Bài soạn Vật lý lớp 10 - Bài 33 - Tiết 56: Các nguyên lí của nhiệt động lực học

Bài 33 Tiết 56 các nguyên lí của nhiệt động lực học (tiết 1) Ngày soạn 28-3-2010 I.Mục tiêu 1. Kiến thức: - Phát biểu và viết được công thức của nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học (NĐLH) - Nêu được tên, đơn vị và quy ước về dấu của các đại lượng trong công thức. 2. Kĩ năng: - Vận dụng được nguyên lí thứ nhất của NĐLH vào các đẳng quá trình của khí lí tưởng để viết và nêu ý nghĩa vật lí của biểu thức của nguyên lí này cho từng quá trình. - Vận dụng được nguyên lí thứ nhất của NĐLH để giải các bài tập liên quan và giải thích các hiện tượng thực tế. 3. Thái độ , tình cảm - Có hứng thú học tập và vận dụng kiến thức đã học vào trong thực tiễn II. Chuẩn bị 1. Giáo viên: Tranh, mô tả chất khí thực hiện công 2. Học sinh: - Học bài cũ - Ôn lại bài “Sự bảo toàn năng lượng trong các hiện tượng cơ và nhiệt” (bài 27, Vật lí 8). III. Tiến trình dạy – học 1. ổn định lớp (1 phút) Ngày dạy Lớp Tiết Học sinh vắng 2. Kiểm tra bài cũ 3. Bài mới * Đặt vấn đề (1phút) Bài hôm nay ta nghiên cứu về các nguyên lí của NĐLH, nó là cơ sở để chế tạo tất cả các động cơ nhiệt * Hoạt động 1 (15 phút): Tìm hiểu về nguyên lí I của NĐLH. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Ghi nhận - Ghi nhận - Phát biểu - Phát biểu định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng - Đưa ra khái niệm hệ nhiệt động ? Hãy áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng cho hệ nhiệt động trong trường hệ vật nhận công A làm tăng nội năng ? - Phát biểu - Phát biểu ? Tương tự khi truyền cho hệ nhiệt lượng Q? => khi hệ vừa nhận công A, vừa nhận nhiệt lượng Q thì =? - Ghi nhận I. Nguyên lí I NĐLH 1. Phát biểu nguyên lí - Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng và nhiệt lượng mà vật nhận được - Ghi nhận 2. Biểu thức - Thông báo: (1) chính là biểu thức của nguyên lí I NĐLH ? Yêu cầu nêu nội dụng nguyên lí I NĐLH ? - Nói thêm về các cách phát biểu khác của nguyên lí I NĐLH, ý nghĩa. ? Yêu cầu viết lại biểu thức? - Ghi nhận * Quy ước + Q>0 : Hệ nhận nhiệt lượng + Q>0 : Hệ thực hiện nhiệt lượng + A>0 : Hệ nhận công + A>0 : Hệ thực hiện công (sinh công) - Nguyên lí I NĐLH còn được áp dụng khi hệ thực hiện công hay truyền nhiệt cho vật khác nếu A, Q nhận được các quy ước phù hợp về dấu=> đưa ra quy ước. Hoạt động 2 (12phút): áp dụng nguyên lí của NĐLH cho các quá trình biến đổi trạng thái của chất khí. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Ghi nhận - Ghi nhận, quan sát Xét một lượng khí chuyển từ trạng thái 1 ( p1, V1, T1) sang trạng thái 2 ( p2, V2, T2) có V1=V2. - Phát biểu Vì V=const => A=0 - Rút ra kết luận KL: 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. - Phát biểu + Quá trình đẳng nhiệt: T=const => => Q= -A. Quá trình đẳng nhiệt là quá trình thực hiện công + Quá trình đẳng áp: công thực hiện , - Thông báo Ta có thể dùng nguyên lí I NĐLH để tìm hiểu về sự truyền và chuyển hoá năng lượng trong các quá trình biến đổi trạng thái của chất khí. Dưới đây ta xét cho quá trình đẳng tích - Xét một lượng khí chuyển từ trạng thái 1 ( p1, V1, T1) sang trạng thái 2 ( p2, V2, T2) có V1=V2 và được biểu diễn trong H.33.2 SGK- 176 ? Hãy tính công của lượng khí thực hiện được trong quá trình trên? ? Hãy viêt biểu thức của nguyên lí I NĐLH trong trường hợp này? ? Hãy rút ra kết luận? ?Yêu cầu viết biểu thức của nguyên lí I NĐLH trong quá trình đẳng nhiệt và đẳng áp? Hoạt động 3 (10phút): Làm bài tập vận dụng Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Thực hiện Tóm tắt Q= 1,5 J, l=5 cm = 0,05 m F= 20 N =? Giải - Công mà chất khí thực hiện được A= F.l = 20.0,05 = 1 (J) - Vì khí nhận nhiệt lượng và thực hiện công nên Q>0, A<0 - áp dụng nguyên lí I NĐLH - Yêu cầu HS đọc bài tập ví dụ trong SGK, suy nghĩ và tóm tắt - Phân tích, hướng dẫn và yêu cầu giải ? Hãy tính công mà lượng khí trong xi-lanh thực hiện được ? Hãy xác định quá trình trao đổi năng lượng của chất khí từ đó xác định dấu của A, Q? ? Hãy áp dụng nguyên lí I NĐLH tính độ biến thiên nội năng của lượng khí? 4. Củng cố, vận dụng (5 phút) - Yêu cầu Hs trả lời câu hỏi 3,4,5 SGK- 180 - Nhắc lại kiến thức cơ bản, phương pháp giải bài tạp về nguyên lí I NĐLH 5. Giao nhiệm vụ về nhà (1phút) - Học bài cũ, làm bài tập 6,7,8 SGK- 180 - Đọc tiếp phần II.Nguyên lí II NĐLH IV. Rút kinh nghiệm