1 .Phân tích chương trình phần “nhiệt học” vật lí 0 cơ bản
2. Hệ thống giáo án phần “nhiệt học” vật lí 10 cơ bản:
2.8 Giáo án bài33:Các nguyên lí của nhiệt động lực học
2.8.1. Mục tiêu:
a. Kiến thức
- Phát biểu và viết được cơng thức của ngun lí I của nhiệt động lực học (NĐLH), nêu được tên, đơn vị và quy ước về dấu của các đại lượng trong công thức.
- Phát biểu được nguyên lí II của NĐLH theo hai cách.
b. Kỹ năng
- Vận dụng được nguyên lí I của NĐLH để giải các bài tập sgk và các bài tập tương tự.
-Vận dụng được nguyên lí II để giải thích nguyên lí hoạt động cảu các động cơ nhiệt.
2.8.2. Chuẩn bị:
a.Giáo viên:
sơ đồ nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt hình 33.4.
b.Học sinh:
Ơn lại những kiến thức về sự bảo toàn năng lượng trong các hiện tượng cơ và nhiệt.
2.8.3.Tiến trình dạy học:
Hoạt động 1 (5 phút): ổn định lớp và kiểm tra bài cũ:
Hướng dẫn của GV Hoạt động của học sinh
-Yêu cầu lớp trương ổn định lớp và báo cáo sỉ số.
-Nêu câu hỏi kiểm tra bài cũ:
Câu 1: Nội năng của một vật hoặc một hệ là gì? Nêu các cách làm biến đổi nội năng. Câu 2: viết biểu thức tính độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt
-Gọi học sinh trả lời và nhận xét. -Ghi điểm.
-Học sinh được gọi tên trả lời câu hỏi kiểm tra bài cũ:
Câu 1: Nội năng của vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật.
-hai cách làm thay đổi nội năng là: thực hiện công và truyền nhiệt.
Câu 2: ta có: ΔU=Q (nhiệt lượng) Với Q= m.c. Δt
Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hiểu ngun lí I nhiệt động lực học.
Hướng dẫn của GV Hoạt động của học sinh
59
-Giới thiệu nguyên lí I nhiệt động lực học. -Giới thiệu cách qui ước dấu của U, A và Q trong biểu thức của nguyên lí I.
-Qui ước dấu.
-Yêu cầu học sinh thực hiện C1.
-Nhận xét.
- Yêu cầu học sinh thực hiện C2.
-Nhận xét.
-Yêu cầu học sinh đọc ví dụ và giải bài tốn. -Từ đó giúp học sinh rút ra đặc điểm của độ biến thiên nội năng trong các đẳng quá trình.
-Ghi nhận nguyên lí I nhiệt động lực học. -Ghi nhận cách qui ước dấu của các đại lượng trong biểu thức của nguyên lí I.
-Thực hiện C1.
-Thực hiện C2.
-Đọc bài toán và giải bài toán.
- Theo dõi giáo viên hướng dẫn để tìm đặc điểm của nội năng trong các đẳng q trình.
I. Ngun lí I nhiệt động lực học.
1. Phát biểu nguyên lí.
-Độ biến thiên nội năng của một vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được.
U = A + Q -Qui ước dấu:
A > 0: hệ nhận công; A<0: hệ thực hiện công; Q > 0: hệ nhận nhiệt; Q < 0: hệ truyền nhiệt. 2. Vận dụng. Xét một khối khí lí tưởng chuyển từ trạng thái 1 (p1, v1, T1) sang trạng thái 2 (p2, V2, T2):
+ Với quá trình đẳng nhiệt (Q = 0), ta có :
U = A
Độ biến thiên nội năng bằng công mà hệ nhận được hoặc công mà hệ thực hiện.
+ Với q trình đẳng tích (A = 0), ta có:
U = Q
Độ biến thiên nội năng bằng nhiệt lượng mà hệ nhận được hoặc truyền đi.
60
Hoạt động 3 (20 phút): Tìm hiểu ngun lí II nhiệt động lực học.
Hướng dẫn của GV Hoạt động của học sinh
Nội dung ghi bảng
-Giới thiệu cách phát biểu nguyên lý II nhiệt động lực học của Clau- di-út.
-Yêu cầu học sinh thực hiện C3.
-Yêu cầu học sinh đọc sgk và giới thiệu cách phát biểu nguyên lý II của Các-nô.
-Yêu cầu học sinh thực hiện C4.
-Giới thiệu nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ nhiệt. -Giới thiệu hiệu suất của động cơ nhiệt. -Yêu cầu học sinh giải thích tại sao hiệu suất của động có nhiệt ln nhỏ hơn 1.
-Ghi nhận nguyên lí II theo cách phát biểu của Clau-di-út.
-Thực hiện C3.
-Ghi nhận nguyên lí II theo cách phát biểu của Các-nô.
-Thực hiện C4
-Ghi nhận nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ nhiệt. -Ghi nhận hiệu suất của động cơ nhiệt.
-Giải thích vì sao hiệu suất của động có nhiệt ln nhỏ hơn 1.
II. Nguyên lí II nhiệt động lực học. 1. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch. sgk 2. Nguyên lí II nhiệt dộng lực học.
a) Cách phát biểu của Clau- di-út.
“Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang một vật nóng hơn”.
b) Cách phát biểu của Các- nô.
“Động cơ nhiệt khơng thể chuyển hố tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học”.
3. Vận dụng.
-Nguyên lí II nhiệt động lực học có thể dùng để giải thích nhiều hiện tượng trong đời sống và kỉ thuật.
-Mỗi động cơ nhiệt đều phải có ba bộ phận cơ bản là : + Nguồn nóng để cung cấp nhiệt lượng (Q1).
61
+ Bộ phận phát động gồm vật trung gian nhận nhiệt sinh công (A) gọi là tác nhân và các thiết bị phát động.
+ Nguồn lạnh để thu nhiệt lượng do tác nhân toả ra (Q2). Hiệu suất của động cơ nhiệt : H = 1 2 1 1 | | Q Q Q Q A < 1 Hoạt động 4 (5 phút): củng cố, dặn dò.
Hướng dẫn của GV Hoạt động của học sinh
-Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học trong bài.
-Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập từ 1 đến 8 trang 179-180 sgk.
-Học bài để kiểm tra 1 tiết cho tốt.
-Tóm tắt lại những kiến thức đã học trong bài.
-Ghi các bài tập và nhiệm vụ về nhà.
IV. Rút kinh nghiệm:
............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................