1. Kiểm tra bài cũ:
- Phát biểu định nghĩa nội năng trong nhiệt động lực học.
- Chứng minh nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích. - Nêu ví dụ cụ thể về thực hiện công và truyền nhiệt.
- Viết công thức tính nhiệt lượng vật thu vào hay tỏa ra, nêu được tên và đơn vị của các đại lượng có mặt trong công thức.
2. Đặt vấn đề bài mới:
3. Các hoạt động dạy học:
Hoạt động 1 : Tìm hiểu về nguyên lý I của NĐLH
Nội dung ghi chép Đọc SGK
Viết biểu thức 33.1 Trả lời C1, C2
Nêu và phân tích về nguyên lý I.
Nêu và phân tích quy ước về dấu của A và Q trong biểu thức nguyên lý I.
Nguyên lý I nhiệt động lực học là sự vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng vào các hiện tượng nhiệt.
a) Phát biểu – công thức
Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng đại số nhiệt lượng và công mà hệ nhận được.
∆U = Q + A
trong đó :
∆U : độ biến thiên nội năng của hệ. Q, A : các giá trị đại số
b) Quy ước về dấu
Q > 0 : hệ nhận nhiệt lượng Q < 0 : hệ nhả nhiệt lượng |Q| A > 0 : hệ nhận công
A < 0 : hệ sinh công |A|
c) Phát biểu khác của nguyên lý I NĐLH Q = ∆U – A
Nhiệt lượng truyền cho hệ làm tăng nội năng của hệ và biến thành công mà hệ sinh ra.
“– A” là công mà hệ sinh ra cho bên ngoài. Hoạt động 2 : Áp dụng nguyên lý I của NĐLH cho các quá trình biến đổi trạng thái của chất khí.
Nội dung ghi chép Làm bài tập ví dụ SGK.
Có thể áp dụng cho đẳng quá trình nào ?. Viết biểu thức nguyên lý I cho quá trình đẳng áp.
Quan sát hình 33.2 và chứng minh trong quá trình đẳng tích.
Hướng dẫn : Lực do chất khí tác dụng có cùng độ lớn nhưng ngược chiều với lực ma sát.
Hướng dẫn : Có thể áp dụng cho quá trình mà lực do khí có tác dụng không đổi. Hướng dẫn ; Thể tích khí không đổi nên khí không thực hiện công hoặc nhận công.
2. Vận dụng:
a) Quá trình đẳng tích (V = const) ∆V = 0 ⇒ A = 0
⇒ Q = ∆U
Vậy, trong quá trình đẳng tích, nhiệt lượng mà khí
nhận được chỉ dùng để làm tăng nội năng của khí.
b) Quá trình đẳng áp (p = const) A = –A’ = – p(V2 – V1) (V2 > V1)
A’ : công mà khí sinh ra Q = ∆U + A’
Trong quá trình đẳng áp, một phần nhiệt lượng mà khí nhận được dùng để làm tăng nội năng của khí, phần còn lại chuyển thành công mà khí sinh ra.
c) Quá trình đẳng nhiệt (T = const) T = const ⇒∆U = 0 ⇒ Q = –A = A’
Trong quá trình đẳng nhiệt, toàn bộ nhiệt lượng mà khí nhận được chuyển hết sang công mà khí sinh ra.
4. Củng cố:
- Phát biểu và viết công thức của nguyên lý I của nhiệt động lực học (NĐLH); nêu được tên, đơn vị và quy ước về dấu của các đại lượng trong công thức.
5. Giao nhiệm vụ về nhà:
Bài 1. Mộ lượng không khí nóng được chứa trong một xilanh cách nhiệt đặt nằm ngang có pit – tông
có thể dịch chuyển được. Không khí nóng dãn nở đẩy pit – tông dịch chuyển.
a) Nếu không khí nóng thực hiện một công có độ lớn là 4000 J, thì nội năng của nó biến thiên một lượng bằng bao nhiêu ?
b) Giả sử không khí nhận thêm được nhiệt lượng 10000 J và công thực hiện thêm được một lượng là 1500 J. Hỏi nội năng của không khí biến thiên một lượng bằng bao nhiêu?
Bài 2*. Một lượng khí lí tưởng chứa trong một xilanh có pit – tông chuyển động được. Các thông số
trạng thái ban đầu của khí là 0,010 m3 ; 100 kPa ; 300 K. Khí được làm lạnh theo một quá trình đẳng áp tới khi thể tích còn là 0,006 m3.
a) Vẽ đường biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái trong hệ tọa độ (p,V). b) Xác định nhiệt độ cuối cùng của khí.
c) Tính công của chất khí.
Bài 3*. Người ta cung cấp nhiệt lượng 1,5 J cho chất khí đựng trong một xilanh đặt nằm ngang. Chất
khí nở ra, đẩy pit –tông đi một đoạn 5 cm. Tính độ biến thiên nội năng của chất khí. Biết lực ma sát giữa pit – tông và xilanh có độ lớn là 20 N.
Bài 4 . Dù nhiệt độ của không khí rất nóng vẫn có thể làm mát một quả dưa chuột bằng cách bọc quả
dưa vào một khăn ướt rồi đặt trước một quạt máy đang chạy. Điều này có vi phạm nguyên lí II NĐLH không ? Tại sao ?