Giáo án 10 nâng cao

Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao
CHƯƠNG VIII : CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
CHƯƠNG VIII : CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
NỘI DUNG CỦA CHƯƠNG
NỘI DUNG CỦA CHƯƠNG
Nội năng và hai cách biến đổi nội năng.
Nội năng và hai cách biến đổi nội năng.
Nguyên lý I nhiệt động lực học và sự vận dụng nguyên lý vào các quá trình của khí lý
Nguyên lý I nhiệt động lực học và sự vận dụng nguyên lý vào các quá trình của khí lý
tưởng, vào một số hiện tượng nhiệt.
tưởng, vào một số hiện tượng nhiệt.
Nguyên tắc hoạt động và cấu tạo của động cơ nhiệ và máy lạnh.
Nguyên tắc hoạt động và cấu tạo của động cơ nhiệ và máy lạnh.
Nguyên lý II nhiệt động lực học (phát biểu và ý nghĩa).
Nguyên lý II nhiệt động lực học (phát biểu và ý nghĩa).
Bài 58 : NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Bài 58 : NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
MỤC TIÊU
MỤC TIÊU
Kiến thức
Kiến thức
Hiểu được khái niệm nội năng, nghĩa là biết được:
Hiểu được khái niệm nội năng, nghĩa là biết được:
Hệ đứng yên vẫn có khả năng sinh công do có nội năng.
Hệ đứng yên vẫn có khả năng sinh công do có nội năng.
Nội năng bao gồm các dạng năng lượng nào bên trong hệ
Nội năng bao gồm các dạng năng lượng nào bên trong hệ
Nội năng phụ thuộc vào các thông số trạng thái nào của hệ?
Nội năng phụ thuộc vào các thông số trạng thái nào của hệ?
Hiểu được nguyên lý I nhiệt động lực học, biết cách phát biểu nguyên lý thứ nhất, biết cách
Hiểu được nguyên lý I nhiệt động lực học, biết cách phát biểu nguyên lý thứ nhất, biết cách

sử dụng phương trình của nguyên lý.
sử dụng phương trình của nguyên lý.
Kỹ năng
Kỹ năng
Giải thích được khi nào nội năng biến đổi, biết cách biến đổi nội năng.
Giải thích được khi nào nội năng biến đổi, biết cách biến đổi nội năng.
Sử dụng được nguyên lý thứ nhất để giải một số bài tập.
Sử dụng được nguyên lý thứ nhất để giải một số bài tập.
CHUẨN BỊ
CHUẨN BỊ
Giáo viên
Giáo viên
Một số thí nghiệm làm biến đổi nội năng.
Một số thí nghiệm làm biến đổi nội năng.
Một số bài tập sau bài và SBT.
Một số bài tập sau bài và SBT.
Học sinh
Học sinh
Ôn lại các khái niệm về công, nhiệt lượng, năng lượng.
Ôn lại các khái niệm về công, nhiệt lượng, năng lượng.
TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 (………phút) : KIỂM TRA BÀI CŨ
Hoạt động 1 (………phút) : KIỂM TRA BÀI CŨ
Hoạt động của GV
Hoạt động của GV
Hoạt động dự kiến của
Hoạt động dự kiến của
HS
HS

Nội dung chính của bài
Nội dung chính của bài
© Nêu câu hỏi về cơ năng,
© Nêu câu hỏi về cơ năng,
sự biến đổi cơ năng.
sự biến đổi cơ năng.
- Nhận xét câu trả lời.
- Nhận xét câu trả lời.
- Cơ năng là gì? Phát
- Cơ năng là gì? Phát
biểu định luật bảo toàn
biểu định luật bảo toàn
cơ năng.
cơ năng.
- Nhận xét câu trả lời
- Nhận xét câu trả lời
của bạn.
của bạn.
Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao
Hoạt động 2 (………phút) : NỘI NĂNG VÀ CÁCH LÀM BIẾN ĐỔI NỘI
Hoạt động 2 (………phút) : NỘI NĂNG VÀ CÁCH LÀM BIẾN ĐỔI NỘI
NĂNG.
NĂNG.
Hoạt động của GV
Hoạt động của GV
Hoạt động dự kiến của
Hoạt động dự kiến của
HS
HS
Nội dung chính của bài

Nội dung chính của bài
- Hãy mô tả thí nghiệm
- Hãy mô tả thí nghiệm
đun nước, nắp ấm bật ra
đun nước, nắp ấm bật ra
và yêu cầu HS nhận xét.
và yêu cầu HS nhận xét.
© Tìm sự phụ thuộc của
© Tìm sự phụ thuộc của
nội năng. (Gợi ý cho HS)
nội năng. (Gợi ý cho HS)
- NĐLH không quan tâm
- NĐLH không quan tâm
đến bản chất của nội năng
đến bản chất của nội năng
cũng như giá trị tuyệt đối
cũng như giá trị tuyệt đối
của nội năng mà chỉ quan
của nội năng mà chỉ quan
tâm đến sự biến thiên của
tâm đến sự biến thiên của
nội năng trong quá trình
nội năng trong quá trình
biến đổi của hệ.
biến đổi của hệ.
- Yêu cầu HS tìm cách làm
- Yêu cầu HS tìm cách làm
biến đổi nội năng của hệ
biến đổi nội năng của hệ
và cho ví dụ

và cho ví dụ
- Tìm quan hệ giữa nhiệt
- Tìm quan hệ giữa nhiệt
lượng và công.
lượng và công.
- quan sát và rút ra nhận
- quan sát và rút ra nhận
xét.
xét.
- Nêu được sự phụ thuộc
- Nêu được sự phụ thuộc
của nội năng vào nhiệt
của nội năng vào nhiệt
độ và thể tích.
độ và thể tích.
- Nêu hai cách và cho ví
- Nêu hai cách và cho ví
dụ.
dụ.
- Nhắc lại
- Nhắc lại
1J = 0,24cal
1J = 0,24cal
1cal = 4,19J
1cal = 4,19J
1.
1.
Nội năng
Nội năng

-
-
Nội năng
Nội năng
là một dạng năng lượng
là một dạng năng lượng
bên trong của hệ, nó chỉ phụ thuộc vào
bên trong của hệ, nó chỉ phụ thuộc vào
trạng thái của hệ. Nội năng bao gồm
trạng thái của hệ. Nội năng bao gồm
tổng động năng chuyển động nhiệt của
tổng động năng chuyển động nhiệt của
các phân tử cấu tạo nên hệ và thế năng
các phân tử cấu tạo nên hệ và thế năng
tương tác giữa các phân tử đó.
tương tác giữa các phân tử đó.
-
-
Kí hiệu
Kí hiệu
: U, đơn vị Jun (J)
: U, đơn vị Jun (J)
- Nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ và
- Nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ và
thể tích của hệ U = f(T, V)
thể tích của hệ U = f(T, V)
2.
2.
Hai cách làm biến đổi nội năng

Hai cách làm biến đổi nội năng
a)
a)
Thực hiện công
Thực hiện công
:
:
- Trong quá trình thực hiện công có sự
- Trong quá trình thực hiện công có sự
chuyển hóa từ một dạng năng lượng
chuyển hóa từ một dạng năng lượng
khác sang nội năng.
khác sang nội năng.
VD : + cọ xát một miếng kim loại trên
VD : + cọ xát một miếng kim loại trên
mặt bàn, miếng kim loại nóng lên, nội
mặt bàn, miếng kim loại nóng lên, nội
năng của vật tăng.
năng của vật tăng.
+ Nén khí hay cho khí dãn nở,
+ Nén khí hay cho khí dãn nở,
thể tích khí thay đổi, nội năng khí biến
thể tích khí thay đổi, nội năng khí biến
thiên.
thiên.
Thực hiện công
Thực hiện công
Cơ năng
Cơ năng
Nội năng

Nội năng
b)
b)
Truyền nhiệt lượng
Truyền nhiệt lượng
- Trong quá trình truyền nhiệt có sự
- Trong quá trình truyền nhiệt có sự
truyền nội năng từ vật này sang vật
truyền nội năng từ vật này sang vật
khác.
khác.
- Số đo sự biến thiên nội năng trong
- Số đo sự biến thiên nội năng trong
quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng
quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng
Q =
Q =
∆
∆
U
U
- Công thức tính nhiệt lượng
- Công thức tính nhiệt lượng
Q = mc
Q = mc
∆
∆
t
t
Q : nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra. (J)

Q : nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra. (J)
m : khối lượng chất (kg)
m : khối lượng chất (kg)
c : nhiệt dung riêng của chất
c : nhiệt dung riêng của chất
Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao
(J/kg.K)
(J/kg.K)
∆
∆
t : độ biến thiên nhiệt độ. (
t : độ biến thiên nhiệt độ. (
o
o
C hay
C hay
K)
K)
c)
c)
Sự tương đương giữa công và nhiệt
Sự tương đương giữa công và nhiệt
lượng
lượng
.
.
Hoạt động 3 (………phút) : NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Hoạt động 3 (………phút) : NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Hoạt động của GV
Hoạt động của GV

Hoạt động dự kiến
Hoạt động dự kiến
của HS
của HS
Nội dung chính của bài
Nội dung chính của bài
Thông báo : đó là sự vận
Thông báo : đó là sự vận
dụng định luật bảo toàn và
dụng định luật bảo toàn và
chuyển hóa năng lượng vào
chuyển hóa năng lượng vào
các hiện tượng nhiệt.
các hiện tượng nhiệt.
Cho HS đọc SGK phần 3,
Cho HS đọc SGK phần 3,
tìm hiểu nguyên lý I.
tìm hiểu nguyên lý I.
Hướng dẫn HS tìm ra biểu
Hướng dẫn HS tìm ra biểu
thức của nguyên lý và phát
thức của nguyên lý và phát
biểu,
biểu,
chú ý phần quy ước
chú ý phần quy ước
dấu.
dấu.
- Đọc phần 3 trong
- Đọc phần 3 trong

SGK, tìm hiểu nguyên
SGK, tìm hiểu nguyên
lý I nhiệt động lực học.
lý I nhiệt động lực học.
Ghi nhận công thức
Ghi nhận công thức
(58.2)
(58.2)
- Phát biểu nguyên lý I
- Phát biểu nguyên lý I
3.
3.
Nguyên lý I nhiệt động lực học
Nguyên lý I nhiệt động lực học
Nguyên lý I nhiệt động lực học là
Nguyên lý I nhiệt động lực học là
sự vận dụng định luật bảo toàn và
sự vận dụng định luật bảo toàn và
chuyển hóa năng lượng vào các hiện
chuyển hóa năng lượng vào các hiện
tượng nhiệt.
tượng nhiệt.
a)
a)
Phát biểu – công thức
Phát biểu – công thức
Độ biến thiên nội năng của hệ
Độ biến thiên nội năng của hệ
bằng tổng đại số nhiệt lượng và công
bằng tổng đại số nhiệt lượng và công

mà hệ nhận được.
mà hệ nhận được.


∆
∆
U = Q +
U = Q +
A
A
trong đó :
trong đó :
∆
∆
U : độ biến thiên nội năng của hệ.
U : độ biến thiên nội năng của hệ.
Q, A : các giá trị đại số
Q, A : các giá trị đại số
b)
b)
Quy ước về dấu
Quy ước về dấu
Q > 0 : hệ nhận nhiệt lượng
Q > 0 : hệ nhận nhiệt lượng
Q < 0 : hệ nhả nhiệt lượng
Q < 0 : hệ nhả nhiệt lượng
|
|
Q
Q

|
|
A > 0 : hệ nhận công
A > 0 : hệ nhận công
A < 0 : hệ sinh công
A < 0 : hệ sinh công
|
|
A
A
|
|
c)
c)
Phát biểu khác của nguyên lý I
Phát biểu khác của nguyên lý I
NĐLH
NĐLH
Q =
Q =
∆
∆
U – A
U – A
Nhiệt lượng truyền cho hệ làm
Nhiệt lượng truyền cho hệ làm
tăng nội năng của hệ và biến thành
tăng nội năng của hệ và biến thành
công mà hệ sinh ra.
công mà hệ sinh ra.

“– A” là công mà hệ sinh ra cho
“– A” là công mà hệ sinh ra cho
bên ngoài.
bên ngoài.
CỦNG CỐ :
CỦNG CỐ :
Trả lời các câu hỏi từ 1 – 3 trong SGK trang 291.
Trả lời các câu hỏi từ 1 – 3 trong SGK trang 291.
Làm bài tập 1 – 3 SGK trang 291.
Làm bài tập 1 – 3 SGK trang 291.
HỆ
HỆ
Q < 0
Q < 0
Q > 0
Q > 0
A > 0
A > 0
A < 0
A < 0
Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao
Yêu cầu HS đọc thêm “Thí nghiệm của Joule về sự tương đương giữa công và nhiệt
Yêu cầu HS đọc thêm “Thí nghiệm của Joule về sự tương đương giữa công và nhiệt
lượng” ở trang 292 SGK.
lượng” ở trang 292 SGK.
--------
--------


--------

--------
Bài 59 : ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Bài 59 : ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
(2 tiết)
(2 tiết)
MỤC TIÊU
MỤC TIÊU
Kiến thức
Kiến thức
Hiểu được nội năng của khí lý tưởng chỉ bao gồm tổng động năng chuyển động nhiệt của
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
các phân tử trong khí đó. Như vậy nội năng của khí lý tưởng chỉ còn phụ thuộc vào nhiệt
độ.
độ.
Biết được công thức tính công của khí lý tưởng.
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.
Biết cách vận dụng nguyên lý I vào các quá trình của khí lý tưởng.
Kỹ năng
Kỹ năng
Đoán biết công mà khí thực hiện trong một quá trình qua diện tích trên độ thị (p,V) ứng với
Đoán biết công mà khí thực hiện trong một quá trình qua diện tích trên độ thị (p,V) ứng với
quá trình đó.
quá trình đó.
Biết tính cộng mà khí thực hiện, tính nhiệt lượng trao đổi và tính độ biến thiên nội năng
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.
trong một số quá trình của khí lý tưởng.
CHUẨN BỊ

CHUẨN BỊ
Giáo viên
Giáo viên
Bảng tổng hợp các hệ thức tính công, nhiệt lượng và biến thiên nội năng trong một số quá
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
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.
theo quá trình đẳng tích hay đẳng áp.
Một số bài tập sau bài và trong SBT.
Một số bài tập sau bài và trong SBT.
Học sinh
Học sinh
Ôn lại các công thức tính công và nhiệt lượng.
Ôn lại các công thức tính công và nhiệt lượng.
TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 (………phút) : KIỂM TRA BÀI CŨ
Hoạt động 1 (………phút) : KIỂM TRA BÀI CŨ
Nội năng là gì? Các cách làm biến đổi nội năng của hệ.
Nội năng là gì? Các cách làm biến đổi nội năng của hệ.
Phát biểu nguyên lý I nhiệt động lực hoc.
Phát biểu nguyên lý I nhiệt động lực hoc.
Giải một bài tập nhỏ.
Giải một bài tập nhỏ.
Hoạt động 2 (………phút) : NỘI NĂNG CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG
Hoạt động 2 (………phút) : NỘI NĂNG CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG
Hoạt động của GV
Hoạt động của GV
Hoạt động dự kiến của

Hoạt động dự kiến của
HS
HS
Nội dung chính của bài
Nội dung chính của bài
© Nêu khái niệm của khí
© Nêu khái niệm của khí
lý tưởng?
lý tưởng?
© Vậy nội năng của khí lý
© Vậy nội năng của khí lý
- Nêu khái niệm.
- Nêu khái niệm.
- trả lời : chỉ còn phụ
- trả lời : chỉ còn phụ
1.
1.
Nội năng và công của khí lý
Nội năng và công của khí lý
tưởng
tưởng
a)
a)
Nội năng của khí lý tưởng
Nội năng của khí lý tưởng
Trường THPT VŨNG TÀU – Tổ VLKT Giáo án 10 nâng cao
tưởng phụ thuộc vào yếu
tưởng phụ thuộc vào yếu
tố nào?
tố nào?

- Yêu cầu HS đọc phần
- Yêu cầu HS đọc phần
1b) để tìm công của khí lý
1b) để tìm công của khí lý
tưởng.
tưởng.
- Yêu cầu HS đọc phần 1c)
- Yêu cầu HS đọc phần 1c)
để tìm công và biểu thị
để tìm công và biểu thị
công đó trên đồ thị (p,V)
công đó trên đồ thị (p,V)
thuộc vào nhiệt độ.
thuộc vào nhiệt độ.
- Đọc SGK và tìm ra
- Đọc SGK và tìm ra
công thức.
công thức.
- tìm và phân tích.
- tìm và phân tích.
Nội năng của khí lý tưởng chỉ bao
Nội năng của khí lý tưởng chỉ bao
gồm tổng động năng của chuyển động
gồm tổng động năng của chuyển động
hỗn loạn của các phân tử khí, nên nội
hỗn loạn của các phân tử khí, nên nội
năng của khí lý tưởng chỉ phụ thuộc
năng của khí lý tưởng chỉ phụ thuộc
vào nhiệt độ của khí : U = f(T)
vào nhiệt độ của khí : U = f(T)

b)
b)
Công thức tính công của khí lý
Công thức tính công của khí lý
tưởng
tưởng
Khi dãn nở đẳng áp, khí đã thực
Khi dãn nở đẳng áp, khí đã thực
hiện một công:
hiện một công:
A’ = p.
A’ = p.
∆
∆
V = p(V
V = p(V
2
2
– V
– V
1
1
)
)
Một cách khác, có thể nói khí nhận
Một cách khác, có thể nói khí nhận
được một công : – A = A’
được một công : – A = A’
c)
c)

Biểu thị công trên hệ tọa độ p-V
Biểu thị công trên hệ tọa độ p-V
Khi cho khí dãn nở từ thể tích V
Khi cho khí dãn nở từ thể tích V
1
1
đến V
đến V
2
2
, áp suất giảm từ p
, áp suất giảm từ p
1
1
đến p
đến p
2
2
(từ
(từ
M
M
→
→
N) thì công do khí sinh ra được
N) thì công do khí sinh ra được
biểu thị bằng diện tích hình thang cong
biểu thị bằng diện tích hình thang cong
MNV
MNV

2
2
V
V
1
1
M.
M.
A = S
A = S
MNV2V1M
MNV2V1M
Hoạt động 3 (……phút) : ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ I NĐLH CHO CÁC QUÁ
Hoạt động 3 (……phút) : ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ I NĐLH CHO CÁC QUÁ
TRÌNH.
TRÌNH.
Hoạt động của GV
Hoạt động của GV
Hoạt động dự kiến của
Hoạt động dự kiến của
HS
HS
Nội dung chính của bài
Nội dung chính của bài
- yêu cầu HS đọc SGK
- yêu cầu HS đọc SGK
phần 2 và rút ra các kết
phần 2 và rút ra các kết
luận cho từng quá trình.
luận cho từng quá trình.

- Quá trình đẳng tích :
- Quá trình đẳng tích :
∆
∆
V = 0
V = 0
⇒
⇒
A = 0
A = 0
⇒
⇒
Q =
Q =
∆
∆
U
U
- Quá trình đẳng áp
- Quá trình đẳng áp
A = p
A = p
∆
∆
V (V
V (V
2
2

> V
> V
1
1
)
)
Q =
Q =
∆
∆
U + A’
U + A’
2.
2.
Áp dụng nguyên lý I cho các quá
Áp dụng nguyên lý I cho các quá
trình của khí lý tưởng
trình của khí lý tưởng
a)
a)
Quá trình đẳng tích (V = const)
Quá trình đẳng tích (V = const)


∆
∆
V = 0
V = 0
⇒
⇒

A = 0
A = 0
⇒
⇒
Q =
Q =
∆
∆
U
U
Vậy,
Vậy,
trong quá trình
trong quá trình
đẳng tích, nhiệt lượng
đẳng tích, nhiệt lượng
mà khí nhận được chỉ
mà khí nhận được chỉ
dùng để làm tăng nội
dùng để làm tăng nội
năng của khí
năng của khí
.
.
b)
b)
Quá trình đẳng áp (p = const)
Quá trình đẳng áp (p = const)
A = –A’
A = –A’

= – p(V
= – p(V
2
2
– V
– V
1
1
)
)
(V
(V
2
2
> V
> V
1
1
)
)
V
V
1
1
V
V
2
2
V
V

p
p
1
1
p
p
2
2
p
p
N
N
M
M
A’
A’
O
O
V
V
1
1
V
V
p
p
1
1
p
p

2
2
p
p
O
O
(2)
(2)
(1)
(1)
V
V
1
1
V
V
p
p
1
1
p
p
O
O
(2)
(2)
(1)
(1)
V
V

2
2
A’
A’