Bài soạn Vật lý lớp 10 - Bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học (tiết 1)

GIÁO ÁN GIẢNG DẠY Trường THPT Phan Ngọc Hiển Lớp: 10B5 . Môn: Vật Lý Tiết 4, ngày 31/03/2010 GVHDGD: Hồ Xuân Thy Tên SV: Nguyễn Minh Tuấn Mã số: 1062649 BÀI 33: CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC (TIẾT 1) I.MỤC TIÊU: 1. Về kiến thức: Phát biểu và viết được nguyên lí I nhiệt động lực học. Nêu được tên, đơn vị và qui ước về dấu của các đại lượng trong hệ thức. 2. Về kỹ năng: Vận dụng được nguyên lí I nhiệt động lực học cho các quá trình biến đổi trạng thái chất khí, viết cho quá trình đẳng tích. Giải các bài tập đơn giản. II. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC: 1. Phương pháp: diễn giải, hỏi đáp, thảo luận. 2. Phương tiện: powerpoint III. NỘI DUNG VÀ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC: 1. Kiểm tra bài cũ: Câu hỏi : Nội năng của vật là gì? Nội năng phụ thuộc vào yếu tố nào? Nhiệt lượng là gì? Công thức tính nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hay lỏng thu vào hay tỏa ra khi nhiệt độ thay đổi? 2. Vào bài: Dựa trên ba khái niệm cơ bản là: nội năng, công và nhiệt lượng và đã vận dụng thành công những kết quả nghiên cứu này vào khoa học, công nghệ và đời sống. Một trong những thành tựu nghiên cứu quan trọng nhất trong lĩnh vực này là việc tìm ra các nguyên lí của nhiệt động lực học. 3. Tài liệu mới: BÀI 33: CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC (Tiết 1) HOẠT ĐỘNG CỦA HS HOẠT ĐỘNG CỦA GV LƯU BẢNG Năng lượng không tự nhiên sinh ra cũng không tự nhiên mất đi, nó chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc từ vật này sang vật khác. * Khi cọ xác miếng kim loại lên mặt bàn miếng kim loại nóng lên: trong quá trình đó cơ năng đã chuyển hóa thành nội năng. * Bỏ miếng kim loại vào nước nóng, miếng kim loại nóng lên, nước nguội dần: nội năng từ nước truyền vào miếng kim loại. HS trả lời: Có Nội năng của vật thay đổi bằng cách nhận đồng thời nhiệt và công. = A+Q độ biến thiên nội năng (Jun) A: công mà hệ nhận được (Jun) Q: nhiệt lượng mà hệ nhận được (Jun) Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được. Qui ước về dấu A và Q: +Q>0: Hệ nhận nhiệt lượng. + Q<0: Hệ truyền nhiệt lượng. + A>0: Hệ nhận công. +A<0: Hệ thực hiện công. Q > 0 ; A 0 a) – Nhận nhiệt lượng để tăng nội năng. - Truyền nhiệt lượng cho vật khác làm cho nội năng giảm. b) – Nhận công làm tăng nội năng. - Thực hiện công lên vật khác làm nội năng giảm. c) Nhận nhiệt lượng, thực hiện công nội năng bị thay đổi. d) Nhận công và nhận nhiệt lượng làm tăng nội năng. Q = 2J A = -1.5J 2 - 1.5 = 0.5J Quá trình đẳng tích vì V1=V2 Trong quá trình đẳng tích nhiệt lượng mà chất khí nhận được chỉ dùng làm tăng nội năng. Học bài, Làm bài tập và xem trước bài mới. Đầu tiên chúng ta đi vào nghiên cứu nguyên lí I nhiệt động lực học. Chúng ta đã được học định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng. Bây giờ một em hãy phát biểu lại cho cô nội dung định luật này? Tiết trước chúng ta đã học 2 cách làm thay đổi nội năng của một vật. Bây giờ các em hãy cho cô ví dụ cho thấy sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác và sự chuyển nội năng từ vật này sang vật khác. Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng là định luật tổng quát nhất, nó đúng cho mọi hiện tượng. Bây giờ ta có 2 cách làm thay đổi nội năng của vật. đó là thực hiện công và truyền nhiệt. Thực hiện công làm thay đổi nội năng của vật Truyền nhiệt làm thay đổi nội năng của vật. Vậy khi thầy thực hiện đồng thời Công và truyền nhiệt thì thế nào? Có làm thay đổi nội năng không? Các em hãy phần 1 từ “ta đã biết..công thức 31.1” và cho biết trong nguyên lí này vật thay đổi nội năng bằng cách nào? Và nhìn vào công thức cho biết ý nghĩa của từng đại lượng? Từ công thức này các em hãy phát biểu thành lời? Đây cũng chính là nội dung của nguyên lí I nhiệt động lực học. Các em hãy quan sát hình 33.1 mô tả cách qui ước dấu của A và Q. Các em hãy cho cô biết người ta đã qui ước dấu của A và Q như thế nào? C1: Xác định dấu của các đại lượng trong hệ thức của nguyên lí I nhiệt động lực học cho các quá trình vật thu nhiệt lượng để tăng nội năng đồng thời thực hiện công? Cách ghi nhớ: Nhận vào tức là tăng thêmÚ mang dấu “+” Cho đi tức là giảm bớt điÚ mang dấu “-” C2: Các hệ thức sau đây diễn tả những quá trình nào? a) khi Q>0 khi Q<0 b) khi A>0 khi A<0 c) khi Q>0 và A<0 d) khi Q>0 và A>0 Vận dụng nguyên lí I nhiệt động lực học vào quá trình đẳng tích. Nhìn vào đồ thị hãy cho cô biết quá trình từ (1) đến (2) là quá trình gì? Quá trình này có thể được mô tả như sau: Chất khí trong xilanh được cung cấp một nhiệt độ, áp suất tăng đẩy pitong với một lực F mạnh hơn nhưng vì pitong được giữ chặc nên thể tích khí không tăng lên được. Ta có công thức tính công A= F.S Trong trường hợp này F là lực đẩy do chất khí tác dụng vào pitong nhưng vì pitong được giữ cố định nên S=0. Vậy A=0. Khi đó hệ thức của nguyên lí I nhiệt động lực học sẽ có dạng như thế nào? Một em hãy nêu ý nghĩa của biểu thức? Quá trình đẳng tích là quá trình truyền nhiệt. Củng cố nội dung chính và giao nhiệm vụ về nhà cho học sinh. I. NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC: 1) Phát biểu nguyên lí: Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được. ¯ Qui ước về dấu A và Q: +Q>0: Hệ nhận nhiệt lượng. + Q<0: Hệ truyền nhiệt lượng. + A>0: Hệ nhận công. +A<0: Hệ thực hiện công. Bài tập vận dụng: Người ta cung cấp cho khí nằm trong xilanh một nhiệt lượng 2J. Khí giãn nở và sinh công là 1.5J. Tính độ biến thiên nội năng của lượng khí đó? 2) Vận dụng: p p2 (2) p1 (1) 0 V1=V2 V A= F.S S=0 ’ A=0 Trong quá trình đẳng tích, nhiệt lượng mà chất khí nhận được chỉ dùng làm tăng nội năng. Quá trình đẳng tích là quá trình truyền nhiệt. Bài tập vận dụng: (trang 176) GVHDGD: Hồ Xuân Thy Ngày soạn: 31/03/2010 Ngày duyệt: Người soạn: Nguyễn Minh Tuấn Chữ ký: Chữ ký: