Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 56, 57 - Bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học

a. Về kiến thức:

Phát biểu và viết được hệ thức của nguyên lý I nhiệt động lực học (NĐLH); Nêu được tên, đơn vị và qui ước về dấu của các đại lượng trong hệ thức.

b. Về kĩ năng:

Vận dụng được nguyên lý I NĐLH vào quá trình đẳng tích để viết và nêu ý nghĩa vật lý của hệ thức nguyên lý này cho từng quá trình.

Giải được các bài tập trong bài học và bài tập tương tự; nêu được ví dụ về quá trình không thuận nghịch.

 

doc4 trang | Chia sẻ: lephuong6688 | Lượt xem: 606 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 56, 57 - Bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Ngày Soạn: 15/03/07 Tiết: 56-57 Bài 33: CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC I. Mục tiêu. a. Về kiến thức: Phát biểu và viết được hệ thức của nguyên lý I nhiệt động lực học (NĐLH); Nêu được tên, đơn vị và qui ước về dấu của các đại lượng trong hệ thức. b. Về kĩ năng: Vận dụng được nguyên lý I NĐLH vào quá trình đẳng tích để viết và nêu ý nghĩa vật lý của hệ thức nguyên lý này cho từng quá trình. Giải được các bài tập trong bài học và bài tập tương tự; nêu được ví dụ về quá trình không thuận nghịch. c. Thái độ: II. Chuẩn bị. HS: Ôn lại sự bảo toàn năng lượng trong các hiện tượng cơ, nhiệt SGK.VL 8. III. Tiến trình giảng dạy. 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5’). Phát biểu định nghĩa nội năng? Nội năng của một lượng khí lý tưởng có phụ thuộc vào thể tích hay không? Tại sao? 3. Bài mới. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Trong chương 5 chúng ta đã nghiên cứu về chất khí về mặt hiện tượng, xác định mối quan hệ giữa 3 đại lượng đặc trưng cho trạng thái của một lượng khí xác định là p, V & T. Chương này chúng ta sẽ nghiên cứu chất khí về mặt năng lượng, xác định mối quan hệ giữa 3 đại lượng liên quan đến năng lượng của chất khí là nội năng, công và nhiệt lượng. Mqh này sẽ được thể hiện trong 2 nguyên lý cơ bản của NĐLH là nguyên lí I & II. Các nguyên lý này có nhiều ứng dụng trong đời sống và công nghệ, đặc biệt là công nghệ về các máy nhiệt. - Gv trình bày nội dung nguyên lí như SGK và rút ra biểu thức: + Các em hãy tìm ví dụ về quá trình mà vật (có thể là một vật rắn, một lượng chất lỏng hoặc một lượng khí) đồng thời nhận công và nhiệt. + Hướng dẫn hs thảo luận về các ví dụ được nêu lên và kết luận về ví dụ đó. - Quy ước về dấu: chú ý cho hs các em rất dễ nhằm lẫn. + Biểu thức trên của nguyên lí I chỉ đúng cho trường hợp vật đồng thời nhận cộng và nhiệt từ các vật khác. Trong các trường hợp khác như vật truyền nhiệt, vật thực hiện công thì biểu thức của nguyên lí I sẽ như thế nào? + Cho hs suy nghĩ và đưa ra dự đoán của mình. + Phân tích ý kiến của hs. Từ đó trình bày qui ước về dấu thông qua hình 33.1. + Các em viết biểu thức của nguyên lý trong các trường hợp sau: * Vật nhận công và tỏa nhiệt; * Vật nhận nhiệt và thực hiện công; * Vật đồng thời thực hiện công và truyền nhiệt; - Cho hs làm bài tập VD SGK; - Các em trả lời C1, C2; điều khiển hs thảo luận. - Chúng ta sẽ vận dụng nguyên lý I NĐLH vào một quá trình đơn giản nhất là quá trình đẳng tích. - Giả sử có một lượng khí không đổi đựng trong 1 xilanh có pittông. Người ta đun nóng từ từ chất khí và giữ cho pittông không chuyển dời. - Hãy viết biểu thức của nguyên lý I cho quá trình này. - Theo dõi hs viết biểu thức. Chọn một số biểu thức ghi lên bảng, yêu cầu các em nhận xét. - Nếu còn t cho hs viết biểu thức của nguyên lý I cho quá trình đẳng áp (cho pittông ở trên nằm ngang sao cho pittông chuyển động đều để có quá trình đẳng áp) Hoạt động 1: Tổ chức tình huống học tập. - Nhận thức vấn đề bài học Hoạt động 2: Tìm hiểu nguyên lí I NĐLH. - Hs tìm ví dụ thực tế và thảo luận về những ví dụ do cả lớp nêu ra. - Hs dự đoán cách việt biểu thức của nguyên lí I NĐLH trong các trường hợp khác với trường hợp vật đồng thời nhận công và nhiệt - Hs viết biểu thức của nguyên lí I và thảo luận về các biểu thức do các bạn viết trong các trường hợp. - Làm BT ví dụ SGK, theo dõi gv sửa bài. - Trả lời các câu hỏi C1, 2; thảo luận về các câu trả lời của bạn. Hoạt động 3: Vận dụng nguyên lí I vào quá trình đẳng tích. - Theo dõi hình vẽ của gv để tìm hiểu quá trình và viết biểu thức của nguyên lý I cho quá trình này. - Viết biểu thức lên bảng khi được gv yêu cầu, thảo luận về các biểu thức của bạn. - Viết biểu thức của nguyên lí I cho quá trình đẳng áp và thảo luận về cách viết biểu thức này. - I. Nguyên lý I nhiệt động lực học (NĐLH) 1. Phát biểu nguyên lý. Độ biên thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được. * Quy ước về dấu của nhiệt lượng và công: Q > 0: Vật nhận nhiệt lượng; Q < 0: Vật truyền nhiệt lượng; A > 0: Vật nhận công; A < 0: Vật thực hiện công; 2. Vận dụng. Vận dụng vào quá trình đẳng tích; - Chúng ta có một con lắc đơn. Khi cho nó dao động à sau một khoảng thời gian thì nó dừng lại do có ma sát với không khí (sức cản của kk). Nêu bỏ qua sức cản đó thì con lắc sẽ tiếp tục dao động mãi mãi. Quá trình như thế gọi là quá trình thuận nghịch. - Vậy quá trình thuận nghịch là quá trình như thế nào? - Đặt một ấm nước nóng ra ngoài kk thì có hiện tượng gì xảy ra? - Liệu ấm nước có thể tự lấy nhiệt lượng mà nó đã truyền cho kk để nóng lên như cũ được không? - Vậy điều này có trái với ĐLBT và chuyển hóa năng lượng và nguyên lý I hay không? - Hướng dẫn hs thảo luận à Có những điều không vi phạm ĐLBT & CHNL cũng như nguyên lý I NĐLH, nhưng vẫn không thể xảy ra. - Các em lấy thêm ví dụ về quá trình thuận nghịch. - Tương tự như trên chúng ta tìm hiểu quá trình không thuận nghịch (SGK). - Các em hãy lấy ví dụ về quá trình kTN? - Gv kết luận về quá trình KTN. - Chú ý: trong tự nhiên có nhiều quá trình chỉ tự xảy ra theo chiều xác định, không thể xảy ra theo chiều ngược lại. - Nguyên lý II NĐLH cho chúng ta biết chiều mà hiện tượng có thể tự xảy ra. - Gv trình bày 2 cách phát biểu nguyên lý II NĐLH - Cách phát biểu của Clau-đi-ut: + Chú ý chiều thuận trong cách phát biểu này là chiều nào? + Chúng ta có thể bỏ qua chữ “tự” trong phát biểu nguyên lý II của Clau-đi-ut có được không? Tại sao? - Cách phát biểu của Cac-no: + Chiều thuận trong cách phát biểu này là chiều nào? (Cơ năng có thể chuyển hóa hoàn toàn thành nội năng). + Tại sao trong cách phát biểu của Cac-no không có chữ “tự”. (Dù có sự can thiệp từ bên ngoài cũng không thể biến nội năng hoàn toàn thành cơ năng) - Các em hãy nhắc lại 3 bộ phận cơ bản của ĐCN? - Treo hình 33.4 SGK. + Các em hãy cho biết tác dụng của từng bộ phận? + Tại sao phải có nguồn nóng và nguồn lạnh? - Gv trình bày hiệu suất ĐCN. Hoạt động 1: Tìm hiểu quá trình thuận nghịch và quá trình không thuận nghịch. - Chú ý để rút ra kết luận quá trình thuận nghịch. - HS trả lời (là qt vật tự trở về trạng thái ban đầu mà không cần đến sự can thiệp của các vật khác) - Ấm nước mất nhiệt (tỏa nhiệt) - Không được. - Thảo luận để trả lời câu hỏi của gv. - Hs lấy ví dụ - Theo dõi quá trình KTN - Lấy ví dụ về quá trình KTN. Hoạt động 2: Phát biểu nguyên lý II NĐLH - Trả lời các câu hỏi của gv (có thể thảo luận nhóm) - Nếu có sự can thiệp từ bên ngoài thì có thể truyền nhiệt từ một vật sang vật nóng hơn. - Trả lời các câu hỏi của gv. Hoạt động 3: Vận dụng nguyên lý II vào việc tìm hiểu nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của ĐCN. - Trình bày cấu tạo ĐCN - Quan sát hình vẽ trả lời câu hỏi của gv. - Do nguyên lý II không thể chuyển hóa hoàn toàn nhiệt lượng thành công nên động cơ nhiệt phải truyền một phần nhiệt lượng nhận được ra bên ngoài. - Nhiệt chỉ có thể tự truyền từ vật nóng hơn sang vật lạnh hơn nên phải có nguồn lạnh. II. Nguyên lý II nhiệt động lực học. 1. Quá trình thuận nghịch và quá trình không thuận nghịch. a. Quá trình thuận nghịch. Là quá trình tự quay về trạng thái ban đầu à quá trình xảy ra theo 2 chiều thuận và nghịch b. Quá trình không thuận nghịch. Là quá trình không tự quay về trạng thái ban đầu à chỉ xảy ra theo một chiều xác định. 2. Nguyên lý II nhiệt động lực học. a. Cách phát biểu của Clau-đi-út Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn. b. Cách phát biểu của Cac-nô Động cơ nhiệt không thể chuyển hoá tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học. 3. Vận dụng. IV. CỦNG CỐ: Qua bài này chúng ta cần nắm được: -Phát biểu và viết được hệ thức của nguyên lý I nhiệt động lực học (NĐLH); Nêu được tên, đơn vị và qui ước về dấu của các đại lượng trong hệ thức. -Vận dụng được nguyên lý I NĐLH vào quá trình đẳng tích để viết và nêu ý nghĩa vật lý của hệ thức nguyên lý này cho từng quá trình. V. DẶN DÒ. - Các em trả lời các câu hỏi trong SGK, làm bài tập 8 trang 180. - Về nhà làm tiếp các BT trong SBT và chuẩn bị bài tiếp theo.

File đính kèm:

  • docTIET 56-57 CAC NGUYN LY NHIET.doc