Bài giảng các nguyên lý của nhiệt động lực học vật lý 10

Bài 33:
CÁC NGUYÊN LÝ
CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
ĐẶT VẤN ĐỀ VÀO BÀI
Dựa trên ba khái niệm cơ bản là nội năng,
công, nhiệt lượng và việc vận dụng thành
công những kết quả nghiên cứu này vào
khoa học, công nghệ và đời sống. Một
trong những thành tựu quan trọng nhất là
việc tìm ra các nguyên lý của nhiệt động
lực học.
I. Nguyên lý I nhiệt động lực học:
Có bao nhiêu cách làm thay đổi nội
năng của một vật? Đó là những
cách nào?
Có hai cách làm thay đổi nội
năng của vật là thực hiện công
và truyền nhiệt.
I. Nguyên lý I nhiệt động lực học:
1. Phát biểu nguyên lý:
Độ biến thiên nội năng của vật
bằng tổng công và nhiệt lượng
mà vật nhận được.
U = A + Q
I. Nguyên lý I nhiệt động lực học:
 Q>0 vật thu nhiệt.
 Q<0 vật truyền
nhiệt.
 A>0 vật nhận công.
 A<0 vật sinh công.
Vật

Q>0 Q<0
A>0 A<0
Qui ước
C1: Xác định dấu các đại lượng
Vật thu nhiệt:
Q>0
Vật tăng nội năng:
U>0
Vật thực hiện công:
A<0
C2: Các hệ thức sau diễn tả những
qua trình nào?
U=Q
Q>0
Q<0
Truyền nhiệt
Vật thu nhiệt
Vật tỏa nhiệt
C2: Các hệ thức sau diễn tả những
qua trình nào?
U=A
A>0
A<0
Thực hiện công
Vật nhận công
Vật sinh công
C2: Các hệ thức sau diễn tả những
qua trình nào?
U=Q + A
Q>0

A<0
Truyền nhiệt
Thực hiện công
Vật thu nhiệt
Vật sinh công
C2: Các hệ thức sau diễn tả những
qua trình nào?
U=Q + A
Truyền nhiệt
Thực hiện công
Q>0
Vật thu nhiệt
A>0
Vật nhận công
I. Nguyên lý I nhiệt động lực học:
2. Vận dụng:
Hãy chứng minh rằng: U=Q
Ta có:
U=A + Q
Vì V
1
= V
2
nên A = 0
Do đó: U=Q
Như vậy, trong quá trình đẳng tích nhiệt
lượng mà chất khí nhận được chỉ dùng để
làm tăng nội năng của vật. Quá trình đẳng
tích là qua trình truyền nhiệt.
I. Nguyên lý I nhiệt động lực học:

2. Vận dụng:
II. Nguyên lý II nhiệt động lực học:
1. Quá trình thuận nghịch
và không thuận nghịch:
a. Quá trình thuận nghịch:
Trong quá trình này vật tự trở
về trạng thái ban đầu mà không
cần đến sự can thiệp của vật
khác.
b. Quá trình không thuận nghịch
II. Nguyên lý II nhiệt động lực học:
Quá trình truyền nhiệt, quá
trình chuyển hóa năng
lượng của hòn đá rơi từ
trên cao xuống  là quá
trình không thuận nghịch.
II. Nguyên lý II nhiệt động lực học:
2. Nguyên lý II nhiệt động lực học:
a. Cách phát biểu của Clausius:
Nhiệt không thể tự truyền từ một
vật sang vật nóng hơn.
C3:
Không.
Vì nhiệt lượng không tự truyền từ
trong phòng ra ngòai trời mà phải
nhờ động cơ điện.
II. Nguyên lý II nhiệt động lực học:
2. Nguyên lý II nhiệt động lực học:
b. Cách phát biểu của Carnot:
Động cơ nhiệt không thể chuyển

hóa tất cả nhiệt lượng nhận được
thành công cơ học.
C4:
Không thể chuyển hóa tất cả
nhiệt lượng thành công. Một
phần chuyển thành công phần
còn lại được truyền cho nguồn
lạnh. Do đó năng lượng vẫn
được bảo tòan.
Giới thiệu các nhà Vật lý
* Clausius là nhà vật lý người Đức, sinh
năm 1822 mất năm 1888, nguyên lý II
NĐLH được phát biểu vào năm 1850.
* Carnot là Vật lý người Pháp, sinh
năm 1796, mất năm 1832.
3. Vận dụng:
II. Nguyên lý II nhiệt động lực học:
Nguyên lý II NĐLH có nhiều ứng
dụng trong đời sống và kỹ thuật.
Ví dụ: Cấu tạo và họat động của
động cơ nhiệt.
Ví dụ: Cấu tạo và nguyên tắc họat
động của động cơ nhiệt:
1. Nguồn nóng: cung
cấp nhiệt lượng.
2. Nguồn lạnh: thu
nhiệt do tác nhân
tỏa ra.
3. Bộ phận phát động:
nhận nhiệt sinh

công.
Củng cố bài học:
Phát biểu và viết biểu thức của NLI
NĐLH
Độ biến thiên nội năng của vật
bằng tổng công và nhiệt lượng
mà vật nhận được.
U = A + Q
Hãy nêu quy ước về dấu của các đại
lượng trong hệ thức NLI NĐLH?
Củng cố bài học:
 Q>0 vật thu nhiệt.
 Q<0 vật truyền
nhiệt.
 A>0 vật nhận công.
 A<0 vật sinh công.
Chuẩn bị cho tiết học sau:
Học sinh về nhà làm các bài tập:
3,4,5,6,7,8 trang 179,180 SGK.
Ôn tập chương VI kiểm tra 15
phút lần 2.