm hiểu về động cơ nhiệt
* Hiệu suất của động cơ nhiệt :
Công thức tính hiệu suất
1 Q
A
H Luôn nhỏ hơn 1
+Nhiệt lượng do nguồn nóng cung cấp
không thể hoàn toàn biến thành công cơ
học
+Mà một phần đã bị tổn hao thất
thoát do nguồn lạnh hấp thụ
trình đẳng tích là quá trình truyền nhiệt
II-Nguyên lý II của nhiệt động lực học:
1- Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch ( đọc SGK)
2- Nguyên lí II nhiệt động lực học:
a)Cách phát biểu của Clau-di-út :
Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn
b)Cách phát biểu của Các-nô :
Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học 3- Vận dụng:Dùng nguyên lý II để giải thích nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ nhiệt.Động cơ nhiệt gồm ba bộ phận cơ bản :
1 Nguồn nóng,để cung cấp nhiệt lượng
2 Bộ phận phát động, sinh công
3 Nguồn lạnh,thu nhiệt lượng do tác nhân tỏa
ra Hiệu suất của động cơ nhiệt : Công thức tính hiệu suất
1 Q
A
H Luôn nhỏ hơn 1
3 Củng cố và luyện tập : Hệ thống bài khắc sâu các công thức về nguyên
lý nhiệt độnglực học Đọc phần ghi nhớ cuối SGK
Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch
Nguyên lý II của nhiệt động lực học
4 Hướng dẫn học sinh tự học
BT 3(179):D khí trong bình kín không dãn nở nên A=0 U Q
BT 4(180): C Khí nhận nhiệt Q>0 sinh công A<0
BT 5(180): A Quá trình đẳng tích V=h/s A 0 U Q
nhiệt độ tăng U tăng U>0.U>0 Về nhà học bài làm bài tập 6,7(180)