Sự biến thiên nội năng

CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC BÀI 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG aõb Giáo viên hướng dẫn: Võ Bá Tòng Sinh viên thực hiện: Trần Thị Ái Nữ Lớp: 10CBC Ngày dạy: 11/03/2010 I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Học sinh phải phát biểu được định nghĩa nội năng - Trình bày được hai cách làm biến đổi nội năng. Phân biệt được thực hiện công và truyền nhiệt. Tìm được ví dụ trong cuộc sống về hai cách biến đổi đó. - Phát biểu được định nghĩa nhiệt lượng. Viết được công thức tính nhiệt lượng và nêu được tên đơn và đơn vị của các đại lượng trong công thức. 2. Kỹ năng: - Sử dụng được công thức tính nhiệt lượng để làm các bài tập về truyền nhiệt giữa không quá ba vật. 3. Thái độ: - Nghiêm túc học tập, tích cực phát biểu ý kiến II. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: - Dụng cụ để làm thí nghiệm a và b trong hình 32.1 - Phóng to các thí nghiệm c và d trong hình 32.1 để học sinh dễ quan sát. 2. Học sinh: - Ôn lại khái niệm nhiệt năng và nhiệt lượng đã học ở lớp 8 - Ôn lại khái niệm động năng và thế năng ở chương IV. III. Tiến trình dạy học: 1. Ổn định lớp, kiểm tra sỉ số: 2. Kiểm tra bài cũ: (5’) 3. Hoạt động dạy: Hoạt động 1: Đặt vấn đề vào bài, tìm hiểu khái niệm nội năng và độ biến thiên nội năng. Mục tiêu: Học sinh nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu, hiểu được định nghĩa nội năng và độ biến thiên nội năng. TG Nội dung Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh 2’ BÀI 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ - Đặt vấn đề: Những dạng năng lượng mà các em đã - HS suy nghĩ trả lời: điện năng, cơ năng hoặc năng 10’ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG. I.Nội năng 1. Nội năng là gì? Định nghĩa nội năng: 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. 2.Độ biến thiên nội năng Độ biến thiên nội năng ký hiệu là ∆U Độ biến thiên nội năng là phần nội năng tăng thêm lên hay giảm bớt đi trong một quá trình. biết? Nhưng có một dạng năng lượng là nội năng, phần lớn năng lượng con người đang sử dụng lại được khai thác chính từ năng lượng này. Vậy nội năng là gì? Để biết được nội năng là gì ta học bài. - Yêu cầu học sinh nhắc lại định nghĩa về động năng và thế năng đã học ở chương IV. Chất được cấu tạo từ các phân tử. Vậy vật có động năng và thế năng hay không? Trong cơ học người ta gọi tổng động năng và thể năng là cơ năng. Trong nhiệt động lực học thì người ta gọi là nội năng. - Nội năng là gi? - Nội năng của vật được kí hiệu bằng chữ U và có đơn vị là Jun (J) - Yêu cầu học sinh hoàn thành câu C1 SGK. GV gợi ý dựa vào thuyết động học phân tử động năng và thế năng phụ thuộc vào đại lượng nào? - Tương tự hãy hoàn thành câu C2 lượng nguyên tử - Nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu. - Nhắc lại định nghĩa về động năng và thế năng. - Thảo luận nhóm đưa ra câu trả lời: Phân tử có động năng là do các phân tử chuyển động không ngừng. Động năng phân tử phụ thuộc vào vận tốc của phân tử - Phân tử có thế năng tương tác là do giữa các phân tử có lực tương tác. Thế năng phân tử phụ thuộc vào sự phân bố các phân tử. Định nghĩa nội năng và ghi vào vở. - Theo thuyết động học phân tử thì động năng phụ thuộc vào nhiệt độ và thế năng phụ thuộc vào thể tích. Do đó nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích.U = f(T,V) - Câu C2 nếu ta bỏ qua tương tác của các phân tử nên các phân tử khí lí tưởng không có thế năng chỉ có 3’ Trong chương này chúng ta chủ yếu khảo sát sự biến thiên nội năng của khí lí tưởng nên chỉ chú ý đến sự phụ thuộc của nội năng vào nhiệt độ. Độ biến thiên nội năng của vật là phần nội năng tăng thêm lên hay giảm bớt đi trong quá trình. động năng. Vì vậy, nội năng của khí lí tưởng chỉ phụ thuộc nhiệt độ. - HS ghi nhận tiếp thu. Hoạt động 2: Tìm hiểu về các cách làm thay đổi nội năng Mục tiêu: Hiểu được hai cách làm biến đổi nội năng. Thời gian Nội dung Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh 20’ II.Các cách làm thay đổi nội năng Có hai cách làm thay đổi nội năng là thực hiện công và truyền nhiệt. 1.Thực hiện công: - Trong quá trình thực hiện công có sự chuyển hóa từ một dạng năng lượng khác sang nội năng. 2.Truyền nhiệt: a) Quá trình truyền nhiệt: - Trong quá trình truyền nhiệt không có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác, chỉ có sự truyền Yêu cầu học sinh trả lời các câu hỏi sau: - Làm thế nào để biết nội năng của một vật thay đổi? - Làm thế nào để thay đổi nội năng của một vật? - Hướng dẫn học sinh đọc SGK trả lời câu hỏi của GV. - Yêu cầu học sinh làm thí nghiệm a trong SGK và nhận xét. Giới thiệu thí nghiệm b trong SGK. Liên hệ thực tế có thể dùng pittông bơm xe đạp. Khi ấn mạnh pittông xuống thì nhiệt độ và thể tích khí trong xi lanh như thế nào? - Các quá trình thay đổi nội năng như các thí nghiệm trên là quá trình thực hiện Thảo luận nhóm trả lời: - Nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ nên khi thấy nhiệt độ của vật thay đổi là biết nội năng của vật thay đổi. - Đọc SGK và trả lời: Để thay đổi nội năng có hai cách: thực hiện công và truyền nhiệt. - Tiến hành thí nghiệm và đưa ra nhận xét: Khi cọ xát miếng kim loại trên mặt bàn thì miếng kim loại nóng lên. Nội năng của miếng kim loại đã thay đổi. - Khi ấn mạnh pittông xuống thì thể tích khí trong xilanh giảm và nhiệt độ khí nóng lên. nội năng từ vật này sang vật khác b) Nhiệt lượng: - Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng: ∆U = Q ∆U: độ biến thiên nội năng của vật trong quá trình truyền nhiệt Q: là nhiệt lượng vật nhận được từ vật khác hay tỏa ra cho vật khác. - Công thức tính nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hoặc chất lỏng thu vào hay tỏa ra khi nhiệt độ thay đổi: Q = mc∆t. Trong đó: Q là nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra (J) m: là khối lượng (kg) c: là nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K) ∆t: là độ biến thiên nhiệt độ công. Trong quá trình thực hiện công có sự chuyển hóa từ một dạng năng lượng khác sang nội năng. - Dựa vào hình 32.2 mô tả thí nghiệm a và b. - Nhận xét và đưa ra kết luận: Quá trình làm thay đổi nội năng không có sự thực hiện công như trên 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 sự truyền nội năng từ vật này sang vật khác. - Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt là gì? - Nhắc lại công thức tính nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hoặc chất lỏng thu vào hay tỏa ra khi nhiệt độ thay đổi? Yêu cầu học sinh hoàn thành câu C2 và câu C3. Quan sát hình vẽ mô tả thí nghiệm: - Thí nghiệm a là thả miếng kim loại vào cốc nước nóng kết quả là nhiệt độ của miếng kim loại cũng nóng chứng tỏ có sự truyền nhiệt từ nước nóng qua miếng kim loại. - Thí nghiệm b đưa ngọn lửa đến xilanh khí trong xi lanh nóng lên. - Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng: ∆U = Q - Công thức tính nhiệt lượng: Q = mc∆t. - Đọc SGK và hoàn thành câu C3 và C4. 4. Cũng cố: (3’) - Phát biểu định nghĩa nội năng - Có mấy cách làm thay đổi nội năng 5. Dặn dò:(2’) - Làm bài tập SGK, học bài - Chuẩn bị bài 33 “Các nguyên lí của nhiệt động lực học”. . gọi tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật là nội năng của vật. 2.Độ biến thiên nội năng Độ biến thiên nội năng ký hiệu là ∆U Độ biến thiên nội năng là phần nội năng tăng thêm. 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ - Đặt vấn đề: Những dạng năng lượng mà các em đã - HS suy nghĩ trả lời: điện năng, cơ năng hoặc năng 10’ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG. I .Nội năng 1. Nội năng là gì? Định nghĩa nội năng: . tìm hiểu khái niệm nội năng và độ biến thiên nội năng. Mục tiêu: Học sinh nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu, hiểu được định nghĩa nội năng và độ biến thiên nội năng. TG Nội dung Hoạt động