Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 55 - Bài 32: Nội năng và sự biến thiên nội năng

Ngày Soạn: 10/03/07 Tiết: 55 Chương VI: CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG I. Mục tiêu. a. Về kiến thức: Phát biểu được định nghĩa nội năng; trình bày được 2 cách làm biến đổi nội năng. Phân biệt được thực hiện công và truyền nhiệt. Tìm được ví dụ trong thực tế về 2 cách làm biến đổi nội năng Phát biểu được định nghĩa nhiệt lượng. Viết công thức tính nhiệt lượng, nêu được tên và đơn vị của các địa lượng có trong công thức. b. Về kĩ năng: Giải thích một cách định tính một số hiện tượng đơn giản về sự biến thiên nội năng. Sử dụng công thức tính nhiệt lượng để làm các bài tập ra trong bài và các bài tương tự. II. Chuẩn bị. GV: Dụng cụ để làm TN hình 32.1 a; Phóng to các hình còn lại. III. Tiến trình giảng dạy. 1. Ổn định lớp 2. Bài mới. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Dạng năng lượng nào thường được con người sử dụng? - Nhưng phần lớn năng lượng con người đang sử dụng lại được khai thác chính từ nội năng. Vậy nội năng là gì? - Các em hãy nhắc lại định nghĩa về động năng và thế năng? - Khi nào vật có thế năng trọng trường? - Thế năng này phụ thuộc vào yếu tố nào? - Các phân tử có tương tác với nhau không? - Giữa các phân tử có khoảng cách hay không? - Vậy các phân tử có động năng, thế năng hay không? Vì sao? (có thể trao đổi nhóm) - Nhận xét ý kiến trình bày của hs: tóm tắt định nghĩa nội năng: - Các em đọc và trả lời C1; - Phân tích ý kiến trả lời của hs để đi đến kl U của 1 vật phụ thuộc vào nhiệt độ của vật (vận tốc của các pt) và thể tích của vật (kc giữa các pt) - Các em đọc và trả lời C2; - Nhận xét câu trả lời của hs. Nhấn mạnh: Trong chương này chúng ta chủ yếu khảo sát sự biến thiên nội năng của khí lý tưởng nên chỉ chú ý sự phụ thuộc của nội năng vào nhiệt độ. - Đây là vấn đề các em đã được nghiên cứu ở lớp 8, do đó các em có thể tự nghiên cứu SGK. - Trước hết hãy thảo luận các câu hỏi sau: + Làm thế nào để biết nội năng của vật thay đổi? - Phân tích câu trả lời của hs để đi đến kết luận: Đối với chương này thì khi thấy nhiệt độ của vật thay đổi là biết nội năng của vật thay đổi. + Làm thế nào để thay đổi nội năng của một vật? - Hướng dẫn hs đọc SGK để trả lời. - Thực hiện công; - Yêu cầu một vài hs trình bày TN hình 32.1a và b; thực hiện TN hình 32.1a để minh họa. Nhận xét và bổ sung nếu cần. - Truyền nhiệt a. Quá trình truyền nhiệt; - Yêu cầu một vài hs trình bày TN hình 32.2a và b; thực hiện TN hình 32.2a để minh họa. Nhận xét và bổ sung nếu cần. - Tổng kết về 2 cách thực hiện công trình bày trong SGK. b. Nhiệt lượng; - Trình bày như SGK; - Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt là gì? - Hãy nhắc lại công thức tính nhiệt lượng của một lượng chất nhận vào hay tỏa ra khi nhiệt độ thay đổi? - Các em hãy đọc và trả lời C3, 4 + Chú ý chỉ phân biệt như SGK, không đi vào cơ chế của thực hiện công và truyền nhiệt. Hoạt động 1: Tổ chức tình huống học tập. - Hs làm việc cá nhân (đó là điện năng, cơ năng, nhiệt năng,...) Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm nội năng và độ biến thiên nội năng. - Làm việc cá nhân để trả lời câu hỏi của gv. - Tương tác giữa vật và trái đất. - Phụ thuộc vào vị trí đặt vật và khối lượng. - Có tương tác - Có khoảng cách - Trao đổi với nhau để trả lời câu hỏi của gv (Có động năng, thế năng vì giữa các phân tử có tương tác và có khoảng cách) - Thảo luận C1, cử đại diện trả lời: (Động năng pt phụ thuộc vào nhiệt độ, còn thế năng phân tử phụ thuộc thể tích nên U (v, T)) - Thảo luận cử đại diện trả lời (Vì bỏ qua tương tác giữa các phân tử nên các phân tử khí lý tưởng không có thế năng mà chỉ có động năng. Vì vậy, nội năng của khí lý tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ) Hoạt động 3: Tìm hiểu về hai cách làm biến thiên nội năng và khái niệm nhiệt lượng. - Nghiên cứu SGK - Thảo luận để trả lời các câu hỏi của gv. (Nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ, à nhiệt độ thay đổi à nội năng thay đổi.) - Có 2 cách: (thực hiện công & truyền nhiệt) - Trình bày TN hình 32.1; thực hiện thí nghiệm a. - Trình bày TN hình 32.2; thực hiện thí nghiệm a. - Nhiệt lượng () +: Độ biến thiên nội năng của vật trong quá trình truyền nhiệt. +: Nhiệt lượng vật nhận được từ vật khác hay tỏa nhiệt ra cho vật khác. - Trong đó: +: Nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra (J) + m: Khối lượng (kg) + c: Nhiệt dung riêng (J/kg.K) +: độ biến thiên nhiệt độ. () I. Nội năng. 1. Nội năng là gì? 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; đơn vị jun (J). 2. Độ biến thiên nội năng (). Là phần nội năng tăng thêm lên hay giảm bớt đi trong một quá trình. II. Các cách làm thay đổi nội năng. 1. Thực hiện công Trong quá trình thực hiện công có sự chuyển hóa từ một dạng năng lượng khác (VD trên là cơ năng) sang nội năng. 2. Truyền nhiệt a. Quá trình truyền nhiệt Quá trình làm thay đổi nội năng không có sự thực hiện công như trên gọi là quá trình truyền nhiệt. b. Nhiệt lượng Số đo độ biến thiên của nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng. +: Độ biến thiên nội năng của vật trong quá trình truyền nhiệt. +: Nhiệt lượng vật nhận được từ vật khác hay tỏa nhiệt ra cho vật khác. - Trong đó: +: Nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra (J) + m: Khối lượng (kg) + c: Nhiệt dung riêng (J/kg.K) +: độ biến thiên nhiệt độ. () IV. CỦNG CỐ: Qua bài này chúng ta cần nắm được: -Phát biểu được định nghĩa nội năng; trình bày được 2 cách làm biến đổi nội năng. Phân biệt được thực hiện công và truyền nhiệt. Tìm -Phát biểu được định nghĩa nhiệt lượng. Viết công thức tính nhiệt lượng. V. DẶN DÒ. - Yêu cầu hs giải bài tập SGK - Về nhà học bài làm tiếp các bài tập trong SBT, chuẩn bị bài tiếp theo