Giáo án Vật lý 10 bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học

Giáo án Vật lý 10 bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án,...

I- Nguyên lí I của nhiệt động lực học Phát biểu nguyên lí (nội dung sách giáo khoa) Biểu thức : Quy ước về dấu : Q > 0 : Vật nhận nhiệt lượng Q < 0 : Vật truyền nhiệt lượng A > 0: Vật nhận công A < 0 : Vật thực hiện công Chú ý SGK tìm hiểu và phát biểu nguyên lí thứ nhất của nhiệt động học ? U A Q∆ = + Hãy chú ý hình vẽ sau đây ? . Chúng ta quy ước về dấu A,Q Như thế nào để diễn đạt các quá trình biến đổi trạng thái khác của Vật khi vật truyền nhiệt cho các vật khác, vật thực hiện công lên vật khác? Q > 0 Q < 0 A > 0 A < 0 Nội năng của Vật tăng lên Nhiệt độ của tôi đang tăng lên Nội năng của Vật giảm Nhiệt độ của tôi đang giảm xuống Nội năng của vật tăng nhiệt độ của Tôi đang tăng lên Nội năng của vật giảm Nhiệt độ của tôi đang giảm Các em hãy chú ý đến câu C 1 và Câu C 2 SGK và trả lời Vũ Đình hùng – THPT Xuân Khanh TP Sơn Tây – Hà Tây Từ biểu thức nguyên lí I nhiệt động lực học: ∆U = Q + A Vật thực hiện công(A < 0) hay nhận công(A > 0) ? Hãy chọn đáp án đúng : A. Q > 0, A > 0 , ∆U > 0 B. Q < 0, A < 0, ∆U < 0 C. Q > 0, A < 0 , ∆U > 0 D. Q > 0, A < 0, ∆U < 0 Đáp án đúng : (C ) Chú ý câu hỏi C 1 và trả lời câu hỏi sau đây ? Vật thu nhiệt lượng Q > 0 hay Q < 0 ? Độ biến thiên nội năng :∆U > 0 hay ∆U < 0 ? Câu C1: Xác định dấu của các đại lượng trong hệ thức của nguyên lí I NĐLH cho các quá trình vật thu nhiệt để tăng nội năng đồng thời thực hiện công . Vì sao ? Đây là quá trình thực hiện công hay truyền nhiệt? Q >0 nhận nhiệt lượng hay truyền nhiệt lượng ? Đây là quá trình thực hiện công hay truyền nhiệt? A >0 nhận công hay thực hiện công? Và ngược lại? Đây là quá trình vừa truyền nhịêt vừa thực hiện công khi Q > 0 Vật nhận nhiệt khi A < 0 vật thực hịên công Đây là quá trình gì? Khi Q >0 vật nhận nhiệt hay toả ? A>0 vật nhận công hay thực hiện công? Chú ý vào câu hỏi C 2 và trả lời Câu C 2 Các hệ thức sau đây diễn tả quá trình nào? a, ∆U = Q khi Q > 0 ; khi Q < 0 . b,∆U = A khi A > 0 ; khi A < 0 . c,∆U = Q + A khi Q > 0 và A < 0. d,∆U = Q + A khi Q > 0 và A > 0. a, ∆U = Q khi Q > 0 ; khi Q < 0 b, ∆U = A khi A > 0 ; khi A < 0 . c, ∆U = Q + A khi Q > 0 và A < 0. d, ∆U = Q + A khi Q > 0 và A > 0. ∆U = Q là quá trình truyền nhiệt : khi Q > 0 vật nhận nhiệt lượng khi Q < 0 vật truyền Nhiệt lượng ∆U = A là quá trình thực hiện công : Khi A > 0 Vật nhận công Khi A < 0 Vật thực hiện công Đây là quá trình vừa truyền nhịêt vừa thực hiện công khi Q > 0 Vật nhận nhiệt khi A > 0 vật nhận công Đây là quá trình gì ? Vật nhận nhiệt hay truyền nhiệt ? Nhận công hay thực Hiện công ? 2.Vận dụng Ví dụ 1 Trong các hệ thức sau, hệ thức nào diễn tả quá trình đun nóng khí trong một bình kín khi bỏ qua sự nở vì nhiệt của bình? Đáp án D là đáp án đúng Trong quá trình chất khí nhận nhiệt và sinh công thì Q và A trong hệ thức : ∆U = A + Q VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí Bài 33: CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC I MỤC TIÊU - Kiến thức bản: + Phát biểu viết nguyên lí I nhiệt động lực học Nêu tên, đơn vị qui ước dấu đại lượng hệ thức + Phát biểu nguyên lí II Nhiệt động lực học - Kỹ năng: Vận dụng nguyên lí Inhiệt động lực học cho trình biến đổi trạng thái chất khí, viết cho trình đẳng tích Giải tập đơn giản II PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC Phương pháp: Diễn giảng, đọc sách, thảo luận nhóm, vấn đáp Phương tiện: Sách giáo khoa, sách giáo viên, sách thiết giảng III NỘI DUNG VÀ TIẾN TRÌNH LÊN LỚP Kiểm tra cũ - Nội gì? - Làm để thay đổi năng? - Hãy chứng tỏ nội lượng khí lí tưởng phỉ phụ thuộc nhiệt độ Câu hỏi phụ: Nhiệt lượng gì? Viết biểu thức, giải thích đại lượng biểu thức Giới thiệu Đồng thời với việc tìm hiểu chế vi mô tượng nhiệt, người ta tiến hành nghiên cứu tượng cấp độ vĩ mô, dựa ba khái niệm nội năng, công nhiệt lượng vận dụng thành công kết nghiên cứu vào khoa học, công nghệ đời sống Một thành tựu nghiên cứu quan trọng lĩnh vực việc tìm nguyên lí nhiệt động lực học VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí Dạy Nội dung lưu bảng Thời gian I Nguyên lí I nhiệt động lực học (NĐLH) Phát biểu nguyên lí 25 phút Hoạt động thầy Hoạt động trò - Bây thầy có khối khí xác định, thầy cho khối khí chuyển từ trạng thái I sang trạng thái II cách thầy đem nung nén khối khí lại Một em cho thầy biết trạng thái thứ II khối khí thay đổi gì? - Nội khối khí thay đổi (Có thể học sinh nói V, p, T khối khí thay đổi, thay đổi V, T thay đổi nội năng) - Nguyên nhân làm nội khối khí thay đổi? - Nén => thực công - Vậy thấy nội - Nung => truyền nhiệt năng, công nhiệt lượng có mối liên hệ với Mối liên hệ giửa đại lượng làm biến đổi nội gọi nguyên lí I NĐLH - Một em cho thầy biết học định luật bảo toàn rồi? - Bảo toàn động lượng - Chúng ta thấy định luật bảo toàn chuyển hóa bảo toàn lượng vận dụng thành công học, nguyên lí I NĐLH - Nghe tiếp thu vận dụng định luật bảo toàn chuyển hóa lượng vào cá tượng nhiệt - Xét trường hợp đơn giản.Thầy có khối khí đựng xi lanh có pít tông di chuyển được, thầy truyền VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí nhiệt cho khối khí cách đôt lên Các em dự đoán xem chuyện sẻ xãy ra? - Chất khí nóng lên, nở ra, đẩy pít tông lên, thực công - Nếu thầy gọi Q nhiệt lượng truyền cho chất khí, U độ tăng nội chất khí A công chất khí thực hiên lên pít tông theo định luật bảo toàn chuyển hóa lượng ta có - Q  U  A mối liên hệ đại hay U  A  Q lượng nào? - Bây khối khí đó, thầy không truyền nhiệt nửa mà thầy ấn pít tông xuống để nén khối khí lại Các em suy nghỉ cho thầy biết đại lượng khối khí thay đổi? - Theo định luật bảo toàn, công mà thầy truyền cho khối khí chuyển hóa thành rồi? Và mối liên hệ đại lượng thể nào? - Cũng khối khí thầy vừa nén nung khối khí, áp dụng định luật bảo toàn em viết biểu thức thể mối liên hệ đại lượng cho thầy? - Từ công thức em phát biểu thành lời? - Đây nội dung nguyên lí I NĐLH - V khối khí giảm, U tăng, T tăng tức Q tăng - A  U  Q hay U  Q  A - U  A  Q VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí * Độ biến thiên nội vật tổng công nhiệt lượng mà vật nhận U  A  Q - Với quy ước dấu thích hợp, hệ thức diễn đạt trình biến đổi trạng thái ví dụ mà xét Từ có quy ước dấu Độ biến thiên nội vật tổng công nhiệt lượng mà vật nhận U  A  Q - Độ biến thiên nội vật tổng công nhiệt lượng mà vật nhận - Ở ví dụ thứ nhất, em cho thầy biết khối nhận nhiệt hay tỏa nhiệt? Khối khí nhận công hay thực công? Dấu Q A nào? - Tương tự ví dụ thứ 2?  Qui ước dấu A Q: * Quy ước dấu nhiệt lượng công: +Q>0: Hệ nhận nhiệt lượng + Q>0: Vật nhận nhiệt lượng; - Khối khí nhận nhiệt, Q>0 + Q 0: Hệ nhận nhiệt lượng Q < 0: Hệ truyền nhiệt lượng A > 0: Hệ nhận công A < 0: Hệ thực công + Nội dung nguyên lí II NĐLH: Cách phát biểu Clau-di-út: Nhiệt tự truyền từ vật sang vật nóng Cách phát biểu Các-nô: Động nhiệt chuyển hóa tất nhiệt lượng nhận thành công học Q < 0: Hệ truyền nhiệt lượng A > 0: Hệ nhận công A < 0: Hệ thực công + Nguyên lí II NĐLH: * Nhiệt tự truyền từ vật sang vật nóng * Động nhiệt chuyển hóa tất nhiệt lượng nhận thành công học Hoạt động 2(35 phút): Bài tập áp dụng Hoạt động GV HS GV: Phát phiếu học tập cho HS Yêu cầu HS làm phần I Trắc nghiệm HS: Suy nghĩ trả lời: Câu D Câu B Câu C Câu C Câu A GV: Nhận xét Yêu cầu HS làm phần II Tự luận Yêu cầu HS đọc tóm tắt đề bài HS: Tóm tắt: m1= 0,5 kg; m2 = 0,118 kg; t1 = 20oC m3 = 0,2 kg; t2 = 75oC; c1 =0,92.103 J/(kg.K c3 =0,46.103 J/(kg.K) Khi cân nhiệt t = ? GV: Nhiệt lượng bình nhôm thu: Q1 ) c2 =4,18.103 J/(kg.K) =? HS: Q1 = m1c1( t –t1) GV: Nhiệt lượng nước thu vào: Q2 =? HS: Q2 = m2c2( t –t1) GV: Nhiệt lượng miếng sắt tỏa ra: Q =? HS: Q3 = m3c3( t2 –t) GV: Khi cân nhiệt ta có phương trình gì? HS: Q1 + Q2 = Q3 GV: Giải phương trình ta thu giá trị nhiệt độ t cân Nội dung II BÀI TẬP ÁP DỤNG Phần I: Trắc nghiệm Câu D Câu B Câu C Câu C Câu A Phần II: Tự luận Bài 1: Tóm tắt: m1= 0,5 kg; m2 = 0,118 kg; t1 = 20oC m3 = 0,2 kg; t2 = 75oC; C1 =0,92.103 J/(kg.K) C2