Bài giảng Vật lí Lớp 10 - Bài 32: Nội năng và sự biến thiên nội năng

CHƯƠNG VI 
CƠ SỞ CỦA 
 NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
NGUYÊN LÍ II NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 
 Bài 32 
NỘI NĂNG VÀ 
SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
Động năng 
Thế năng 
Cơ năng 
h 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
I. NỘI NĂNG 
1. Nội năng là gì? 
Các phân tử có động năng, thế năng không? Vì sao? 
 Các phân tử chuyển động hỗn độn không ngừng. 
 Giữa các phân tử có lực tương tác và khoảng cách 
động năng 
 phân tử. 
thế năng 
 phân tử 
Nội năng 
+ 
║ 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
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 ) 
Vậy nội năng của một vật phụ thuộc vào những yếu tố nào? 
Nhiệt độ 
Vận tốc chuyển động hỗn độn 
của các phân tử thay đổi 
Động năng của 
các phân tử thay đổi. 
Thể tích 
Khoảng cách giữa 
 các phân tử thay đổi 
Thế năng tương tác 
thay đổi. 
Thay đổi 
Thay đổi 
 Hãy chứng tỏ nội năng của một vật 
phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật: 
 U = f(T,V). 
Câu hỏi C1 sgk/170? 
Trả lời câu hỏi C1 sgk/170: 
Vậy nội n ă ng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích. 
	Độ biến thiên nội năng của một vật là phần nội năng tăng thêm lên hay giảm bớt đ i trong một quá trình. 
2. Độ biến thiên nội năng ( Δ U) : 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
I. NỘI NĂNG 
1. Nội năng là gì? 
 U = U 2 – U 1 
* U < 0 → U  
* U > 0 → U  
Câu hỏi C2: Hãy chứng tỏ nội n ă ng của một l ượng khí lí t ưởng chỉ phụ thuộc nhiệt độ ? 
Trả lời: Vì bỏ qua t ương tác giữa các phân tử nên các phân tử khí lí t ưởng chỉ có động n ă ng mà không có thế n ăng do đó nội n ă ng của khí lí t ưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ . 
Nhiệt n ă ng là n ă ng l ượng của chuyển động hỗn độn của các phân tử hay là tổng động n ăng của các phân tử cấu tạo nên vật. 
II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG 
1. Thực hiện công: 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
I. NỘI NĂNG 
+ Thí nghiệm: Hình 32.1a 
Tiến hành thí nghiệm: 
Ta có mấy cách làm thay đổi nội năng của một vật? 
2. Truyền nhiệt 
 
 Miếng kim loại nóng lên → U thay đổi. (U tăng) 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
+ Thí nghiệm: Hình 32.1b 
Tiến hành thí nghiệm: 
Thể tích khí giảm. Khí nóng lên → U thay đổi ( U tăng ) 
II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG 
1. Thực hiện công: 
I. NỘI NĂNG 
* Khi thực h iện công lên hệ hoặc cho hệ thực hiện công thì có thể làm thay đổi nội năng của hệ. 
* Trong quá trình thực hiện công thì có sự biến đổi qua lại giữa nội năng và dạng năng lượng khác. 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG 
1. Thực hiện công: 
I. NỘI NĂNG 
+ Kết luận: 
2. Truyền nhiệt 
II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG 
a) Quá trình truyền nhiệt 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
+ Thí nghiệm: 
 Tiến hành thí nghiệm: 
 Miếng kim loại nguội đi → U thay đổi. (U giảm) 
I. NỘI NĂNG 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
+ Thí nghiệm: Hình 32.2b 
 Tiến hành và kết quả thu được: 
 Miếng kim loại, khí trong xi lanh nóng lên → U thay đổi. (U tăng) 
+ Kết luận: 
* Quá trình làm thay đổi nội năng không có sự thực hiện công gọi là quá trình truyền nhiệt. (Sự truyền nhiệt) 
* Trong quá trình truyền nhiệt không có sự chuyển hoá năng lượng từ dạng này sang dạng khác, chỉ có sự truyền nội năng từ vật này sang vật khác. 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
2. Truyền nhiệt 
II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG 
 a) Quá trình truyền nhiệt 
I. NỘI NĂNG 
1. Thực hiện công: 
2. Truyền nhiệt: 
 Ngoại lực thực hiện công lên vật. 
 Có sự chuyển hóa năng lượng từ cơ năng sang nội năng. 
 Ngọai lực không thực hiện công lên vật. 
 Không có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác. 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
Câu hỏi C3 sgk / 172 
 Hãy so sánh sự thực hiện công và sự truyền nhiệt ? 
Trả lời: 
II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG 
1. Thực hiện công: 
I. NỘI NĂNG 
2. Truyền nhiệt 
b) Nhiệt lượng: 
 Số đo độ biến thiên của nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt l ượng . 
∆U=Q 
a) Quá trình truyền nhiệt 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
Q là nhiệt l ượng mà vật nhận được từ vật khác hay tỏa ra cho vật khác. 
∆U là độ biến thiên nội n ă ng của vật trong quá trình truyền nhiệt. 
 Trong đó : 
Q=mc∆t 
m: khối lượng (kg). 
c: nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K hoặc J/kg.độ). 
∆t: độ biến thiên nhiệt độ ( 0 C hay K). 
Q: nhiệt l ượng thu vào hay tỏa ra (J). 
 Nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hoặc lỏng thu vào hay tỏa ra khi nhiệt độ thay đổi được tính theo công thức: 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG 
1. Thực hiện công: 
I. NỘI NĂNG 
2. Truyền nhiệt 
a) Quá trình truyền nhiệt 
b) Nhiệt lượng: 
Công 
Nhiệt l ượng 
 Công là phần năng lượng được truyền từ vật này sang vật khác 
trong quá trình thực hiện công. 
 Nhiệt lượng là phần 
nội năng mà vật nhận 
được hay mất đi trong 
quá trình truyền nhiệt. 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
Câu hỏi C3 : Hãy so sánh công và nhiệt l ượng ? 
Trả l ời : 
Câu hỏi C4: Hãy mô tả và nêu tên các hình th ức truyền nhiệt trong các hiện t ượng vẽ ở hình 32. 3 ? 
Trả lời: 
	 Hình a) cách truyền nhiệt chủ yếu là dẫn nhiệt. 
	Hình b) cách truyền nhiệt chủ yếu là b ức xạ nhiệt. 
	Hình c) cách truyền nhiệt chủ yếu là đối l ưu . 
* Ứng dụng của độ biến thiên nội năng của vật : 
Động năng, thế năng của các phân tử có ý nghĩa gì đối với cuộc sống con người ??? 
Động cơ đốt trong 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
CỦNG CỐ 
 Câu 1: Nội năng của một khí lí tưởng có tính chất nào sau đây ? 
A. Chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ 
B. Phụ thuộc vào thể tích 
C. Phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích 
D. Không phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
CỦNG CỐ 
Câu 2 : Đun nóng khí trong bình kín. Kết luận nào sau đây sai ? 
A. Nội năng của khí tăng lên 
B. Thế năng của các phân tử khí tăng lên 
C. Động năng của các phân tử khí tăng lên 
D. Đèn truyền nội năng cho khối khí 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
CỦNG CỐ 
Câu 3: Phát biểu nào sau đây không đúng ? 
A. Nội năng là một dạng năng lượng. 
B. Nội năng thay đổi do quá trình thực hiện công. 
C. Nội năng thay đổi do quá trình truyền nhiệt. 
D. Nội n ă ng là nhiệt lượng. 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
CỦNG CỐ 
Câu 4: Cho 100g chì được truyền nhiệt lượng 260J. Nhiệt độ của chì tăng từ 15 0 C đến 35 0 C. Tính nhiệt dung riêng của chì ? 
A. 2600 (J/kg.độ) 
B. 130 (J/kg.độ) 
C. 65 (J/kg.độ) 
D. một giá trị khác 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
CỦNG CỐ 
Câu 5: Thả một quả cầu bằng nhôm khối lượng 0.105kg, được nung nóng đến 142 0 C vào 1 cốc nước ở 20 0 C. Sau một thời gian nhiệt độ của quả cầu và nước đều bằng 42 0 C. Tính lượng nước trong cốc. Coi nhiệt lượng truyền cho cốc và môi trường bên ngoài là không đáng kể. Biết c nhôm = 880J/kg.K, c nước = 4200J/kg.K 
Q thu =m n c n ∆t n 
Q tỏa =m nh c nh ∆t nh 
Q thu =|Q tỏa | 	 
 Bài 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG 
CHÚC CÁC EM HỌC TẬP TỐT !!!