Giáo án 10 nâng cao

Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao CHƯƠNG VIII : CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CHƯƠNG VIII : CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC NỘI DUNG CỦA CHƯƠNG NỘI DUNG CỦA CHƯƠNG Nội năng và hai cách biến đổi nội năng. Nội năng và hai cách biến đổi nội năng. Nguyên lý I nhiệt động lực học và sự vận dụng nguyên lý vào các quá trình của khí lý Nguyên lý I nhiệt động lực học và sự vận dụng nguyên lý vào các quá trình của khí lý tưởng, vào một số hiện tượng nhiệt. tưởng, vào một số hiện tượng nhiệt. Nguyên tắc hoạt động và cấu tạo của động cơ nhiệ và máy lạnh. Nguyên tắc hoạt động và cấu tạo của động cơ nhiệ và máy lạnh. Nguyên lý II nhiệt động lực học (phát biểu và ý nghĩa). Nguyên lý II nhiệt động lực học (phát biểu và ý nghĩa). Bài 58 : NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Bài 58 : NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC MỤC TIÊU MỤC TIÊU Kiến thức Kiến thức Hiểu được khái niệm nội năng, nghĩa là biết được: Hiểu được khái niệm nội năng, nghĩa là biết được: Hệ đứng yên vẫn có khả năng sinh công do có nội năng. Hệ đứng yên vẫn có khả năng sinh công do có nội năng. Nội năng bao gồm các dạng năng lượng nào bên trong hệ Nội năng bao gồm các dạng năng lượng nào bên trong hệ Nội năng phụ thuộc vào các thông số trạng thái nào của hệ? Nội năng phụ thuộc vào các thông số trạng thái nào của hệ? Hiểu được nguyên lý I nhiệt động lực học, biết cách phát biểu nguyên lý thứ nhất, biết cách 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. sử dụng phương trình của nguyên lý. 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. CHUẨN BỊ CHUẨN BỊ 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. 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. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 (………phút) : KIỂM TRA BÀI CŨ Hoạt động 1 (………phút) : KIỂM TRA BÀI CŨ Hoạt động của GV Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của Hoạt động dự kiến của HS HS Nội dung chính của bài Nội dung chính của bài © Nêu câu hỏi về cơ năng, © Nêu câu hỏi về cơ năng, sự biến đổi cơ năng. sự biến đổi cơ năng. - Nhận xét câu trả lời. - Nhận xét câu trả lời. - Cơ năng là gì? Phát - Cơ năng là gì? Phát biểu định luật bảo toàn biểu định luật bảo toàn cơ năng. cơ năng. - Nhận xét câu trả lời - Nhận xét câu trả lời của bạn. của bạn. Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao Hoạt động 2 (………phút) : NỘI NĂNG VÀ CÁCH LÀM BIẾN ĐỔI NỘI Hoạt động 2 (………phút) : NỘI NĂNG VÀ CÁCH LÀM BIẾN ĐỔI NỘI NĂNG. NĂNG. Hoạt động của GV Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của Hoạt động dự kiến của HS HS Nội dung chính của bài Nội dung chính của bài - Hãy mô tả thí nghiệm - Hãy mô tả thí nghiệm đun nước, nắp ấm bật ra đun nước, nắp ấm bật ra và yêu cầu HS nhận xét. và yêu cầu HS nhận xét. © Tìm sự phụ thuộc của © Tìm sự phụ thuộc của nội năng. (Gợi ý cho HS) nội 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 biến đổi nội năng của hệ và cho ví dụ và 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 - quan sát và rút ra nhận xét. xét. - Nêu được sự phụ thuộc - Nêu được sự phụ thuộc của nội năng vào nhiệt của nội năng vào nhiệt độ và thể tích. độ và thể tích. - Nêu hai cách và cho ví - Nêu hai cách và cho ví dụ. 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 là một dạng năng lượng bên trong của hệ, nó chỉ phụ thuộc vào bên trong của hệ, nó chỉ phụ thuộc vào trạng thái của hệ. Nội năng bao gồm trạng thái của hệ. Nội năng bao gồm tổng động năng chuyển động nhiệt của tổng động năng chuyển động nhiệt của các phân tử cấu tạo nên hệ và thế năng các phân tử cấu tạo nên hệ và thế năng tương tác giữa các phân tử đó. tương tác giữa 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 - Nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của hệ U = f(T, V) thể tích của hệ U = f(T, V) 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 chuyển hóa từ một dạng năng lượng khác sang nội năng. khác 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, + Nén khí hay cho khí dãn nở, thể tích khí thay đổi, nội năng khí biến thể tích khí thay đổi, nội năng khí biến thiên. 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 truyền nội năng từ vật này sang vật khác. khác. - Số đo sự biến thiên nội năng trong - Số đo sự biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng quá 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 c : nhiệt dung riêng của chất Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao (J/kg.K) (J/kg.K) ∆ ∆ t : độ biến thiên nhiệt độ. ( t : độ biến thiên nhiệt độ. ( o o C hay C hay K) K) c) c) Sự tương đương giữa công và nhiệt Sự tương đương giữa công và nhiệt lượng lượng . . Hoạt động 3 (………phút) : NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Hoạt động 3 (………phút) : NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Hoạt động của GV Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến Hoạt động dự kiến của HS của HS Nội dung chính của bài Nội dung chính của bài Thông báo : đó là sự vận Thông báo : đó là sự vận dụng định luật bảo toàn và dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng vào chuyển hóa năng lượng vào các hiện tượng nhiệt. các hiện tượng nhiệt. Cho HS đọc SGK phần 3, Cho HS đọc SGK phần 3, tìm hiểu nguyên lý I. tìm hiểu nguyên lý I. Hướng dẫn HS tìm ra biểu Hướng dẫn HS tìm ra biểu thức của nguyên lý và phát thức của nguyên lý và phát biểu, biểu, chú ý phần quy ước chú ý phần quy ước dấu. dấu. - Đọc phần 3 trong - Đọc phần 3 trong SGK, tìm hiểu nguyên SGK, tìm hiểu nguyên lý I nhiệt động lực học. lý I nhiệt động lực học. Ghi nhận công thức Ghi nhận công thức (58.2) (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 là Nguyên lý I nhiệt động lực học là sự vận dụng định luật bảo toàn và sự vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng vào các hiện chuyển hóa năng lượng vào các hiện tượng nhiệt. 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 công bằng tổng đại số nhiệt lượng và công mà hệ nhận được. mà hệ nhận được. ∆ ∆ U = Q + U = Q + A A trong đó : trong đó : ∆ ∆ U : độ biến thiên nội năng của hệ. U : độ biến thiên nội năng của 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 thành tăng nội năng của hệ và biến thành công mà hệ sinh ra. 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. CỦNG CỐ : CỦNG CỐ : Trả lời các câu hỏi từ 1 – 3 trong SGK trang 291. Trả lời các câu hỏi từ 1 – 3 trong SGK trang 291. Làm bài tập 1 – 3 SGK trang 291. Làm bài tập 1 – 3 SGK trang 291. HỆ HỆ Q < 0 Q < 0 Q > 0 Q > 0 A > 0 A > 0 A < 0 A < 0 Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao Yêu cầu HS đọc thêm “Thí nghiệm của Joule về sự tương đương giữa công và nhiệt Yêu cầu HS đọc thêm “Thí nghiệm của Joule về sự tương đương giữa công và nhiệt lượng” ở trang 292 SGK. lượng” ở trang 292 SGK. -------- --------   -------- -------- Bài 59 : ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Bài 59 : ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC (2 tiết) (2 tiết) MỤC TIÊU MỤC TIÊU Kiến thức Kiến thức Hiểu được nội năng của khí lý tưởng chỉ bao gồm tổng động năng chuyển động nhiệt của Hiểu được nội năng của khí lý tưởng chỉ bao gồm tổng động năng chuyển động nhiệt của các phân tử trong khí đó. Như vậy nội năng của khí lý tưởng chỉ còn phụ thuộc vào nhiệt các phân tử trong khí đó. Như vậy nội năng của khí lý tưởng chỉ còn phụ thuộc vào nhiệt độ. độ. Biết được công thức tính công của khí lý tưởng. Biết được công thức tính công của khí lý tưởng. Biết cách vận dụng nguyên lý I vào các quá trình của khí lý tưởng. Biết cách vận dụng nguyên lý I vào các quá trình của khí lý tưởng. Kỹ năng Kỹ năng Đoán biết công mà khí thực hiện trong một quá trình qua diện tích trên độ thị (p,V) ứng với Đoán biết công mà khí thực hiện trong một quá trình qua diện tích trên độ thị (p,V) ứng với quá trình đó. quá trình đó. Biết tính cộng mà khí thực hiện, tính nhiệt lượng trao đổi và tính độ biến thiên nội năng Biết tính cộng mà khí thực hiện, tính nhiệt lượng trao đổi và tính độ biến thiên nội năng trong một số quá trình của khí lý tưởng. trong một số quá trình của khí lý tưởng. CHUẨN BỊ CHUẨN BỊ Giáo viên Giáo viên Bảng tổng hợp các hệ thức tính công, nhiệt lượng và biến thiên nội năng trong một số quá Bảng tổng hợp các hệ thức tính công, nhiệt lượng và biến thiên nội năng trong một số quá trình của khí lý tưởng (SGV). Chú ý: Nhiệt dung riêng của chất có giá trị khác nhau tùy trình của khí lý tưởng (SGV). Chú ý: Nhiệt dung riêng của chất có giá trị khác nhau tùy theo quá trình đẳng tích hay đẳng áp. theo quá trình đẳng tích hay đẳng áp. Một số bài tập sau bài và trong SBT. Một số bài tập sau bài và trong SBT. Học sinh Học sinh Ôn lại các công thức tính công và nhiệt lượng. Ôn lại các công thức tính công và nhiệt lượng. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 (………phút) : KIỂM TRA BÀI CŨ Hoạt động 1 (………phút) : KIỂM TRA BÀI CŨ Nội năng là gì? Các cách làm biến đổi nội năng của hệ. Nội năng là gì? Các cách làm biến đổi nội năng của hệ. Phát biểu nguyên lý I nhiệt động lực hoc. Phát biểu nguyên lý I nhiệt động lực hoc. Giải một bài tập nhỏ. Giải một bài tập nhỏ. Hoạt động 2 (………phút) : NỘI NĂNG CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG Hoạt động 2 (………phút) : NỘI NĂNG CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG Hoạt động của GV Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của Hoạt động dự kiến của HS HS Nội dung chính của bài Nội dung chính của bài © Nêu khái niệm của khí © Nêu khái niệm của khí lý tưởng? lý tưởng? © Vậy nội năng của khí lý © Vậy nội năng của khí lý - Nêu khái niệm. - Nêu khái niệm. - trả lời : chỉ còn phụ - trả lời : chỉ còn phụ 1. 1. Nội năng và công của khí lý Nội năng và công của khí lý tưởng tưởng a) a) Nội năng của khí lý tưởng Nội năng của khí lý tưởng Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao tưởng phụ thuộc vào yếu tưởng phụ thuộc vào yếu tố nào? tố nào? - Yêu cầu HS đọc phần - Yêu cầu HS đọc phần 1b) để tìm công của khí lý 1b) để tìm công của khí lý tưởng. tưởng. - Yêu cầu HS đọc phần 1c) - Yêu cầu HS đọc phần 1c) để tìm công và biểu thị để tìm công và biểu thị công đó trên đồ thị (p,V) công đó trên đồ thị (p,V) thuộc vào nhiệt độ. thuộc vào nhiệt độ. - Đọc SGK và tìm ra - Đọc SGK và tìm ra công thức. công thức. - tìm và phân tích. - tìm và phân tích. Nội năng của khí lý tưởng chỉ bao Nội năng của khí lý tưởng chỉ bao gồm tổng động năng của chuyển động gồm tổng động năng của chuyển động hỗn loạn của các phân tử khí, nên nội hỗn loạn của các phân tử khí, nên nội năng của khí lý tưởng chỉ phụ thuộc năng của khí lý tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của khí : U = f(T) vào nhiệt độ của khí : U = f(T) b) b) Công thức tính công của khí lý Công thức tính công của khí lý tưởng tưởng Khi dãn nở đẳng áp, khí đã thực Khi dãn nở đẳng áp, khí đã thực hiện một công: hiện một công: A’ = p. A’ = p. ∆ ∆ V = p(V V = p(V 2 2 – V – V 1 1 ) ) Một cách khác, có thể nói khí nhận Một cách khác, có thể nói khí nhận được một công : – A = A’ được một công : – A = A’ c) c) Biểu thị công trên hệ tọa độ p-V Biểu thị công trên hệ tọa độ p-V Khi cho khí dãn nở từ thể tích V Khi cho khí dãn nở từ thể tích V 1 1 đến V đến V 2 2 , áp suất giảm từ p , áp suất giảm từ p 1 1 đến p đến p 2 2 (từ (từ M M → → N) thì công do khí sinh ra được N) thì công do khí sinh ra được biểu thị bằng diện tích hình thang cong biểu thị bằng diện tích hình thang cong MNV MNV 2 2 V V 1 1 M. M. A = S A = S MNV2V1M MNV2V1M Hoạt động 3 (……phút) : ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ I NĐLH CHO CÁC QUÁ Hoạt động 3 (……phút) : ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ I NĐLH CHO CÁC QUÁ TRÌNH. TRÌNH. Hoạt động của GV Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của Hoạt động dự kiến của HS HS Nội dung chính của bài Nội dung chính của bài - yêu cầu HS đọc SGK - yêu cầu HS đọc SGK phần 2 và rút ra các kết phần 2 và rút ra các kết luận cho từng quá trình. luận cho từng quá trình. - Quá trình đẳng tích : - Quá trình đẳng tích : ∆ ∆ V = 0 V = 0 ⇒ ⇒ A = 0 A = 0 ⇒ ⇒ Q = Q = ∆ ∆ U U - Quá trình đẳng áp - Quá trình đẳng áp A = p A = p ∆ ∆ V (V V (V 2 2 > V > V 1 1 ) ) Q = Q = ∆ ∆ U + A’ U + A’ 2. 2. Áp dụng nguyên lý I cho các quá Áp dụng nguyên lý I cho các quá trình của khí lý tưởng trình của khí lý tưởng a) a) Quá trình đẳng tích (V = const) Quá trình đẳng tích (V = const) ∆ ∆ V = 0 V = 0 ⇒ ⇒ A = 0 A = 0 ⇒ ⇒ Q = Q = ∆ ∆ U U Vậy, Vậy, trong quá trình trong quá trình đẳng tích, nhiệt lượng đẳng tích, nhiệt lượng mà khí nhận được chỉ mà khí nhận được chỉ dùng để làm tăng nội dùng để làm tăng nội năng của khí năng của khí . . b) b) Quá trình đẳng áp (p = const) Quá trình đẳng áp (p = const) A = –A’ A = –A’ = – p(V = – p(V 2 2 – V – V 1 1 ) ) (V (V 2 2 > V > V 1 1 ) ) V V 1 1 V V 2 2 V V p p 1 1 p p 2 2 p p N N M M A’ A’ O O V V 1 1 V V p p 1 1 p p 2 2 p p O O (2) (2) (1) (1) V V 1 1 V V p p 1 1 p p O O (2) (2) (1) (1) V V 2 2 A’ A’ Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao - Quá trình đẳng nhiệt - Quá trình đẳng nhiệt T = const T = const ⇒ ⇒ ∆ ∆ U = 0 U = 0 ⇒ ⇒ Q = –A = A’ Q = –A = A’ - Chu trình - Chu trình ∆ ∆ U = 0 U = 0 ⇒ ⇒ Σ Σ Q = Q = Σ Σ (–A) = (–A) = Σ Σ A’ A’ A’ : công mà khí A’ : công mà khí sinh ra sinh ra Q = Q = ∆ ∆ U + A’ U + A’ Trong quá trình đẳng áp, một Trong quá trình đẳng áp, một phần nhiệt lượng mà khí nhận được phần nhiệt lượng mà khí nhận được dùng để làm tăng nội năng của khí, dùng để làm tăng nội năng của khí, phần còn lại chuyển thành công mà phần còn lại chuyển thành công mà khí sinh ra. khí sinh ra. c) c) Quá trình đẳng nhiệt (T = const) Quá trình đẳng nhiệt (T = const) T = const T = const ⇒ ⇒ ∆ ∆ U = 0 U = 0 ⇒ ⇒ Q = –A = A’ Q = –A = A’ Trong quá trình đẳng nhiệt, toàn Trong quá trình đẳng nhiệt, toàn bộ nhiệt lượng mà khí nhận được bộ nhiệt lượng mà khí nhận được chuyển hết sang công mà khí sinh ra. chuyển hết sang công mà khí sinh ra. d) d) Chu trình Chu trình Chu trình là một quá trình mà trạng Chu trình là một quá trình mà trạng thái cuối của nó trùng với trạng thái thái cuối của nó trùng với trạng thái đầu. đầu. ∆ ∆ U = 0 U = 0 ⇒ ⇒ Σ Σ Q = Q = Σ Σ (–A) (–A) = = Σ Σ A’ A’ Tổng đại số nhiệt lượng mà hệ Tổng đại số nhiệt lượng mà hệ nhận được trong cả chu trình nhận được trong cả chu trình chuyển hết sang công mà hệ sinh ra chuyển hết sang công mà hệ sinh ra trong chu trình đó. trong chu trình đó. Chiều diễn biến chu trình cùng Chiều diễn biến chu trình cùng V V 1 1 V V 2 2 V V p p 1 1 p p 2 2 p p (2) (2) (1) (1) A’ A’ O O V V a a V V b b V V p p (2) (2) (1) (1) O O A’ A’ a a b b Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao chiều kim đồng hồ thì khí thực hiện chiều kim đồng hồ thì khí thực hiện công và ngược lại. công và ngược lại. Hoạt động 4 (……phút) : BÀI TẬP VẬN DỤNG Hoạt động 4 (……phút) : BÀI TẬP VẬN DỤNG Hoạt động của GV Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của Hoạt động dự kiến của HS HS Nội dung chính của bài Nội dung chính của bài - Yêu cầu HS đọc đề bài - Yêu cầu HS đọc đề bài SGK trang 297 và tóm tắt SGK trang 297 và tóm tắt bài toán. bài toán. - Hướng dẫn HS dựa vào - Hướng dẫn HS dựa vào các kiến thức đã học : các kiến thức đã học : phương trình trạng thái khí phương trình trạng thái khí lý tưởng, áp dụng nguyên lý tưởng, áp dụng nguyên lý I NĐLH vào các quá lý I NĐLH vào các quá trình. trình. - Đọc bài và tóm tắt. - Đọc bài và tóm tắt. * Tóm tắt * Tóm tắt n = 1,4 mol n = 1,4 mol (1) : T (1) : T 1 1 = 300K = 300K p p 1 1 , V , V 1 1 (2) : T (2) : T 2 2 = 350K = 350K p p 1 1 = p = p 2 2 , V , V 2 2 Q = 1000J Q = 1000J (3) : T (3) : T 3 3 = T = T 1 1 p p 3 3 , V , V 3 3 = V = V 2 2 (4) (4) ≡ ≡ (1) (1) a) Vẽ đồ thị p-V a) Vẽ đồ thị p-V b) Tính công khí thực b) Tính công khí thực hiện trong qt p = const hiện trong qt p = const c) Tính c) Tính ∆ ∆ U trong mỗi qt. U trong mỗi qt. d) Tính Q trong qt đẳng d) Tính Q trong qt đẳng tích tích 3. 3. Bài tập vận dụng Bài tập vận dụng a) a) (1) (1) → → (2) : quá trình đẳng áp, (2) : quá trình đẳng áp, (2) (2) → → (3) : quá trình đẳng tích, (3) : quá trình đẳng tích, (3) (3) → → (1) : quá trình đẳng nhiệt. (1) : quá trình đẳng nhiệt. b) Công khí thực hiện trong quá trình b) Công khí thực hiện trong quá trình đẳng áp đẳng áp Ta có A’ = p Ta có A’ = p 1 1 . . ∆ ∆ V = p V = p 1 1 (V (V 2 2 – V – V 1 1 ) ) Mặt khác từ phương trình trạng thái Mặt khác từ phương trình trạng thái p p 1 1 .V .V 1 1 = nRT = nRT 1 1 p p 2 2 .V .V 2 2 = nRT = nRT 2 2 Suy ra A’ = nR(T Suy ra A’ = nR(T 1 1 – T – T 2 2 ) ) = 1,4 = 1,4 × × 8,31 8,31 × × (350 – 300) (350 – 300) = 581,7 (J) = 581,7 (J) c) Tính độ biến thiên nội năng của mỗi c) Tính độ biến thiên nội năng của mỗi quá trình. quá trình. - Quá trình đẳng áp (1) - Quá trình đẳng áp (1) → → (2) (2) ∆ ∆ U = Q + A = Q – A’ U = Q + A = Q – A’ ∆ ∆ U = 1000 – 581,7 = 418,3 (J) U = 1000 – 581,7 = 418,3 (J) - Quá trình đẳng tích (2) - Quá trình đẳng tích (2) → → (3) (3) V V 1 1 V V 2 2 V V p p 1 1 p p 2 2 p p (2) (2) (1) (1) O O (3) (3) 300K 300K 300K 300K 350K 350K Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao V V 2 2 = V = V 3 3 ⇒ ⇒ ∆ ∆ V = 0 V = 0 ⇒ ⇒ A = 0 A = 0 Nhiệt độ giảm nên nội năng giảm Nhiệt độ giảm nên nội năng giảm ∆ ∆ U = – 418,3 (J) U = – 418,3 (J) - Quá trình đẳng nhiệt (3) - Quá trình đẳng nhiệt (3) → → (1) (1) ∆ ∆ U = 0 U = 0 d) Áp dụng nguyên lý I NĐLH cho d) Áp dụng nguyên lý I NĐLH cho quá trình đẳng tích (2) quá trình đẳng tích (2) → → (3) (3) ∆ ∆ U = Q + A U = Q + A Ta có A = 0 và Ta có A = 0 và ∆ ∆ U = – 418,3 J U = – 418,3 J Vậy Q = – 418,3 J Vậy Q = – 418,3 J Như vậy khí nhả ra nhiệt lượng 418,3 Như vậy khí nhả ra nhiệt lượng 418,3 J. J. CỦNG CỐ CỦNG CỐ - Trả lời các câu hỏi 1, 2, 3 trang 254 SGK. - Trả lời các câu hỏi 1, 2, 3 trang 254 SGK. - Giải bài tập 1,2,3,4. - Giải bài tập 1,2,3,4. -------- --------   -------- -------- Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao Bài 59 : NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG Bài 59 : NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ NHIỆT CƠ NHIỆT MỤC TIÊU MỤC TIÊU Kiến thức Kiến thức Biết được nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt và máy lạnh; biết được nguồn nóng, Biết được nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt và máy lạnh; biết được nguồn nóng, nguồn lạnh, tác nhân cùng bộ phận phát động, sinh công ra hay nhận vào ở một số máy hay nguồn lạnh, tác nhân cùng bộ phận phát động, sinh công ra hay nhận vào ở một số máy hay gặp trong thực tế. gặp trong thực tế. Có khái niệm về nguyên lý II nhiệt động lực học, nó liên quan đến chiều diễn biến các quá Có khái niệm về nguyên lý II nhiệt động lực học, nó liên quan đến chiều diễn biến các quá trình trong tự nhiên, bổ sung cho nguyên I nhiệt động lực học. HS cần phát biểu được trình trong tự nhiên, bổ sung cho nguyên I nhiệt động lực học. HS cần phát biểu được nguyên lý II NĐLH. nguyên lý II NĐLH. Kỹ năng Kỹ năng Nhận biết và phân biệt được nguồn nóng, nguồn lạnh, tác nhân cùng bộ phận phát động, Nhận biết và phân biệt được nguồn nóng, nguồn lạnh, tác nhân cùng bộ phận phát động, sinh công hay nhận công ở một số máy lạnh thường gặp trong thực tế. sinh công hay nhận công ở một số máy lạnh thường gặp trong thực tế. CHUẨN BỊ CHUẨN BỊ Giáo viên Giáo viên Một số hình vẽ trong SGK. Một số hình vẽ trong SGK. Một số máy nhiệt trong thực tế. Một số máy nhiệt trong thực tế. Học sinh Học sinh Ôn lại kiến thức về động cơ nhiệt ở lớp 8. Ôn lại kiến thức về động cơ nhiệt ở lớp 8. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 (………phút) : KIỂM TRA BÀI CŨ Hoạt động 1 (………phút) : KIỂM TRA BÀI CŨ Áp dụng nguyên lý I nhiệt động lực học cho các quá trình. Áp dụng nguyên lý I nhiệt động lực học cho các quá trình. Hoạt động 2 (………phút) : ĐỘNG CƠ NHIỆT Hoạt động 2 (………phút) : ĐỘNG CƠ NHIỆT Hoạt động của GV Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của Hoạt động dự kiến của HS HS Nội dung chính của bài Nội dung chính của bài   Thế nào là động cơ Thế nào là động cơ nhiệt? nhiệt? - Hướng dẫn HS đọc SGK - Hướng dẫn HS đọc SGK tìm hiểu cấu tạo của động tìm hiểu cấu tạo của động cơ nhiệt qua ví dụ. cơ nhiệt qua ví dụ. - Đọc SGK và đưa ra - Đọc SGK và đưa ra định nghĩa. định nghĩa. - Đọc SGK và tìm hiểu - Đọc SGK và tìm hiểu cấu tạo của động cơ cấu tạo của động cơ nhiệt và so sánh lại với nhiệt và so sánh lại với ví dụ. ví dụ. Nguồn nóng : nguồn Nguồn nóng : nguồn đốt nóng khí. đốt nóng khí. Nguồn lạnh : nguồn Nguồn lạnh : nguồn nước phun vào đáy xi nước phun vào đáy xi lanh. lanh. Tác nhân : khí + xi Tác nhân : khí + xi 1. 1. Động cơ nhiệt Động cơ nhiệt a) a) Định nghĩa – Cấu tạo động cơ nhiệt Định nghĩa – Cấu tạo động cơ nhiệt Động cơ nhiệt là thiết bị biến đổi Động cơ nhiệt là thiết bị biến đổi nhiệt lượng sang công. nhiệt lượng sang công. Mỗi động cơ nhiệt đều có 3 bộ phận Mỗi động cơ nhiệt đều có 3 bộ phận cơ bản cơ bản Nguồn nóng : cung cấp nhiệt lượng Nguồn nóng : cung cấp nhiệt lượng (Q (Q 1 1 ). ). Tác nhân và các thiết bị phát động Tác nhân và các thiết bị phát động nhận nhiệt, sinh công và tỏa nhiệt. nhận nhiệt, sinh công và tỏa nhiệt. Nguồn lạnh : thu nhiệt do tác nhân tỏa Nguồn lạnh : thu nhiệt do tác nhân tỏa ra (Q ra (Q 2 2 ). ). Nguồn nóng T Nguồn nóng T 1 1 Nguồn lạnh T Nguồn lạnh T 2 2 Q Q 1 1 Q Q 2 2 A A Tác nhân và Tác nhân và cơ cấu của cơ cấu của động cơ động cơ nhi tệ nhi tệ Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao - Yêu cầu HS tìm hiểu - Yêu cầu HS tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt động cơ nhiệt lanh + pittông. lanh + pittông. - Qua việc tìm hiểu cấu - Qua việc tìm hiểu cấu tạo của động cơ nhiệt để tạo của động cơ nhiệt để rút ra nguyên tắc hoạt rút ra nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt. động của động cơ nhiệt. - Nêu công thức tính - Nêu công thức tính hiệu suất của động cơ hiệu suất của động cơ nhiệt. nhiệt. b) b) Nguyên tắc hoạt động của động cơ Nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt nhiệt Tác nhân nhận nhiệt lượng Q Tác nhân nhận nhiệt lượng Q 1 1 từ từ nguồn nóng biến một phần thành nguồn nóng biến một phần thành công A và tỏa phần nhiệt lượng còn công A và tỏa phần nhiệt lượng còn lại Q lại Q 2 2 cho nguồn lạnh. cho nguồn lạnh. c) c) Hiệu suất của động cơ nhiệt Hiệu suất của động cơ nhiệt Hiệu suất của động cơ nhiệt được Hiệu suất của động cơ nhiệt được xác định bằng tỉ số giữa công A sinh xác định bằng tỉ số giữa công A sinh ra với nhiệt lượng Q ra với nhiệt lượng Q 1 1 nhận từ nguồn nhận từ nguồn nóng. nóng. 1 21 1 Q Q Q Q A H − == Hoạt động 3 (………phút) : MÁY LẠNH Hoạt động 3 (………phút) : MÁY LẠNH Hoạt động của GV Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của Hoạt động dự kiến của HS HS Nội dung chính của bài Nội dung chính của bài   Thế nào là máy lạnh? Thế nào là máy lạnh? - Hướng dẫn HS đọc SGK - Hướng dẫn HS đọc SGK tìm hiểu cấu tạo và nguyên tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy tắc hoạt động của máy lạnh. lạnh. 3. 3. Máy lạnh Máy lạnh a) a) Định nghĩa – Nguyên tắc hoạt động Định nghĩa – Nguyên tắc hoạt động Máy lạnh là thiết bị dùng để lấy Máy lạnh là thiết bị dùng để lấy nhiệt từ một vật và truyền sang vật nhiệt từ một vật và truyền sang vật khác nóng hơn nhờ công từ các vật khác nóng hơn nhờ công từ các vật ngoài. ngoài. Vật cung cấp nhiệt là nguồn lạnh, Vật cung cấp nhiệt là nguồn lạnh, vật nhận nhiệt là nguồn nóng, và vật vật nhận nhiệt là nguồn nóng, và vật trung gian được gọi là tác nhân, nó trung gian được gọi là tác nhân, nó nhận công từ vật ngoài. nhận công từ vật ngoài. b) b) Hiệu năng của máy lạnh Hiệu năng của máy lạnh - Là tỉ số giữa nhiệt lượng Q - Là tỉ số giữa nhiệt lượng Q 2 2 nhận từ nhận từ nguồn lạnh với công tiêu thụ A nguồn lạnh với công tiêu thụ A Q Q Q A Q H 21 22 − == - Hiệu năng của máy lạnh thường có - Hiệu năng của máy lạnh thường có giá trị lớn hơn 1. giá trị lớn hơn 1. Hoạt động 4 (………phút) : NGUYÊN LÝ II NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Hoạt động 4 (………phút) : NGUYÊN LÝ II NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Hoạt động của GV Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của Hoạt động dự kiến của HS HS Nội dung chính của bài Nội dung chính của bài Nguyên lý II bổ sung cho Nguyên lý II bổ sung cho 3. 3. Nguyên lý II nhiệt động lực học Nguyên lý II nhiệt động lực học Nguồn nóng T Nguồn nóng T 1 1 Nguồn lạnh T Nguồn lạnh T 2 2 Q Q 1 1 Q Q 2 2 Tác nhân và Tác nhân và cơ cấu của cơ cấu của máy lạnh máy lạnh A A [...]... Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao CHUẨN BỊ Giáo viên Chuẩn bị một số bài tập SGK và SBT Học sinh - Ôn lại toàn bộ kiến thức chương VIII và phương trình trạng thái của khí lý tưởng TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 (………phút) : BÀI TẬP 1 (BÀI 2/291, SGK) Hoạt động của GV - Yêu cầu HS nêu công thức tính nhiệt lượng nhận vào hay tỏa ra - Yêu cầu HS tóm tắt bài toán Hoạt động dự kiến của... đã nhận công –A = A’ - Áp dụng nguyên lý I NĐLH ∆U = Q + A = Q – A’ ∆U = 1104 0 – 3116,25 = 7923,75 J Hoạt động 3 (………phút) : BÀI TẬP 3 (BÀI 5/307, SGK) Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của Nội dung chính của bài HS - Gọi HS lên bảng tự tóm * Tóm tắt Ta có H tắt và giải bài toán H = ½ Hmax H = max T1 = 227 + 273 = 500K 2 T2 = 77 + 273 = 350K A T1 −...Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT nguyên lý I Nó đề cập đến chiều diễn biến của quá trình, điều mà nguyên lý I chưa đề cập đến - Hướng dẫn HS tìm hiểu động cơ nhiệt loại II Giáo án 10 nâng cao “Nhiệt không tự nó truyền từ một cật sang vật nóng hơn” hay “Không thể thực hiện được động cơ vĩnh cửu loại hai (nói cách khác, động cơ nhiệt không thể biến đổi toàn bộ nhiệt lượng nhận được... Để nâng cao hiệu suất của động cơ nhiệt, người ta nâng cao nhiệt độ của nguồn nóng hay hạ thấp nhiệt độ nguồn lạnh hoặc thực hiện cả hai b) Hiệu năng cực đại của máy lạnh ε max = CỦNG CỐ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 SGK Làm các bài tập T2 T1 − T2  Tiết bài tập : CHƯƠNG VIII MỤC TIÊU Kiến thức Củng cố lại các kiến thức về Nhiệt động lực học Vận dụng để giải quyết các hiện tượng nhiệt, bài toán... = 77 + 273 = 350K A T1 − T2 = t = 1h = 3600s Q1 2T1 m = 700 kg Công mà máy hơi nước đã thực q = 31 .106 J/kg hiện trong 1h là Tính công suất của máy T1 − T2 T1 − T2 ⇒ A = 2T Q = 2T m.q hơi nước 1 A= 1 500 − 350 × 700 × 31 10 6 2.500 A = 3255 106 (J) Công suất của máy hơi nước P= A 3255 10 6 = = 904 .10 3 (W) t 3600 CỦNG CỐ : Làm các bài tập SBT  ... GV - Yêu cầu HS nêu công thức tính nhiệt lượng nhận vào hay tỏa ra - Yêu cầu HS tóm tắt bài toán Hoạt động dự kiến của HS Q = mc∆t * Tóm tắt m1 = 100 g = 0,1kg m2 = 300g = 0,3kg t1 = 20oC m3 = 75g = 0,075kg t2 = 100 oC c1 = 880 J/kg.K c2 = 380 J/kg.K c3 = 4,19 .103 J/kg.K Tìm nhiệt độ cân bằng của cốc nước tcb Nội dung chính của bài Gọi tcb là nhiệt độ khi hệ đạt trạng thái cân bằng nhiệt - Nhiệt lượng... kết quả tcb = 22oC Hoạt động 2 (………phút) : BÀI TẬP 2 (BÀI 4/299, SGK) Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của HS - Gọi HS lên bảng tự tóm * Tóm tắt tắt và giải bài toán n = 2,5 mol T1 = 300K, p1 , V1 T2 , p2 = p1 , V2 = 1,5.V1 Q = 11,04kJ = 1104 0J Tìm công mà khí thực hiện và độ tăng nội năng Nội dung chính của bài - Công mà khí đã thực hiện trong quá trình đẳng áp A’ = p.∆V = p(V2 – V1) = p.0,5V1 Mặt . nguồn lạnh Để nâng cao hiệu suất của động cơ Để nâng cao hiệu suất của động cơ nhiệt, người ta nâng cao nhiệt độ của nhiệt, người ta nâng cao nhiệt độ của. trong các quá trình. Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao CHUẨN BỊ CHUẨN BỊ Giáo viên Giáo viên Chuẩn bị một số bài tập SGK và SBT Chuẩn bị