Giáo án Vật lý 10 bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (130.19 KB, 3 trang )
VẬT LÝ 10
CÁC NGUYÊN LÝ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I. MỤC TIÊU
1- Kiến thức:
-Phát biểu và viết được biểu thức của nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học
(NĐLH); nêu được tên đơn vị và qui ước về dấu của các đại lượng trong biểu thức
và cách vận biểu thức để giải thích các hiện tượng liên quan.
-Lập được biểu thức tính công của khí lý tưởng khi áp suất thay đổi không đáng kể
qua đó biết vận dụng cho khí thực trong các trường hợp nào.
2- Kỹ năng:
-Vận dụng được nguyên lý thứ nhất của NĐLH vào các đẳng quá trình để viết và
nêu ý nghĩa vật lý của biểu thức của nguyên lý này cho từng quá trình.
-Vận dụng được nguyên lý thứ nhất của NĐLH để giải các bài tập ra trong bài và
các bài tập tương tự trong sách giáo khoa và trong sách bài tập.
3- Thái độ:
-Có hứng thú học vật lí, yêu thích tìm tòi khoa học,trân trọng những đóng góp
của vật lí học với xã hội.
II. CHUẨN BỊ :
1- Giáo viên: Nhắc học sinh ôn bài :
Sự bảo toàn năng lượng trong các hiện tượng cơ và nhiệt ( bài 28 , vật lý 8)
2-Học sinh : chuẩn bị theo yêu cầu của giáo viên.
III. TIẾN TRÌNH BÀI GIẢNG
1- Kiểm tra bài cũ : Nội năng là gì ? Nội năng có mấy cách biến đổi ?
2- Bài mới :
Hoạt động của thầy và trò
Nội dung
Hoạt động 1: Tìm hiểu về nguyên lý I I . Nguyên lý I nhiệt động lực học:
của NĐLH
1- Phát biểu nguyên lí:
HS: Đọc SGK
- Như ta đã biết nội năng của vật cá thể thay
GV:Viết BT và ptích về nguyên lý I.
đổi
Nguyên lí I nhiệt động lực học là sự
bằng hai cách là truyền nhiệt và thực hiện
vận dụng định luật bảo toàn và chuyển công
hóa năng lượng
- Nếu vật đồng thời nhận được công và nhiệt
thì
theo định luật bảo toàn chuyển hóa năng
lượng:
C1:Vật thu nhiệt lượng Q>0
Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng
Nội năng vật tăng
U>0
công
Vật thực hiện công A<0
và nhiệt lượng mà vật nhận được
C2: a,Q>0 vật nhận nhiệt lượng và tăng
U = A + Q
nọi năng.Q<0 vật tỏa nhiệt và giảm nội
* Quy ước về dấu:
năng.
+ Q < 0 Vật truyền n. lượng cho các vật khác
VẬT LÝ 10
b,A>0 vật nhận công và tăng nội năng
+ Q > 0 Vật nhận nhiệt lượng từ các vật
A<0 vật thực hiện công và giảm nội năng khác
c,Q>0 và A<0 vật nhận nhiệt lượng thực + A > 0 Vật nhận công từ các vật khác
hiện công nội năng có thể tăng hoặc giảm + A < 0 Vật thực hiện công lên các vật khác
d, Q>0 và A>0 vật nhận nhiệt lượng nhận
công nội năng tăng.
Q<0
Q>0
Hoạt động 2: Áp dụng nguyên lý I cho
vậ
các quá trình biến đổi trạng thái.
.
t
Ví dụ :
A>0
A<0
Q = 1,5J
l = 5cm = 0,05m
F = 20N
U = ?
-Với quy ước về dấu thích hợp , hệ thức trên
Giải :
có thể dùng để diễn đạt các quá trình biến đổi
Công mà chất khí nhận được là :
trạng
A = F.l = 20.0,05 = 1J
thái khác như vật truyền nhiệt cho các vật
Theo nguyên lý I của NĐLH ta có
khác
U = Q + A = 1,5 - 1 = 0,5 J
vật thực hiện công lên các vật khác...
Cho chất khí chuyển từ trạng thái 1 (P1, 2-Vận dụng:
V1, T1) sang trạng thái 2
-Có thể dùng nguyên lí I NĐLH để tìm hiểu
(P2, V2, T2) ta chứng minh rằng :
về
U = Q
sự truyền và chuyển hóa năng lượng , trong
các quá trình biến đổi trạng thái của chất khí.
-Sau đây là ví dụ về việc vận dụng nguyên lí
INĐLH vào quá trình đẳng tích.
-Trong hệ tọa độ (P,V) quá trình này được
A= 0
U = Q
biểu diễn bằng đường thẳng vuông góc với
Quá trình đẳng tích.
trục thể tích.
Như vậy Quá trình đẳng tích chính
Cho chất khí chuyển từ trạng thái
là quá trình truyền nhiệt.
1(P1,V1,T1) sang trạng thái 2(P2,V2,T2)
-Vận dụng nguyên lí I NĐLHH ta có thể (hình 33.2sgkh).
hiểu quá trình chuyền và chuyển hóa
năng lượng trong các quá trình biến đổi * Hãy chứng minh rằng , khi đó hệ thức
trạng thái của chất khí như thế nào ?
của
-Hướng dẫn học sinh cách chứng minh
nguyên lí I NĐLH có dạng:
U = Q
hệ thức của nguyên lí INĐLH
trong quá trình đẳng tích ?
Trong quá trình đẳng tích , nhiệt lượng mà
-Giáo viên phân tích chỉ rõ cho học
chất khí nhận được chỉ dùng làm tăng nội năng
sinh cách vận dụng nguyên lí I
. Quá
VẬT LÝ 10
trong việc giải các bài tập ?
Hoạt động 3: Tìm hiểu về nguyên lý II
của NĐLH.
*Như vậy trong tự nhiên có nhiều quá
trình chỉ có thể tự xảy ra theo một chiều
xác định,không thể tự xảy ra theo chiều
ngược lại.
Hoạt động 3: Tìm hiểu về động cơ nhiệt.
trình đẳng tích là quá trình truyền nhiệt.
II-Nguyên lý II của nhiệt động lực học:
1- Quá trình thuận nghịch và không thuận
nghịch ( đọc SGK)
2- Nguyên lí II nhiệt động lực học:
a)Cách phát biểu của Clau-di-út :
Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật
nóng hơn.
b)Cách phát biểu của Các-nô :
* Hiệu suất của động cơ nhiệt :
Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả
Công thức tính hiệu suất.
nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.
A
3- Vận dụng:Dùng nguyên lý II để giải thích
H
Luôn
nhỏ
hơn
1
Q1
nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ
+Nhiệt lượng do nguồn nóng cung cấp nhiệt.Động cơ nhiệt gồm ba bộ phận cơ bản :
không thể hoàn toàn biến thành công cơ 1. Nguồn nóng,để cung cấp nhiệt lượng
2. Bộ phận phát động, sinh công
học.
3. Nguồn lạnh,thu nhiệt lượng do tác nhân tỏa
+Mà một phần đã bị tổn hao thất
ra
thoát do nguồn lạnh hấp thụ.
Hiệu suất của động cơ nhiệt :
Công thức tính hiệu suất.
H
A
Q1
Luôn nhỏ hơn 1
3. Củng cố và luyện tập : Hệ thống bài khắc sâu các công thức về nguyên
lý nhiệt độnglực học . Đọc phần ghi nhớ cuối SGK
Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch.
Nguyên lý II của nhiệt động lực học.
4. Hướng dẫn học sinh tự học
BT 3(179):D. khí trong bình kín không dãn nở nên A=0 U Q
BT 4(180): C Khí nhận nhiệt Q>0 sinh công A<0
BT 5(180): A Quá trình đẳng tích V=h/s A 0 U Q
nhiệt độ tăng U tăng U>0.Về nhà học bài làm bài tập 6,7(180)
