Các nguyên lý nhiệt động lực học

Giáo án bài Các nguyên lý nhiệt động lực học được soạn theo định hướng phát triển năng lực của học sinh. Kính gửi đến quý thầy cô để cùng tham khảo và đóng góp ý kiến để bài giảng hoàn chỉnh hơn. Đây là giáo án theo định hướng mới.

Tiết57-58-59 CÁC NGUYÊN LÝ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC I MỤC TIÊU Theo chương trình giáo dục phổ thơng mơn Vật lí lớp 10, chủ đề " Các nguyên lý nhiệt động lực học" gồm có nội dung sau: - Nguyên lý nhiệt động lực học - Nguyên lý nhiệt động lực học Kiến thức - Phát biểu nguyên lý I, II nhiệt động lực học - Viết hệ thức nguyên lý I nhiệt động lực học - Nêu tên, đơn vị quy ước dấu đại lượng hệ thức - Viết hệ thức hiệu suất động Kĩ - Giải tập vận dụng nguyên lý I, II nhiệt động lực học Thái độ: - Tự tin đưa ý kiến cá nhân thực nhiệm vụ lớp, nhà - Chủ động trao đổi thảo luận với học sinh khác với giáo viên - Hợp tác chặt chẽ với bạn thực nhiệm vụ nghiên cứu thực nhà - Tích cực hợp tác, tự học để lĩnh hội kiến thức Năng lực định hướng hình thành phát triển cho học sinh: * Năng lực sử dụng kiến thức: sử dụng kiến thức vào việc giải thích tượng có liên quan đến tượng thực tiễn * Năng lực phương pháp: đề xuất phương án để xây dựng nguyên lý nhiệt động lực học * Năng lực trao đổi thông tin: thực trao đổi, thảo luận với bạn bè để thực nhiệm vụ, tìm kiếm thông tin mạng * Năng lực cá thể: kết hợp kiến thức việc giải lí giải vận dụng tình thực tế II CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH Chuẩn bị giáo viên - Máy chiếu, giáo án, dụng cụ dạy học: thước , PHT , dụng cụ làm thí nghiệm minh họa trình làm thay đổi nội năng, mơ hình động nhiệt Chuẩn bị học sinh - Ơn lại bảo tồn lượng tượng cơ, nhiệt SGK.VL III Tổ chức hoạt động học học sinh Hướng dẫn chung ST Các bước Hoạt động Tên hoạt động T Thời gian Khởi động Hoạt động Kiểm tra cũ 10’ Hình thành kiến Hoạt động Tìm hiểu nguyên lý I 35’ thức Hoạt động Vận dụng nguyên lý I Hoạt động Giải tập nguyên lý I Hoạt động Tìm hiểu nguyên lí II Hoạt động Vận dụng nguyên lí II giải 10’ thích hoạt động động 15’ nhiệt Luyện tập Vận dụng, tìm tòi Hoạt động Vận dụng 60’ Hoạt động Hướng dẫn nhà 5’ mở rộng Hướng dẫn cụ thể hoạt động Hoạt động đặt vấn đề/xuất phát/khởi động - Thời gian 5’ - Mục tiêu: ôn tập kiến thức cũ - Hình thức học tập: Làm việc cá nhân - Phương tiện: Bảng phấn - Các bước thực hiện: STT BƯỚC NỘI DUNG Chuyển - Gv giao nhiệm vụ cho lớp với nội dung: giao nhiệm vụ Tính số đo độ biến thiên khí hai trường hợp sau: - Nung nóng khí xylanh kín ( bỏ qua giãn nở xylanh) - Ấn pittông xylanh xuống để giảm thể tích khí xylanh ( ấn từ từ để khơng làm nóng khí) - Vừa nung nóng khí vừa ấn pittông xylanh xuống để giảm Thực thể tích khí Học sinh lên bảng trả lời câu hỏi nhiệm vụ Báo cáo - Học sinh nhận xét câu trả lời bạn kết - Giáo viên kết luận chấm điểm thảo luận Hoạt động 2: - Thời gian 12’ - Mục tiêu: Nắm nội dung nguyên lý I - Hình thức học tập: Hoạt động nhóm - Phương tiện: Máy chiếu bảng phụ hỗ trợ + Các bước thực hiện: STT BƯỚC NỘI DUNG Chuyển - Chia nhóm thành nhóm học tập: nhóm bầu nhóm giao trưởng, thư kí nhiệm - GV đưa câu hỏi cho nhóm đề nghị nhóm học sinh vụ thảo luận 10 phút: Phát biểu viết hệ thức nguyên lý I NĐLH Nêu tên, đơn vị đại lượng có hệ thức Thực Nêu quy ước dấu đại lượng hệ thức - Hoạt động nhóm thảo luận trả lời câu hỏi giao ( 10 phút) nhiệm - Một nhóm GV chọn ngẫu nhiên cử đại diện báo cáo vụ trước lớp - Các nhóm khác lắng nghe, đưa ý kiến thảo luận - HS ghi nhận kiến thức, ghi vào Báo cáo Hs cử đại diện báo cáo kết tìm kết - Các nhóm khác ý lắng nghe, tương tác lại với nhóm báo thảo cáo luận - Gv chốt kiến thức, lưu ý đên sai số thường gặp I Nguyên lý I NĐLH Phát biểu nguyên lý Độ biến thiên nội vật tổng công nhiệt lượng mà vật nhận U > 0: Nội hệ tăng U < 0: Nội hệ giảm U = 0: Nội hệ không đổi * Quy ước dấu: Q > 0: Hệ nhận nhiệt lượng Q < :Hệ truyền nhiệt lượng A > 0: hệ nhận công Đánh A < : hệ thực công  GV nhận xét hoạt động học sinh giá kết + ưu điểm thực + Nhược điểm cần khắc phục nhiệm vụ học tập Hoạt động 3: - Thời gian: 13’ - Mục tiêu: Vận dụng nguyên lý giải thích đẳng trình - Hình thức học tập: Hoạt động nhóm - Phương tiện: Máy chiếu bảng phụ hỗ trợ + Các bước thực hiện: STT BƯỚC NỘI DUNG Chuyển - GV đưa cho nhóm, yêu cầu nhóm thảo luận 10 giao phút nhiệm - Nội dung câu hỏi: vụ Vận dụng nguyên lý I NĐLH cho q trình đẳng tích Vận dụng ngun lý I NĐLH cho trình đẳng nhiệt Vận dụng nguyên lý I NĐLH cho trình đẳng áp - GV theo dõi hoạt động nhóm, có góp ý, chỉnh sửa kịp thời -GV hướng dẫn thảo luận trước lớp Thực -Hoạt động nhóm thảo luận hồn thành theo yêu cầu giáo viên - Cá nhân lên bảng trình bày bài, câu hỏi PHT nhiệm -Các hs khác lắng nghe, đưa ý kiến nhận xét vụ Hs cử đại diện báo cáo kết tìm - Các nhóm khác ý lắng nghe, tương tác lại với nhóm báo cáo - Gv chốt kiến thức Báo cáo kết thảo luận * Trong trinhg đẳng tích: Nhiệt lượng mà chất khí nhận làm tăng nội Q trình đẳng tích q trình truyền nhiệt V = suy A = Suy Q =U Trong q trình đẳng tích nhiệt lượng mà chất khí nhận dùng làm tăng nội * Quá trình đẳng áp: U = Q + A * Qúa trình đẳng nhiệt: Vì nhiệt độ khơng đổi nên U=0 Đánh giá kết Suy Q = -A  GV nhận xét hoạt động học sinh + ưu điểm thực + Nhược điểm cần khắc phục nhiệm vụ học tập Hoạt động 4: - Thời gian: 10’ - Mục tiêu: HÌnh thành kĩ giải tập - Hình thức học tập: Hoạt động nhóm - Phương tiện: Máy chiếu bảng phụ hỗ trợ + Các bước thực hiện: STT BƯỚC NỘI DUNG Chuyển - GV đưa đề cho nhóm, yêu cầu nhóm thảo luận giao 10 phút nhiệm Các hệ thức sau diễn tả trình nào? a U = Q Q > vụ b U = Q + A Q < 0; A > c U = Q + A Q < 0; A > 0;  A >  Q d U = Q + A Q > 0; A > Người ta thực cơng 100J để nén khí xylanh Tính độ biến thiên nội khí, biết khí truyền môi trường xung quanh nhiệt lượng 20J - GV theo dõi hoạt động nhóm, có góp ý, chỉnh sửa kịp thời Thực - GV hướng dẫn thảo luận trước lớp -Hoạt động nhóm thảo luận hoàn thành câu phiếu tập vận dụng ( 10 phút) nhiệm - Nhóm chọn cử đại diện lên bảng báo cáo vụ - Các nhóm khác lắng nghe, đưa ý kiến nhận xét Báo cáo Hs cử đại diện báo cáo kết tìm kết - Các nhóm khác ý lắng nghe, tương tác lại với nhóm báo thảo cáo luận - Gv chốt kiến thức 4 Đánh giá kết  GV nhận xét hoạt động học sinh + ưu điểm thực + Nhược điểm cần khắc phục nhiệm vụ học tập Hoạt động 5: - Thời gian 10’ - Mục tiêu: Nắm nội dung nguyên lý II - Hình thức học tập: Hoạt động nhóm - Phương tiện: Máy chiếu bảng phụ + Các bước thực hiện: STT BƯỚC NỘI DUNG - Chia nhóm thành nhóm học tập: nhóm bầu nhóm Chuyển giao trưởng, thư kí nhiệm - GV giao nhiệm vụ cho nhóm đề nghị nhóm học sinh vụ thảo luận để hồn thành phiếu học tập - Nội dung câu hỏi: Phát biểu nguyên lí II NĐLH Trả lời câu C3 - GV theo dõi trình làm việc nhóm, có chỉnh sửa kịp thời ( có) -GV, xác nhận ý kiến câu trả lời - Giải thích câu C4 - GV chuẩn hóa kiến thức chiếu Thực - Hoạt động nhóm thảo luận trả lời câu hỏi - Một nhóm GV chọn ngẫu nhiên cử đại diện báo cáo nhiệm trước lớp vụ -Các nhóm khác lắng nghe, đưa ý kiến thảo luận Hs cử đại diện báo cáo kết tìm - Các nhóm khác ý lắng nghe, tương tác lại với nhóm báo cáo Báo cáo kết thảo luận - Gv chốt kiến thức, lưu ý đên sai số thường gặp III NGUYÊN LÍ II NĐLH: Nguyên lí II NĐLH: a Phát biểu Claudi ut: - Nhiệt tự truyền từ vật sang vật nóng b Phát biểu Cacnơ: - Động nhiệt khơng thể chuyển hố tất nhiệt lượng Đánh giá kết nhận thành công học  GV nhận xét hoạt động học sinh + ưu điểm thực + Nhược điểm cần khắc phục nhiệm vụ học tập + Định hướng hoạt động tiếp nối: Hoạt động 6: - Thời gian: 15’ - Mục tiêu: Vận dụng nguyên lý II - Hình thức học tập: Hoạt động nhóm - Phương tiện: Máy chiếu + Các bước thực hiện: STT BƯỚC NỘI DUNG Chuyển - GV giao nhiệm vụ cho nhóm, yêu cầu nhóm thảo giao luận hồn thành nhiệm 1.Vẽ sơ đồ cấu tạo động nhiệt vụ Nêu chức phận động nhiệt Dựa vào nguyên lý II NĐLH trình bày nguyên lý làm việc động nhiệt Hãy tính hiệu suất động nhiệt - GV theo dõi hoạt động nhóm, có góp ý, chỉnh Thực sửa kịp thời -Hoạt động nhóm thảo luận hồn thành câu hỏi theo u cầu GV nhiệm - Một nhóm gọi cử đại diện báo cáo trước lớp vụ -Các nhóm khác lắng nghe, đưa ý kiến nhận xét - Thảo luận BTVD Báo cáo Hs cử đại diện báo cáo kết tìm kết - Các nhóm khác ý lắng nghe, tương tác lại với nhóm báo thảo cáo luận - Gv chốt kiến thức Vận dụng: - Động nhiệt có cấu tạo gồm phận + Nguồn nóng: để cung cấp nhiệt lượng ( Q1) + Bộ phận phát động ( tác nhân): Nhận nhiệt sinh công ( A) + Nguồn lạnh: thu nhiệt lượng tác nhân tỏa ( Q2) - Hiệu suất động nhiệt: Đánh A Q1  Q2 Q1 100% H= Q1 100 = ( H nhỏ 1)  GV nhận xét hoạt động học sinh giá kết + ưu điểm thực + Nhược điểm cần khắc phục nhiệm vụ học tập Hoạt động 7: - Thời gian:60’ Câu 1: Trường hợp làm biến đổi nội không thực công? Chọn câu trả lời đúng: A Khuấy nước B Đóng đinh C Nung sắt lò D Mài dao, kéo Câu 2: Nội vật là: A tổng lượng mà vật nhận trình truyền nhiệt thực công B nhiệt lượng mà vật nhận trình truyền nhiệt C tổng động phân tử cấu tạo nên vật D tổng động vật Câu 3: Khi nói nội năng, điều sau sai? A Nội vật phụ thuộc vào nhiệt độ thể tích vật B Có thể đo nội nhiệt kế C Đơn vị nội Jun (J) D Nội vật tổng động tương tác phần tử cấu tạo nên vật Câu 4: Chất khí xy lanh nhận nhiệt hay tỏa nhiệt lượng thực cơng 40J lên khối khí nội khối khí tăng thêm 20J ? A Khối khí tỏa nhiệt 20J B Khối khí nhận nhiệt 20J C Khối khí tỏa nhiệt 40J D Khối khí nhận nhiệt 40J Câu 5: Chất khí xy lanh nhận nhiệt hay tỏa nhiệt lượng thực công 170J lên khối khí nội khối khí tăng thêm 170J ? A Khối khí nhận nhiệt 340J B Khối khí nhận nhiệt 170J C Khối khí tỏa nhiệt 340J D Khối khí khơng trao đổi nhiệt với mơi trường Câu 6: Người ta thực công 100J để nén khí xylanh Biết khí truyền sang mơi trường xung quanh nhiệt lượng 20J Độ biến thiên nội khí : A 80J B 120J C -80J D -120J Câu 7: Người ta truyền cho khí xylanh nhiệt lượng 100J Khí nở thực cơng 70J đẩy píttơng lên Độ biến thiên nội khí là: B 170 C 30J A -30J D -170J Câu 8: Phát biểu sau không A Nội vật tổng động phân tử cấu tạo nên vật B Nội vật phụ thuộc nhiệt độ thể tích vật C Nội biến đổi q trình truyền nhiệt thực công D Số đo độ biến thiên nội q trình truyền nhiệt gọi cơng Câu 9: Một vật ném lên cao A nội vật không đổi B nội vật tăng C xác định nội vật D nội vật giảm Câu 10: Câu sau nói nội khơng đúng? A Nội vật không phụ thuôc khối lượng vật B Nội vật tăng lên giảm C Nội nhiệt lượng có đơn vị D Nội dạng lượng Câu 11: Chọn phát biểu A Độ biến thiên nội vật độ biến thiên nhiệt độ vật B Nội gọi nhiệt lượng C Nội phần lượng vật nhận hay bớt q trình truyền nhiệt D Có thể làm thay đổi nội vật cách thực công Câu 12: Phát biểu sau phù hợp với nguyên lí II nhiệt động lực học ? A Độ tăng nội vật tổng công nhiệt lượng mà vật nhận B Động nhiệt chuyển hoá tất nhiệt lượng nhận thành công học C Nhiệt lượng truyền từ vật sang vật nóng D Nhiệt lượng truyền cho vật làm tăng nội vật biến thành công mà vật thực Câu 13: Hệ thức U = Q hệ thức nguyên lý I nhiệt động lực học A Áp dụng cho trình đẳng áp B Áp dụng cho trình đẳng nhiệt C Áp dụng cho q trình đẳng tích D Áp dụng cho ba trình Câu 14: Người ta thực cơng 1000 J để nén khí xilanh Tính độ biến thiên khí, biết khí truyền môi trường xung quanh nhiệt lượng 400 J ? A U = -600 J 600 J B U = 1400 J C U = - 1400 J D U = Câu 15 Trong q trình, cơng khối khí nhận 100J nhiệt lượng khối khí nhận 200J Độ biến thiên nội khối khí là: A -100J B -300J C 300J D 100J Câu 16 Người ta thực công 120J để nén khí xi lanh Nhiệt lượng mà khối khí tỏa 20J Nội khối khí biến thiên lượng là: A 100J B -100J C -140J D 140J Câu 17 Người ta cung cấp nhiệt lượng 1,5J cho khí đặt xilanh nằm ngang Chất khí nở đẩy pit tông đoạn 4cm Lực ma sát pit tơng xilanh có độ lớn 30N Độ biến thiên nội khí là: A 2,7J B -118,5J C 0,3J D Một giá trị khác Câu 18: Chọn câu Nguyên lí I nhiệt động lực học diễn tả công thức U  Q  A với quy ước A Q > : hệ truyền nhiệt B A < : hệ nhận công C Q < : hệ nhận nhiệt D A > : hệ nhận công Câu 19: Trong trình chất khí truyền nhiệt nhận cơng A Q biểu thức U  Q  A phải có giá trị sau đây? A Q < 0, A > B Q < 0, A < C Q > 0, A > D Q > 0, A < Câu 20: Trong trình chất khí nhận nhiệt sinh cơng A Q biểu thức U  Q  A có giá trị sau đây? A Q < 0, A > B Q > 0, A < C Q > 0, A > D Q < 0, A < Câu 21: Hệ thức U  Q  A với A > 0, Q < diễn tả cho q trình chất khí? A Nhận công tỏa nhiệt B Nhận nhiệt sinh công C Tỏa nhiệt nội giảm D Nhận công nội giảm Câu 22: Trường hợp ứng với q trình đẳng tích nhiệt độ tăng? A  U = Q ; Q > B  U = A + Q ; A > 0, Q > C  U = A ; A > D  U = A - Q ; A < 0, Q > Câu 23: Với qui ước: Q1 nhiệt lượng trao đổi với nguồn nóng, Q nhiệt lượng trao đổi với nguồn lạnh, A cơng trao đổi với mơi trường ngồi Khi máy làm lạnh hoạt động tác nhân làm lạnh A nhận Q, truyền Q2, nhận A B nhận Q1, nhận Q2, sinh A C truyền Q1, nhận Q2, nhận A D truyền Q1, truyền Q2, nhận A Câu 24: Trong q trình chất khí nhận nhiệt sinh công Q A hệ thức U = A + Q phải có giá trị sau đây? A Q < A > B Q > A > C Q > A < D Q < A < Hoạt động Hướng dẫn nhà (5 phút) a) Mục tiêu hoạt động: Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng kiến thức học tương tác với cộng đồng Tùy theo lực mà em thực mức độ khác b) Nội dung hoạt động: Chọn câu hỏi tập để tự tìm hiểu lớp học: - Giải tập sgk trang 180 - Thế chất rắn kết tinh, chất rắn vơ định hình So sánh điểm khác loại chất rắn c) Gợi ý tổ chức hoạt động: GV đặt vấn đề chuyển giao nhiệm vụ nêu sách tài liệu để thực lớp học HS ghi nhiệm vụ chuyển giao GV vào Sau thảo luận nhóm để đưa cách thực nhiệm vụ lớp học GV ghi nhận kết cam kết cá nhân nhóm học sinh Hướng dẫn, gợi ý cách thực cho HS, hướng dẫn HS tự đánh giá đánh giá lẫn (nếu có điều kiện) d) Sản phẩm hoạt động: Ghi nhận yêu cầu GV vào  ... Hoạt động Kiểm tra cũ 10’ Hình thành kiến Hoạt động Tìm hiểu nguyên lý I 35’ thức Hoạt động Vận dụng nguyên lý I Hoạt động Giải tập nguyên lý I Hoạt động Tìm hiểu ngun lí II Hoạt động Vận dụng nguyên. .. 1.Vẽ sơ đồ cấu tạo động nhiệt vụ Nêu chức phận động nhiệt Dựa vào nguyên lý II NĐLH trình bày nguyên lý làm việc động nhiệt Hãy tính hiệu suất động nhiệt - GV theo dõi hoạt động nhóm, có góp ý,... hình động nhiệt Chuẩn bị học sinh - Ôn lại bảo toàn lượng tượng cơ, nhiệt SGK.VL III Tổ chức hoạt động học học sinh Hướng dẫn chung ST Các bước Hoạt động Tên hoạt động T Thời gian Khởi động