ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC(2 tiết) ppt

ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
(2 tiết)

A. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Hiểu được nội năng của khí lý tưởng chỉ bao gồm tổng động năng chuyển
động nhiệt của các phân tử trong khí đó. Như vậy nội năng của khí lý tưởng
chỉ còn phụ thuộc vào nhiệt độ.
- Biết được công thức tính công của khí lý tưởng.
- Biết cách vận dụng nguyên lý I vào các quá trình của khí lý tưởng.
2. Kỹ năng
- Đoán biết công mà khí thực hiện trong một quá trình qua diện tích trên độ
thị (p,V) ứng với quá trình đó.
- Biết tính cộng mà khí thực hiện, tính nhiệt lượng trao đổi và tính độ biến
thiên nội năng trong một số quá trình của khí lý tưởng.

B. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên
- Bảng tổng hợp các hệ thức tính công, nhiệt lượng và biến thiên nội năng
trong một số quá trình của khí lý tưởng (SGV). Chú ý : Nhiệt dung riêng
của chất có giá trị khác nhau tùy theo quá trình đẳng tích hay đẳng áp.
- Một số bài tập sau bài và trong SBT.
2. Học sinh
- Ôn lại các công thức tính công và nhiệt lượng.

C. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 (………phút) : KIỂM TRA BÀI CŨ
- Nội năng là gì? Các cách làm biến đổi nội năng của hệ.
- Phát biểu nguyên lý I nhiệt động lực hoc.
- Giải một bài tập nhỏ.

Hoạt động 2 (………phút) : NỘI NĂNG CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG
Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của
HS
Nội dung chính của bài
© Nêu khái niệm của khí
lý tưởng?
© Vậy nội năng của khí lý
tưởng phụ thuộc vào yếu
tố nào?



- Yêu cầu HS đọc phần
1b) để tìm công của khí lý
tưởng.
- Yêu cầu HS đọc phần
1c) để tìm công và biểu
thị công đó trên đồ thị
- Nêu khái niệm.

- trả lời : chỉ còn phụ
thuộc vào nhiệt độ.




- Đọc SGK và tìm ra
công thức.

- tìm và phân tích.

1. Nội năng và công của khí lý
tưởng
a) Nội năng của khí lý tưởng
Nội năng của khí lý tưởng chỉ bao
gồm tổng động năng của chuyển động
hỗn loạn của các phân tử khí, nên nội
năng của khí lý tưởng chỉ phụ thuộc
vào nhiệt độ của khí : U = f(T)

b) Công thức tính công của khí lý
tưởng
Khi dãn nở đẳng áp, khí đã thực
hiện một công:
V
1
V
2

V
p
1

p
2

p
N
M
A’
O

(p,V)












A’ = p.V = p(V
2
–
V
1
)
Một cách khác, có thể nói khí nhận
được một công : – A = A’
c) Biểu thị công trên hệ tọa độ p-V
Khi cho khí dãn nở từ thể tích V
1

đến V
2
, áp suất giảm từ p
1

đến p
2
(từ
M N) thì công do khí sinh ra được
biểu thị bằng diện tích hình thang
cong MNV
2
V
1
M.
A = S
MNV2V1M


Hoạt động 3 (……phút) : ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ I NĐLH CHO CÁC
QUÁ TRÌNH.
Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của Nội dung chính của bài
HS
- yêu cầu HS đọc SGK
phần 2 và rút ra các kết
luận cho từng quá trình.

- Quá trình đẳng tích :
V = 0  A = 0
 Q = U







- Quá trình đẳng áp
2. Áp dụng nguyên lý I cho các quá
trình của khí lý tưởng
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(V

2
– V
1
)
V
1

V
p
1

p
2

p
O

(2)

(1)

V
1

V
p
1

p
O

(2)

(1)

V
2

A
’












A = p

V (V
2
> V
1
)
Q = U + A’

- Quá trình đẳng nhiệt
T = const  U = 0
 Q = –A = A’
(V
2
> V
1
)
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’
V
1
V
2

V
p
1

p
2

p
(2)
(1)
A’
O

p

- Chu trình
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.

d) Chu trình
Chu trình là một quá trình mà trạng
thái cuối của nó trùng với trạng thái
đầu.

U = 0
 Q = (–A)
= A’

Tổng đại số nhiệt lượng mà hệ
nhận được trong cả chu trình
chuyển hết sang công mà hệ sinh ra
trong chu trình đó.
Chiều diễn biến chu trình cùng
chiều kim đồng hồ thì khí thực hiện
công và ngược lại.

Hoạt động 4 (……phút) : BÀI TẬP VẬN DỤNG
Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của
HS
Nội dung chính của bài
- Yêu cầu HS đọc đề bài
SGK trang 297 và tóm tắt
bài toán.










- Đọc bài và tóm tắt.
* Tóm tắt
n = 1,4 mol
(1) : T

1
= 300K
p
1
, V
1
(2) : T
2
= 350K
p
1
= p
2
, V
2

Q = 1000J
(3) : T
3
= T
1

p
3
, V
3
= V
2

(4)  (1)

a) Vẽ đồ thị p-V
3. Bài tập vận dụng
a)
(1)(2) : quá trình đẳng áp,
(2)(3) : quá trình đẳng tích,
(3)(1) : quá trình đẳng nhiệt.







V
1
V
2

V
p
1

p
2

p
(2)
(1)
O

(3)
300K

300K

3
5
0K






- Hướng dẫn HS dựa vào
các kiến thức đã học :
phương trình trạng thái
khí lý tưởng, áp dụng
nguyên lý I NĐLH vào
các quá trình.





b) Tính công khí thực
hiện trong qt p = const
c) Tính U trong mỗi
qt.
d) Tính Q trong qt đẳng

tích










b) Công khí thực hiện trong quá trình
đẳng áp
Ta có A’ = p
1
.V = p
1
(V
2
– V
1
)
Mặt khác từ phương trình trạng thái
p
1
.V
1
= nRT
1

p
2
.V
2
= nRT
2

Suy ra A’ = nR(T
1
– T
2
)
= 1,4

8,31

(350 – 300)
= 581,7 (J)

c) Tính độ biến thiên nội năng của
mỗi quá trình.
- Quá trình đẳng áp (1)(2)
U = Q + A = Q – A’
U = 1000 – 581,7 = 418,3 (J)
- Quá trình đẳng tích (2)(3)
V
2
= V
3
 V = 0  A = 0

Nhiệt độ giảm nên nội năng giảm
U = – 418,3 (J)
- Quá trình đẳng nhiệt (3)(1)
U = 0

d) Áp dụng nguyên lý I NĐLH cho
quá trình đẳng tích (2)(3)
U = Q + A
Ta có A = 0 và U = – 418,3 J
Vậy Q = – 418,3 J
Như vậy khí nhả ra nhiệt lượng 418,3
J.


D. CỦNG CỐ
- Trả lời các câu hỏi 1, 2, 3 trang 254 SGK.
- Giải bài tập 1,2,3,4.


