Giáo án Vật lý 10 bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học

VẬT LÝ LỚP 10
CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Phát biểu và viết được công thức của nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học
(NĐLH), nêu được tên, đơn vị và quy ước về dấu của các đại lượng trong công thức.
- Phát biểu được nguyên lí thứ hai của NĐLH.
2. Kỹ năng
- Vận dụng được nguyên lí thứ hai của NĐLH vào các đẳng quá trình của khí lí tưởng
để viết và nêu ý nghĩa vật lí của biểu thức của nguyên lí này cho từng quá trình.
- Vận dụng được nguyên lí thứ nhất của NĐLH để giải các bài tập ra trong bài học và
các bài tập tương tự.
- Nêu được vd về quá trình không thuận nghịch.
II. CHUẨN BỊ
Giáo viên : Tranh mô tả chất khí thực hiện công.
Học sinh : Ôn lại bài “Sự bão toàn năng lượng trong các hiện tượng cơ và nhiệt” (bài
27,vật lí 8).
III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC
Tiết 1.
Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nội năng của một vật hoặc một hệ là gì ? Nêu
các cách làm biến đổi nội năng. Các cách này giống và khác nhau ở những điểm nào ?
Hoạt động 2 (25 phút) : Tìm hiểu nguyên lí I nhiệt động lực học.
Hoạt động của giáo
viên

Hoạt động của học sinh

Nội dung cơ bản
I. Nguyên lí I nhiệt động lực học.

1. Phát biểu nguyên lí.
Nêu và phân tích
nguyên lí I nhiệt động
lực học.

Ghi nhận nguyên lí.

Độ biến thiên nọi năng của một
vật bằng tổng công và nhiệt lượng
mà vật nhận được.

Ghi nhận qui ước dấu
Nêu và phân tích qui
U = A + Q
trong biểu thức của
ước dấu của A và Q
nguyên lí I.
Qui ước dấu :
trong biểu thức nguyên
lí I.
U> 0: nội năng tăng; U< 0: nội
năng giảm.
Yêu cầu học sinh trả Trả lời C1.
lời C1.

Yêu cầu học sinh trả
lời C2.
Cho học sinh đọc bài
toán thí dụ.

Trả lời C2.
Đọc bài toán.

Giải bài toán.

A> 0: hệ nhận công; A< 0: hệ thực
hiện công.
Q> 0: hệ nhận nhiệt; Q< 0: hệ
truyền nhiệt.
2. Vận dụng.

Hướng dẫn cho học
sinh giải bài toán.

Xét một khối khí lí tưởng chuyển
từ trạng thái 1 (p1, v1, T1) sang
Thảo luận nhóm để tìm
Hướng dẫn học sinh đặc điểm của quá trình trạng thái 2 (p2, V2, T2):
thảo luận nhóm để rút đẵng nhiệt.
+ Với quá trình đẵng nhiệt (Q = 0),
ra đặc điểm của các
ta có :
đẵng quá trình.
U = A
Thảo luận nhóm để tìm Độ biến thiên nội năng bằng công
đặc điểm của quá trình mà hệ nhận được. Quá trình đẵng
nhiệt là quá trình thực hiện công.
đẵng áp.
+ Với quá trình đẵng áp (A  0; Q
 0), ta có:

U = A + Q
Thảo luận nhóm để tìm
đặc điểm của quá trình Độ biến thiên nội năng bằng tổng
đẵng tích.
công và nhiệt lượng mà hệ nhận
được.


+ Với quá trình đẵng tích (A = 0),
ta có :
U = Q
Độ biến thiên nội năng bằng nhiệt
lượng mà hệ nhận được. Quá trình
đẵng tích là quá trình tuyền nhiệt.
Hoạt động 3 (15 phút) : Vận dụng, củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Yêu cầu học sinh tóm tắt những kiến thức cơ Tóm tắt những kiến thức cơ bản trong
bản của bài.
bài.
Hướng dẫn để học sinh giải bài tập ví dụ sgk.
Yêu cầu học sinh giải các bài tập 4, 5 trang
180.

Giải bài tập thí dụ.
Giải các bài tập 4, 5 trang 180.
Ghi các bài tập về nhà.

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập còn
lại.
Tiết 2.
Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Phát biểu nguyên lí I nhiệt động lực học. Nêu
các quy ước dấu cho các đại lượng trong biểu thức của nguyên lí.
Hoạt động 2 (35 phút) : Tìm hiểu nguyên lí II nhiệt động lực học.
Hoạt động của giáo
viên

Hoạt động của học
sinh

Nội dung cơ bản
II. Nguyên lí II nhiệt động lực
học.
1. Quá trình thuận nghịch và
không thuận nghịch.

Mô tả thí nghiện hình
33.3.

Đọc sách giáo khoa.

a) Quá trình thuận nghịch.

Nêu quá trình thuận
Quá trình thuận nghịch là quá
Yêu cầu học sinh cho nghịch.
trình vật tự trở về trạng thái ban đầu
biết thế nào là quá

trình thuận nghịch.

Cho ví dụ về quá
trình không thuận
nghịch.

mà không cần đến sự can thiệp của
vật khác.
b) Quá trình không thuận nghịch.

Quá trình không thuận nghịch là
quá trình chỉ có thể xảy ra theo một
chiều xác định, không thể tự xảy ra
Yêu cầu học sinh cho
theo chiều ngược lại. Muốn xảy ra
biết thế nào là quá Qua các ví dụ, cho biết
theo chiều ngược lại phải cần đến
trình không thuận thế nào là quá trình
sự can thiệp của vật khác.
nghịch.
không thuận nghịch.
2. Nguyên lí II nhiệt dộng lực học.
Đọc sách giáo khoa.

a) Cách phát biểu của Clau-di-út.
Nhiệt không thể tự truyền từ một
Giới thiệu và phân
Ghi nhận nguyên lí II vật sang một vật nóng hơn.

tích cách phát biểu của theo Clau-di-út.
Clau-di-út.
b) Cách phát biểu của Các-nô.
Trả lời C3.
Động cơ nhiệt không thể chuyển
Ghi nhận nguyên lí II hoá tất cả nhiệt lượng nhận được
Giới thiệu và phân theo Các-nô.
thành công cơ học.
tích cách phát biểu của
Trả lời C4
Các-nô.
3. Vận dụng.
Nguyên lí II nhiệt động lực học có
thể dùng để giải thích nhiều hiện
tượng trong đời sống và kỉ thuật.
Vẽ hình 33.4.
Đọc sách giáo khoa.

Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động
của động cơ nhiệt :

Giải thích nguyên tắc Mỗi động cơ nhiệt đều phải có ba
Yêu cầu học sinh đọc
sách giáo khoa để nêu cấu tạo và hoạt động của bộ phận cơ bản là :
nguyên tắc cấu tạo và động cơ nhiệt.
+ Nguồn nóng để cung cấp nhiệt
hoạt động của động cơ
lượng (Q1).
nhiệt.
+ Bộ phận phát động gồm vật trung

gian nhận nhiệt sinh công (A) gọi là
tác nhân và các thiết bị phát động.
+ Nguồn lạnh để thu nhiệt lượng do
tác nhân toả ra (Q2).
Hiệu suất của động cơ nhiệt :

Ghi nhận hiệu suất của
động cơ nhiệt.

H=

| A | Q1  Q2

<1
Q1
Q1

Nêu và phân tích
công thức tính hiệu
Giải thích vì sao hiệu
suất của động cơ nhiệt. suất của động có nhiệt
luôn nhỏ hơn 1.
Hoạt động 4 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Yêu cầu học sinh tóm tắt những kiến thức cơ Tóm tắt những kiến thức cơ bản đã học

bản của bài.
trong bài.
Yêu cầu học sinh giải các bài tập từ 33.2 đến
33.5 và 33.7 đến 33.9.
IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

Ghi các bài tập về nhà.