Giáo án môn Vật lý 10 - Bài 32: Nội năng và sự biến thiên nội năng

GIÁO ÁN GIẢNG DẠY Trường: THPT Nguyễn Minh Quang Họ và tên Gsh: Lâm Văn Đang MSSV: 1080265 Lớp: 10T5 Môn: Vật Lí Họ và tên GVHD: Phạm Thanh Thủy Tiết thứ: 2 Ngày 29 tháng 02 năm 2012 Bài 32. NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG (1 tiết) I. MỤC TIÊU - Kiến thức cơ bản - Phát biểu được định nghĩa nội năng trong nhiệt động lực học. - Chứng minh được nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật. - Phân biệt được hai cách làm biến đổi nội năng và nêu các ví dụ minh họa cụ thể về thực hiện công và truyền nhiệt. - Viết được công thức tính nhiệt lượng, nêu được tên và đơn vị các đại lượng trong công thức. - Kỹ năng - Giải thích định tính một số hiện tượng đơn giản về sự thay đổi nội năng. - Vận dụng được công thức tính nhiệt lượng để giải các bài tập trong SGK và các bài tập tương tự. II. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC 1. Phương pháp Diễn giảng, đọc sách, thảo luận nhóm, vấn đáp. 2. Phương tiện Sách giáo khoa, sách giáo viên, sách thiết bài giảng, bảng vẽ sẵn. III. NỘI DUNG VÀ TIẾN TRÌNH LÊN LỚP 1. Kiểm tra bài cũ 2. Giới thiệu bài mới - Gọi một em học sinh đọc phần chữ ở đầu bài học. 3. Dạy bài mới Nội dung lưu bảng Thời gian Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Chương VI CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Bài 32 NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN ĐỔI NỘI NĂNG I - Nội năng 1. Nội năng là gì? - Phân tử chuyển động không ngừng nên chúng có động năng phân tử. - Giữa các phân tử có lực tương tác nên chúng có thế năng phân tử. â 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: J â Nội năng của vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vât: U=f(T,V). 2. Độ biến thiên nội năng Độ biến thiên nội năng là phần nội năng tăng thêm hay giảm bớt đi trong một quá trình. Kí hiệu: II – Cách là thay đổi nội năng 1. Thự hiện công - Cọ xát cây thước à cây thước nóng lên. - Ấn mạnh và nhanh pit-tông của xilanh chứa khí à V khí giảm và khí nóng lên. â Nhận xét: Trong quá trình thực hiện công lên vật có sự chuyển hóa năng lượng từ cơ năng sang nội năng. 2. Truyền nhiệt a/ Quá trình truyền nhiệt - Quá trình làm thay đổi nội năng mà không có sự thực công lên vật thì gọi là quá trình truyền nhiệt. - Trong quá trình truyền nhiệt không có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác, chỉ có truyền nội năng từ vật này sang vật khác. b/ Nhiệt lượng - Nhiệt lượng là phần nội năng mà vật nhận được hay mất đi khi truyền nhiệt. ïLưu ý: Nhiệt lượng không phải là một dạng năng lượng, vì năng lượng luôn luôn tồn tại với vật chất còn nhiệt lượng chỉ xuất hiện khi có sự truyền nhiệt từ vật này sang vật khác. - Trong thực tế có 3 hình thức truyền nhiệt: dẫn nhiệt, bức xạ nhiệt, đối lưu. - Công thức tính nhiệt lượng của một lượng chất rắn hoặc chất lỏng thu vào hay tỏa ra khi nhiệt độ thay đổi: - Trong thực tế có 3 hình thức truyền nhiệt: dẫn nhiệt, bức xạ nhiệt, đối lưu. 20 phút 10 phút 10 phút - Khi một vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng. Vậy một em nhắc lại cho thầy biết cơ năng của một vật là gì? - Động năng của một vật phụ thuộc vào đại lượng nào? - Thế năng của một vật phụ thuộc vào đâu? - Trong hệ kín không có ma sát, thì có sự biến đổi qua lại giữa động năng và thế năng nhưng cơ năng luôn được bảo toàn. - Chúng ta đều biết rằng vật chất được cấu tạo từ các phân tử riêng rẽ. Vậy các phân tử có động năng, thế năng không? Vì sao? 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: J - Vậy nội năng của một vật phụ thuộc vào những yếu tố nào? Các em hãy trả lời câu hỏi C1, C2 trong SGK. Vậy nội năng của vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật: U=f(T,V). - Biến thiên là gì? - Vậy một em hay đứng lên cho thầy biết biến thiên nội năng là gi? Độ biến thiên nội năng là phần nội năng tăng thêm hay giảm bớt đi trong một quá trình. - Khi nhiệt độ của một vật thay đổi thì nội năng của nó thay đổi. Vậy nếu bằng cách nào đó ta có thể làm thay đổi nhiệt độ của vật thì ta cũng làm cho nội năng của nó như thế nào mấy em? Có những cách nào làm thay đổi nội năng của vật? - Vậy bây giờ chúng ta xét trường hợp thứ nhất là thực hiện công. - Các em hay lấy cây thước của mình cọ xát lên mặt bàn, sau đó dùng tay sờ vào cây thước, sau đó một em cho thầy nhận xét? - Bây giờ thầy có một ví dụ khác, giả sử thầy có một cái pit-tông và một xilanh chứa khí. Khi thầy ấn mạnh và nhanh pit-tông xuống, các em dự đoán xem nhiệt độ trong xilanh sẽ như thế nào? - Vậy khi đó chúng ta đã thực hiên công chưa mấy em? Khi thực hiện công như vậy thì nhiệt độ của vật như thế nào? Nội năng của vật thay đổi chưa? - Vậy lúc này cơ năng đã biến đổi thành gì rồi các em? - Từ đây một em hãy rút ra nhận xét cho thầy ? Trong quá trình thực hiện công lên vật có sự chuyển hóa năng lượng từ cơ năng sang nội năng. - Giả sử bây giờ thầy có một miếng kim loại, thầy thả miếng kim loại vào một chậu nước nóng, lúc này nhiệt độ của miến kim loại có thay đổi không các em? - Hoặc trường trường hợp thầy có một xilanh chứa đầy không khí và được bịt kín bởi pit-tông. Thầy đem xilanh này đặt trên một ngọn đèn cồn thì nhiệt độ của khối khí bên trong xilanh có thay đổi không? Vậy nội năng của khối khí có thay đổi không? - Vậy 2 trường hợp thầy đưa ra chúng ta có mất một công nào để thực hiện không mấy em? Rõ ràng trong 2 quá trình thầy vừa nêu chúng ta không mất một công nào nhưng chúng ta vẫn làm thay đổi được nội năng của vật, và những quá trình như thế người ta gọi đó là quá trình truyền nhiệt. Vậy một em phát biểu cho thầy quá trình truyền nhiệt là quá trình như thế nào? - Trong quá trình truyền nhiệt nội năng được truyền từ vật này sang vật khác không thể hiện bằng công. Khi miến kim loại nóng lên thì nước sẽ nguội đi. Ở đây có sự truyền một phần nội năng từ nước sang miến kim loại, ta nói nước đã truyền cho miến kim loại một phần nhiệt lượng. Vậy một em cho thầy biết nhiệt lượng là gì? Lưu ý: Nhiệt lượng không phải là một dạng năng lượng, vì năng lượng luôn luôn tồn tại với vật chất còn nhiệt lượng chỉ xuất hiện khi có sự truyền nhiệt từ vật này sang vật khác. - Hoàn thành câu hỏi C4 trong SGK. - Ở lớp 8 các em đã được học công thức tính nhiệt lượng của một lượng chất rắn hoặc lỏng. Vậy em nào có thể nhắc lại công thức cho thầy? - Các em hãy giải thích các đại lượng có mặt trong biểu thức. - Cơ năng của một vật bằng tổng động năng và thế năng của nó. - Phụ thuộc vào vận tốc của vật. - Thế năng của một vật phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. - Các phân tử có động năng do chúng chuyển động hỗn độn không ngừng. - Do giữa các phân tử có lực tương tác nên các phân tử có thế năng. + t tăng à v tăng à Wđ + V thay đổi à khoảng cách phân tử thay đổi à thế năng phân tủ thay đổi. - Là sự thay đổi. - Là sự thay đổi của nội năng trong một quá trình nào đó, nội năng có thể tăng hoặc giảm. - Thực hiện công và truyền nhiệt. - Sau khi cọ xát cây thước thì cây thước nóng lên. - Nhiệt độ của khối khí bên trong xilanh tăng. - Cá nhân suy nghĩ và trả lời. - Nội năng. - Trong quá trình thực hiện công lên vật có sự chuyển hóa năng lượng từ cơ năng sang nội năng. - Có thay đổi. - Nhiệt độ tăng, nội năng thay đổi. - Không thực hiên công. - Quá trình làm thay đổi nội năng mà không có sự thực công lên vật thì gọi là quá trình truyền nhiệt. - Trong quá trình truyền nhiệt không có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác, chỉ có truyền nội năng từ vật này sang vật khác. - Nhiệt lượng là phần nội năng mà vật nhận được hay mất đi khi truyền nhiệt. - Cá nhân trả lời. - 4. Củng cố kiến thức: - Bài học hôm nay các em cần nắm được những nội dung chính sau: + Phát biểu được định nghĩa nội năng trong nhiệt động lực học. + Chứng minh được nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật. + Phân biệt được hai cách làm biến đổi nội năng và nêu các ví dụ minh họa cụ thể về thực hiện công và truyền nhiệt. + Viết được công thức tính nhiệt lượng, nêu được tên và đơn vị các đại lượng trong công thức. - Tự đọc phần ghi nhớ. 5. Bài tập về nhà: + Hoàn thành câu hỏi C3 trong SGK. + Về làm bài tập trong SGK. Giáo viên hướng dẫn: Phạm Thanh Thủy Ngày soạn 28 tháng 02 năm 2012 Người soạn Ngày duyêt:............................................ Chữ ký: ................................................. Lâm Văn Đang