giáo án thực tập các nguyên lí nhiệt động lực học

Trường THCS và THPT Tây Sơn Ngày soạn: 25/3/2012 Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Ái Vân Ngày dạy: 29/3/2013 Giáo sinh thực tập: Nguyễn Thị Hà Lớp: 10B5 BÀI 33: CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC I - MỤC TIÊU 1. Về kiến thức - Phát biểu được nguyên lí I của Nhiệt động lực học. - Viết được hệ thức của nguyên lí I của Nhiệt động lực học. - Nêu được tên, đơn vị và quy ước về dấu của các đại lượng trong hệ thức này. 2. Về kĩ năng - Vận dụng được mối quan hệ giữa nội năng với nhiệt độ và thể tích để giải thích một số hiện tượng có liên quan. - Giải được bài tập vận dụng nguyên lí I của Nhiệt động lực học. 3. Thái độ - Học sinh có thái độ tích cực trong học tập và tiếp thu kiến thức mới. - Học sinh hứng thú trong việc lí giải các hiện tượng tự nhiên. II - CHUẨN BỊ 1. Giáo viên - Hình vẽ 33.1 phóng to. 2. Học sinh - Ôn lại bài "sự bảo toàn năng lượng trong các hiện tượng cơ và nhiệt" Vật lí 8. 1 III - TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY Thời gian Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Kiến thức cần đạt Hoạt động 1: Đặt vấn đề 3 phút - Trả lời: Năng lượng không mất đi cũng không tự sinh ra. Nó chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác. - Học sinh chú ý lắng nghe giáo viên dẫn dắt vào bài. - Giáo viên yêu cầu một học sinh đứng tại chỗ phát biểu nội dung định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng đã học? - Giáo viên dẫn dắt vào bài: "Với ba khái niệm cơ bản là nội năng, công, nhiệt lượng. Các nhà vật lí đã nhiên cứu rất nhiều hiện tượng, sự vật vật lí và đã thu được những thành tựu to lớn. Một trong những thành tựu đó là tìm ra các nguyên lí của nhiệt động lực học." - Vấn đề bài học được xây dựng dựa trên ba khái niệm công, nhiệt lượng, nội năng. Hoạt động 2: Tìm hiểu nộ dung của nguyên lí I nhiệt động lực học 2 14 phút - Trả lời: Hai cách là thực hiện công và truyền nhiệt. - Trả lời: Nội năng. - Trả lời: Nội năng. - Trả lời: Nội năng của vật thay đổi. - Trả lời: bằng tổng công và nhiệt lượng. - Độ biến thiên nội năng bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được. - Giáo viên hỏi học sinh: + Có mấy cách làm biến đổi nội năng của vật. + Khi thực hiện công làm biến đổi nội năng của vật thì phần công ta đã thực hiện biến đổi thành gì? + Khi truyền nhiệt thì phần nhiệt lượng ta truyền cho vật đã chuyển thành gì? => Kết luận: Như vậy công và nhiệt đều làm thay đổi nội năng của vật. + (Chiếu hình ảnh một bình vừa bị nén vừa được nung nóng) Nếu ta đồng thời thực hiện công và truyền nhiệt thì nội năng của vật có thay đổi không? + Độ biến thiên nội năng lúc này sẽ được tính thế nào? => Kết luân: Đó cũng là một trong những phát biểu của nguyên lí I nhiệt động lực học. - Giáo viên yêu cầu một học sinh đứng dậy phát biểu lại nguyên lí. - Học sinh củng cố lại bài trước các cách làm thay đổi nội năng và đặc điểm của từng cách. - Nguyên lí I nhiệt động lực học: Độ biến thiên nội năng bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được. Hoạt động 3: Luyện tập cách xác định dấu của các đại lượng trong biểu thưc 13 phút - Học sinh lắng nghe giáo viên đặt vấn đề. - Trả lời: : Vật nhận nhiệt lượng. : Vật truyền nhiệt lượng. - Giáo viên đặt vấn đề: "Trong thực tế không chỉ có vật nhận nhiệt mà nó còn truyền nhiệt. Hay một lượng khí trong xi lanh, nếu nó giãn nở, đẩy pit-tông lên thì nó đã thực hiện công chứ không phải nhận công. Như vậy dấu của các đại lượng trong nguyên lí I có sự khác biệt nhau đối với từng quá trình hay không? Chúng ta sẽ tìm hiểu quy ước về dấu." - Giáo viên yêu cầu học sinh nhìn vào hình 33.1 và cho biết các quy ước về dấu của A và Q? Lưu ý: Nếu vật nhận (công, nhiệt) thì dấu của đại lượng là - Nếu Q > 0, thì hệ nhận nhiệt lượng. Nếu Q < 0, thì hệ nhản nhiệt lượng. Nếu A > 0, thì hệ nhận QAU +=∆ QAU +=∆ 0>Q 0<Q 3 : Vật nhận công từ vật khác. : Vật thực hiện công. - Trả lời: C1: Q > 0; A < 0; C2: 1. Quá trình truyền nhiệt. 2. Quá trình thực hiện công. 3. Quá trình biến đổi nội năng bằng cách nhận nhiệt lượng và thực hiện công lên vật khác. 4. Quá trình biến đổi nội năng đồng thời nhận nhiệt lượng và công từ vật khác. dấu (+), còn vật truyền nhiệt (tỏa nhiệt) hãy thực hiện công (sonh công) thì dấu của A và Q là (-). => Kết luận: Các đại lượng trong công thức học sinh vừa lên bảng ghi là các địa lượng đại số. Dấu phụ thuộc vào các quá trình theo quy ước học sinh vừa phát biểu . - Giáo viên yêu cầu học sinh suy nghĩ và làm câu C1. C1: Hướng dẫn: Hãy dựa vào quy ước dấu các em vừa được học. - Giáo viên yêu cầu học sinh hoạt động nhóm ( 2 bàn làm thành một nhóm) làm câu C2. + Nếu nội năng tăng thìnhư thế nào? Lớn hơn hay bé hơn 0? C2: Hãy dựa vào quy ước dấu để làm. công. Nếu A < 0, thì hệ sinh công. - Đơn vị của các đại lượng U, A, Q là jun (J). - Học sinh làm bài tập để luyện tập kiến thức về quy ước dấu về công và nhiệt lượng vừa học. Hoạt động 4: Vận dụng nguyên lí I nhiệt động lực học vào các quá trình biến đổi trạng thái của chất khí. 12 phút - Trả lời: Quá trình đẳng tích là quá trình biến đổi trạng thái mà trong đó thể tích không thay đổi. - Vẽ đường biểu diễn trên bảng. - Trả lời: pit-tông và thành bình. - Trả lời: pit-tông không - Giáo viên hỏi học sinh: + Phát biểu quá trình đẳng tích? + Lên bảng biểu diễn đường đẳng tích trong hệ tọa độ pOV. + Như vậy với một lượng khí ta xét trong xi lanh. Thực hiện quá trình đẳng tích thì lượng khí có tác dụng lực lên đâu? + Vì là quá trình đẳng tích nên - Học sinh nắm lại quá trình đẳng tích là gì và đường biểu diễn của quá trình đẳng tích trong hệ tọa độ pOV 0>A 0<A 0>∆U U∆ 4 dịch chuyển nên lượng khí không thực hiện công. - - Học sinh làm bài vào vở dưới sự hướng dẫn của giáo viên. - Khí nhận nhiệt lượng. - Nhiệt lượng Q sẽ dương. - Khí thực hiện công. - Công mang dấu âm. - Nguyên lí I NĐLH: - Học sinh lắng nghe giáo viên sửa bài và nhận xét, đối chiếu với bài làm trong vở. pit-tông có dịch chuyển không? + Vậy lượng khí có thực hiện công không? => Kết luận: Như vậy lượng khí không thực hiện công, nó chỉ nhận nhiệt hoặc tỏa nhiệt mà thôi. Vậy nguyên lí I nhiệt động lực học của chúng ta sẽ được viết lại thế nào? - Giáo viên trình bày: Bản chất quá trình đẳng tích chỉ là quá trình truyền nhiệt mà thôi. - Giáo viên yêu cầu học sinh suy nghĩ và làm ví dụ trang 176. + Hướng dẫn: ∙ Người ta cung cấp cho khí trong một xi lanh một nhiệt lượng tức là khí đã nhận nhiệt lượng hay tỏa nhiệt lượng? ∙ Khí nhận nhiệt lượng thì Q sẽ âm hay dương? ∙ Khí nở ra đẩy pit-tông đi một đoạn là khí thực hiện công hay nhận công? ∙ Như vậy công của khí mang dấu gì? ∙ Đề bài yêu cầu chúng ta tính độ biến thiên nội năng như vậy ta áp dụng công thức gì vừa học? + Giáo viên kiểm tra bài làm của học sinh đã gọi lên bảng và nhận xét. Giải thích các quá trình trong chu trình của khí lí tưởng. - Học sinh nắm được quá trình đẳng tích (A = 0) : Q = ∆U. - Học sinh luyện tập lại cách xác định dấu của công và nhiệt lượng. - Học sinh luyện tập bài tập áp dụng nguyên lí I NĐLH để củng cố lại kiến thức vừa học. Hoạt động 5: Tổng kết bài học 3 phút - Học sinh chú ý lắng nghe giáo viên nhấn mạnh. - Học sinh nhận nhiệm vụ học tập. - Giáo viên nhấn mạnh những phần cần lưu ý: nguyên lí I nhiệt động lực học, hiểu được các quy ước về dấu. Từ đó vận dụng làm các bài tập liên quan. - Giáo viên nhận xét giờ học. - Giáo viên giao bài tập về nhà: các bài tập trong sách giáo khoa QU =∆ QAU +=∆ 5 - Giáo viên yêu cầu học sinh đọc trước phần bài học tiếp theo ở nhà. IV - NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Giáo viên hướng dẫn Giáo sinh thực tập Nguyễn Thị Ái Vân Nguyễn Thị Hà 6 . nguyên lí I nhiệt động lực học. - Giáo viên yêu cầu một học sinh đứng dậy phát biểu lại nguyên lí. - Học sinh củng cố lại bài trước các cách làm thay đổi nội năng và đặc điểm của từng cách. - Nguyên. của các đại lượng U, A, Q là jun (J). - Học sinh làm bài tập để luyện tập kiến thức về quy ước dấu về công và nhiệt lượng vừa học. Hoạt động 4: Vận dụng nguyên lí I nhiệt động lực học vào các. kiến thức - Phát biểu được nguyên lí I của Nhiệt động lực học. - Viết được hệ thức của nguyên lí I của Nhiệt động lực học. - Nêu được tên, đơn vị và quy ước về dấu của các đại lượng trong hệ thức