Kiến thức: - Nội năng của khí lí tưởng chỉ là tổng động năng chuyển động của các phân tử khí, do đó chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của khí.. Nội năng của khí lí tưởng: - Chỉ gồm tổng động nă
Trang 1Bài 59-Lớp 10-KHTN
Áp dụng nguyên lí I nhiệt động lực học
cho khí lí tưởng
Giáo viên thực hiện: Trần Viết Thắng
Trường THPT Chu Văn An Thái Nguyên
Trang 2Bài 59-Lớp 10-KHTN
Áp dụng nguyên lí I nhiệt động lực học cho khí lí tưởng
A Mục tiêu bài học
1 Kiến thức:
- Nội năng của khí lí tưởng chỉ là tổng động năng chuyển động của các phân tử khí, do
đó chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của khí
- Biết được công thức tính công của khí lí tưởng
2 Kỷ năng:
- Biết tính công khí thực hiện theo đồ thị
p – T(Độ lớn công = diện tích hình…)
- Biết tính công mà khí thực hiện, nhiệt lượng trao đổi, độ biến thiên nội năng
Trang 3Kiểm tra bài cũ:
1 Nội năng là gì?
2 Khí lí tưởng là gì? Các ĐL của khí lí tưởng?
3 Phát biểu và viết biểu thức nguyên lí I NĐLH
Q = U + A Qui ước về dấu của các đại lượng
Trang 4Áp dụng nguyên lí I nhiệt động lực học cho khí lí tưởng
1 Nội năng của khí lí tưởng:
- Chỉ gồm tổng động năng của CĐ của các phân tử khí
- Chỉ phụ thuộc nhiệt độ của khí: U = f(T)
2 Công thức tính công.
h
F
Cho chất khí dãn nở đẳng áp trong xi
lanh, đẩy pitông dịch chuyển h
Áp lực F tác dụng lên pitông thực hiện công
A’= F.h = pS.h = p V
A’: công khí sinh ra, chất khí nhận công - A = A’
Trang 5Áp dụng nguyên lí I nhiệt động lực học cho khí lí tưởng
Biểu thị công trên hệ toạ độ p - V
F
V’’ V’
V2
V1
V p
V
M
N
p1
p2
p’
p’’
V’VV’’
O V1 V2
Quá trình dãn nở khí trong xilanh:
p1,V1 p2,V2 Xét quá trình nhỏ p’,V’đến p’’,V’’
Khi coi p’ không đổi
A’1 = p’V Khi coi p’’ không đổi
A’2 = p’’V
2
''
' 2
'
'
V
A
A
A’ có độ lớn bằng diện tích hình
thang: chiều cao V, đáy p’ và p’’
Trang 6Áp dụng nguyên lí I nhiệt động lực học cho khí lí tưởng
Biểu thị công trên hệ toạ độ p - V
F
V’’ V’
V2
V1
V p
V
M
N
p1
p2
p’
p’’
V’VV’’
O V1 V2
Quá trình dãn nở khí trong xilanh:
p1,V1 p2,V2
A’ có độ lớn bằng diện tích hình thang
cong: chiều cao V, đáy p1 và p2
Trang 7Áp dụng nguyên lí I cho các quá trình của khí lí tưởng
p
V 1
2
p2
p1
O V1
a Quá trình đẳng tích
Q = U - A
Q = U
V = 0 A = 0
* Q > 0 U > 0
Nhiệt chất khí nhận chỉ dùng để làm tăng nội năng
* Q < 0 U < 0
Chất khí toả nhiêt làm giảm nội năng
Ví dụ: Nung nóng khối khí trong bìng kín
Trang 8Áp dụng nguyên lí I cho các quá trình của khí lí tưởng
b Quá trình đẳng áp
Q = U - A
V ≠ 0 A ≠ 0
V2
p
V
1 2
p
O V1
A’
A = - A’ = - p(V2 – V1) (Với V2 > V1)
Q = U + A’
A’ công mà khí sinh ra
Trong quá trình đẳng áp, nhiệt lượng mà khí nhận
một phần dùng làm tăng nội năng, phần còn lại biến thành công mà khí sinh ra.
Trang 9Áp dụng nguyên lí I cho các quá trình của khí lí tưởng
c Quá trình đẳng nhiệt
Q = U - A
p
V
1
2
p1
p2
O V1 V2
Do T không đổi U = 0
Q = - A = A’
Trong quá trình đẳng nhiệt, nhiệt lượng mà khí nhận biến hết thành công mà khí sinh ra.
Trang 10Áp dụng nguyên lí I cho các quá trình của khí lí tưởng
d Chu trình
Q = U - A
Tổng đại số nhiệt lượng mà hệ nhận biến hết thành
công mà hệ sinh ra trong chu trình Q = Q 1 – Q 2
Là quá trình trạng thái cuối trùng
với trạng thái ban đầu
p
V
a
b
p1
p2
O V1 V2
A’
1
2
A1a2 = S1a2V2V11 (Công âm)
Khí dãn nở, sinh công
A2b1 = S2b1V1V22 (Công dương )
Khí bị nén, nhận công
Q = - A
Trang 11Bài tập vận dụng
1.Câu nào sau đây là đúng? Nội năng của khí lí tưởng:
A Bao gồm động năng CĐ nhiệt của các phân tử và thế năng tương tác giữa chúng, và phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích.
B Bao gồm động năng CĐ nhiệt của các phân tử và thế năng tương tác giữa chúng, và phụ thuộc vào nhiệt độ, thể tích và áp suất
C Là thế năng tương tác giữa các phân tử khí,và chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích.
D Là động năng chuyển động của các phân tử khí,và chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.
D Là động năng chuyển động của các phân tử khí,và chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.
D Là động năng chuyển động của các phân tử khí,và chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.
D Là động năng chuyển động của các phân tử khí,và chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.
Trang 12Bài tập vận dụng
2 Gọi Q nhiệt lượng truyền cho khí, A, A’ là công mà chất khí nhận
từ ngoài và thực hiện lên vật khác, U là độ tăng nội năng của khí
Câu nào sau đây nói về biểu thức nguyên lí I NĐLH là không đúng?
A Q = A’ (Quá trình đẳng nhiệt)
B U = Q + A (Quá trình đẳng tích)
C A’ + Q - U (Quá trình đẳng áp)
D Q = A’ (Chu trình )
Trang 13Bài tập vận dụng
3 Một lượng khí được dãn từ thể tích V1 đến V2 (V2 > V1) Quá trình lượng khí thực hiện công ít nhất là:
A Dãn đẳng tích rồi dãn đẳng áp
B Dãn đẳng nhiệt rồi dãn đẳng tích.
C Dãn đẳng áp rồi dãn đẳng nhiệt
D Dãn đẳng nhiệt rồi dãn đẳng áp
A D A D A Dãn đẳng tích rồi dãn đẳng ápãn đẳng tích rồi dãn đẳng ápãn đẳng tích rồi dãn đẳng áp
Trang 14Kiểm tra bài cũ:
1 Nội năng là gì?
2 Khí lí tưởng là gì? Các ĐL của khí lí tưởng?
* Nội năng là dạng năng lượng bên trong của hệ, nó chỉ phụ thuộc vào trạng thái của hệ, bao gồm tổng động năng CĐ nhiệt của các phân tử và thế năng
tương tác giữa các phân tử cấu tạo nên hệ
* Khí lí tưởng: Các phân tử được coi là chất điểm,
CĐ hỗn loạn không ngừng, chỉ tương tác với nhau khi va chạm
* Ba ĐL, ba đẳng quá trình…
