Ngày soạn 14-4-2010 Ngày soạn 14-4-2010 CHƯƠNG VIII : CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CHƯƠNG VIII : CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Tiết 82 Tiết 82 NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC I. I. MỤC TIÊU MỤC TIÊU 1. 1. Kiến thức Kiến thức - - Hiểu được khái niệm nội năng Hiểu được khái niệm nội năng - - Hiểu được Hiểu được n n ội năng phụ thuộc vào ội năng phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích. nhiệt độ và thể tích. - - Hiểu được nguyên lý I nhiệt động lực học, biết cách phát biểu nguyên lý thứ nhất, biết cách sử dụng Hiểu được nguyên lý I nhiệt động lực học, biết cách phát biểu nguyên lý thứ nhất, biết cách sử dụng phương trình của nguyên lý. phương trình của nguyên lý. 2. 2. Kỹ năng Kỹ năng - - Giải thích được khi nào nội năng biến đổi, biết cách biến đổi nội năng. Giải thích được khi nào nội năng biến đổi, biết cách biến đổi nội năng. - - Sử dụng được nguyên lý thứ nhất để giải một số bài tập. Sử dụng được nguyên lý thứ nhất để giải một số bài tập. II. II. CHUẨN BỊ CHUẨN BỊ 1. 1. Giáo viên Giáo viên - - Một số thí nghiệm làm biến đổi nội năng. Một số thí nghiệm làm biến đổi nội năng. - - Một số bài tập sau bài và SBT. Một số bài tập sau bài và SBT. 2. 2. Học sinh Học sinh - - Ôn lại các khái niệm về công, nhiệt lượng, năng lượng. Ôn lại các khái niệm về công, nhiệt lượng, năng lượng. III. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 Hoạt động 1 : : KIỂM TRA BÀI CŨ KIỂM TRA BÀI CŨ - Cơ năng là gì? Phát biểu định luật bảo toàn cơ năng. - Cơ năng là gì? Phát biểu định luật bảo toàn cơ năng. Hoạt động 2: NỘI NĂNG VÀ CÁCH LÀM BIẾN ĐỔI NỘI NĂNG. Hoạt động 2: NỘI NĂNG VÀ CÁCH LÀM BIẾN ĐỔI NỘI NĂNG. Hoạt động của GV Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của HS Hoạt động dự kiến của HS Nội dung chính của bài Nội dung chính của bài - Hãy mô tả thí nghiệm đun - Hãy mô tả thí nghiệm đun nước, nắp ấm bật ra và yêu nước, nắp ấm bật ra và yêu cầu HS nhận xét. cầu HS nhận xét. © Tìm sự phụ thuộc của nội © Tìm sự phụ thuộc của nội năng. (Gợi ý cho HS) năng. (Gợi ý cho HS) - NĐLH không quan tâm - NĐLH không quan tâm đến bản chất của nội năng đến bản chất của nội năng cũng như giá trị tuyệt đối cũng như giá trị tuyệt đối của nội năng mà chỉ quan của nội năng mà chỉ quan tâm đến sự biến thiên của tâm đến sự biến thiên của nội năng trong quá trình nội năng trong quá trình biến đổi của hệ. biến đổi của hệ. - Yêu cầu HS tìm cách làm - Yêu cầu HS tìm cách làm biến đổi nội năng của hệ và biến đổi nội năng của hệ và cho ví dụ cho ví dụ - Tìm quan hệ giữa nhiệt - Tìm quan hệ giữa nhiệt lượng và công. lượng và công. - quan sát và rút ra nhận xét. - quan sát và rút ra nhận xét. - Nêu được sự phụ thuộc của nội - Nêu được sự phụ thuộc của nội năng vào nhiệt độ và thể tích. năng vào nhiệt độ và thể tích. - Nêu hai cách và cho ví dụ. - Nêu hai cách và cho ví dụ. - Nhắc lại - Nhắc lại 1J = 0,24cal 1J = 0,24cal 1cal = 4,19J 1cal = 4,19J 1. 1. Nội năng Nội năng - - Nội năng Nội năng là một dạng năng lượng bên là một dạng năng lượng bên trong của hệ, nó chỉ phụ thuộc vào trạng trong của hệ, nó chỉ phụ thuộc vào trạng thái của hệ. Nội năng bao gồm tổng động thái của hệ. Nội năng bao gồm tổng động năng chuyển động nhiệt của các phân tử năng chuyển động nhiệt của các phân tử cấu tạo nên hệ và thế năng tương tác giữa cấu tạo nên hệ và thế năng tương tác giữa các phân tử đó. các phân tử đó. - - Kí hiệu Kí hiệu : U, đơn vị Jun (J) : U, đơn vị Jun (J) - Nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ và thể - Nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của hệ U = f(T, V) tích của hệ U = f(T, V) - Nội năng khí lí tưởng chỉ phụ thuộc và - Nội năng khí lí tưởng chỉ phụ thuộc và nhiệt độ nhiệt độ 2. 2. Hai cách làm biến đổi nội năng Hai cách làm biến đổi nội năng a) a) Thực hiện công Thực hiện công : : - Trong quá trình thực hiện công có sự - Trong quá trình thực hiện công có sự chuyển hóa từ một dạng năng lượng khác chuyển hóa từ một dạng năng lượng khác sang nội năng. sang nội năng. VD : + cọ xát một miếng kim loại trên VD : + cọ xát một miếng kim loại trên mặt bàn, miếng kim loại nóng lên, nội mặt bàn, miếng kim loại nóng lên, nội năng của vật tăng. năng của vật tăng. + Nén khí hay cho khí dãn nở, thể + Nén khí hay cho khí dãn nở, thể tích khí thay đổi, nội năng khí biến thiên. tích khí thay đổi, nội năng khí biến thiên. Thực hiện công Thực hiện công Cơ năng Cơ năng Nội năng Nội năng b) b) Truyền nhiệt lượng Truyền nhiệt lượng - Trong quá trình truyền nhiệt có sự - Trong quá trình truyền nhiệt có sự truyền nội năng từ vật này sang vật khác. truyền nội năng từ vật này sang vật khác. - Số đo sự biến thiên nội năng trong quá - Số đo sự biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng trình truyền nhiệt là nhiệt lượng Q = Q = ∆ ∆ U U - Công thức tính nhiệt lượng - Công thức tính nhiệt lượng Q = mc Q = mc ∆ ∆ t t Q : nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra. (J) Q : nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra. (J) m : khối lượng chất (kg) m : khối lượng chất (kg) c : nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K) c : nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K) ∆ ∆ t : độ biến thiên nhiệt độ. ( t : độ biến thiên nhiệt độ. ( o o C hay K) C hay K) c) c) Sự tương đương giữa công và nhiệt Sự tương đương giữa công và nhiệt lượng lượng . . Hoạt động Hoạt động 3 3 : NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC : NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Hoạt động của GV Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của HS Hoạt động dự kiến của HS Nội dung chính của bài Nội dung chính của bài Thông báo : đó là sự vận dụng Thông báo : đó là sự vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng vào các hiện tượng năng lượng vào các hiện tượng nhiệt. nhiệt. Cho HS đọc SGK phần 3, tìm hiểu Cho HS đọc SGK phần 3, tìm hiểu nguyên lý I. nguyên lý I. Hướng dẫn HS tìm ra biểu thức Hướng dẫn HS tìm ra biểu thức của nguyên lý và phát biểu, của nguyên lý và phát biểu, chú ý phần quy ước dấu. chú ý phần quy ước dấu. - Đọc phần 3 trong SGK, - Đọc phần 3 trong SGK, tìm hiểu nguyên lý I nhiệt tìm hiểu nguyên lý I nhiệt động lực học. Ghi nhận động lực học. Ghi nhận công thức (58.2) công thức (58.2) - Phát biểu nguyên lý I - Phát biểu nguyên lý I 3. 3. Nguyên lý I nhiệt động lực học Nguyên lý I nhiệt động lực học Nguyên lý I nhiệt động lực học Nguyên lý I nhiệt động lực học là sự vận dụng định luật bảo toàn là sự vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng vào các và chuyển hóa năng lượng vào các hiện tượng nhiệt. hiện tượng nhiệt. a) a) Phát biểu – công thức Phát biểu – công thức Độ biến thiên nội năng của hệ Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng đại số nhiệt lượng và bằng tổng đại số nhiệt lượng và công mà hệ nhận được. công mà hệ nhận được. ∆ ∆ U = Q + A U = Q + A trong đó : trong đó : ∆ ∆ U : độ biến thiên nội năng của U : độ biến thiên nội năng của hệ. hệ. Q, A : các giá trị đại số Q, A : các giá trị đại số b) b) Quy ước về dấu Quy ước về dấu Q > 0 : hệ nhận nhiệt lượng Q > 0 : hệ nhận nhiệt lượng Q < 0 : hệ nhả nhiệt lượng Q < 0 : hệ nhả nhiệt lượng | | Q Q | | A > 0 : hệ nhận công A > 0 : hệ nhận công A < 0 : hệ sinh công A < 0 : hệ sinh công | | A A | | c) c) Phát biểu khác của nguyên lý I Phát biểu khác của nguyên lý I NĐLH NĐLH Q = Q = ∆ ∆ U – A U – A Nhiệt lượng truyền cho hệ làm Nhiệt lượng truyền cho hệ làm tăng nội năng của hệ và biến tăng nội năng của hệ và biến thành công mà hệ sinh ra. thành công mà hệ sinh ra. “– A” là công mà hệ sinh ra cho “– A” là công mà hệ sinh ra cho bên ngoài. bên ngoài. IV. IV. CỦNG CỐ : CỦNG CỐ : Hướng dẫn học sinh giải bài tập SGK Hướng dẫn học sinh giải bài tập SGK V. V. HƯỚNG DẪN TỰ HỌC. HƯỚNG DẪN TỰ HỌC. Yêu cầu HS tìm hiểu và soạn trước cấc câu hỏi bài 59 trang 299 SGK Yêu cầu HS tìm hiểu và soạn trước cấc câu hỏi bài 59 trang 299 SGK HỆ HỆ Q < 0 Q < 0 Q > 0 Q > 0 A > 0 A > 0 A < 0 A < 0 . không quan tâm - NĐLH không quan tâm đến bản chất của nội năng đến bản chất của nội năng cũng như giá trị tuyệt đối cũng như giá trị tuyệt đối của nội năng mà chỉ quan của nội năng mà chỉ quan tâm. năng của hệ và cho ví dụ cho ví dụ - Tìm quan hệ giữa nhiệt - Tìm quan hệ giữa nhiệt lượng và công. lượng và công. - quan sát và rút ra nhận xét. - quan sát và rút ra nhận xét. - Nêu được sự. công có sự chuyển hóa từ một dạng năng lượng khác chuyển hóa từ một dạng năng lượng khác sang nội năng. sang nội năng. VD : + cọ xát một miếng kim loại trên VD : + cọ xát một miếng kim loại trên mặt