Giáo án bài 32 nội năng và sự biến thiên nội năng

CHƯƠNG VI: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
BÀI 32: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
MỤC TIÊU
Kiến thức
Phát biểu được định nghĩa nội năng trong nhiệt động lực học.
Chứng minh được nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật.
Phân biệt được hai cách làm biến đổi nội năng và nêu các ví dụ minh họa cụ thể về
thực hiện công và truyền nhiệt.
Viết được công thức tính nhiệt lượng, nêu được tên và đơn vị các đại lượng trong
công thức.
2. Kĩ năng
Giải thích định tính một số hiện tượng đơn giản về sự thay đổi nội năng.
Vận dụng được công thức tính nhiệt lượng để giải các bài tập trong SGK và các bài
tập tương tự.
3. Thái độ
Sôi nổi, hào hứng trong giờ học.
Biết liên hệ kiến thức vật lý với thực tiễn cuộc sống.
II.
CHUẨN BỊ
Giáo viên:
− Dụng cụ thí nghiệm, hình ảnh minh họa.
Học sinh:
− Học bài cũ, chuẩn bị bài mới.
III.
TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
1. Ổn định lớp, kiểm tra sỉ số
2. Kiểm tra bài cũ
3. Đặt vấn đề
Ở chương V, các em đã được nghiên cứu tính chất của chất khí và các quá trình
biến đổi trạng thái. Hôm nay chúng ta đến với chương IV tìm hiểu nội dung mới
các hiện tượng nhiệt về năng lượng và biến đổi năng lượng.

Nếu có người hỏi em phần lớn năng lượng đang được con người sử dụng là
dạng năng lượng nào thì chắc em sẽ nghĩ tới điện năng, cơ năng hoặc năng lượng
nguyên tử, chứ ít nghĩ tới nội năng. Ấy thế mà phần lớn năng lượng con người
đang sử dụng lại được khai thác chính từ năng lượng này. Vậy nội năng là gì?
Chúng ta cùng đến với bài 32.
4. Hoạt động dạy học
I.
1.

−
−
−
−

−
−

−
−
1.
2.


Hoạt động 1: Tìm hiểu về nội năng
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
GV: Thế nào về hai từ nội
năng?
GV: Xét 1 vật bất kỳ:
Chúng ta biết rằng vật chất

được cấu tạo từ các phân tử
riêng rẽ. Vậy theo em các
phân tử có động năng, thế
năng không?
Vì sao?

HS: Nội năng là năng
lượng bên trong.
HS: Các phân tử có động
năng do chúng chuyển động
hỗn loạn không ngừng.
Các phân tử có thế năng do
các phân tử có lực tương
tác.
HS: Trả lời

GV: Nội năng của vật là gì?

GV: Vậy nội năng của vật
phụ thuộc vào yếu tố nào?
Yêu cầu HS trả lời câu C1

HS: Nhiệt độ tăng phân tử
chuyển động nhanh
Thể tích thay đổi khoảng
cách phân tử thay đổi thế
năng tương tác phân tử thay
đổi.
Vậy nội năng của vật phụ
thuộc vào nhiệt độ và thể

tích của vật.
U = f( T,V)

HS: Khí lý tưởng là chất khí
được coi là chất điểm và chỉ
tương tác với nhau khi va
chạm.
Đối với khí lý tưởng ta có
GV: Yêu cầu HS trả lời câu
thể bỏ qua lực tương tác, thế
C2.
năng không có. Như vậy nội
GV: Yêu cầu HS nhắc lại thế
năng của khí lý tưởng lúc
nào là khí lý tưởng?
này chỉ còn lại động năng
mà động năng phụ thuộc
vào nhiệt độ. Nên ta có thể

Nội dung
Nội năng
1. Nội năng là gì?
Trong nhiệt động lực học,
người ta gọi tổng động
năng và thế năng của các
phân tử cấu tạo nên vật là
nội năng của vật.
Kí hiệu là U, đơn vị là J.
Nội năng của một vật:
U= f(T,V)

Nội năng của khí lý tưởng:
U= f(T)
I.


kết luận
“Nội năng của khí lý tưởng
chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ”.
U= f(T)

GV: Biến thiên là gì?
Vậy biến thiên nội năng là
gì?

HS: Biến thiên là thay đổi.
Độ biến thiên nội năng
()
là phần nội năng tăng thêm
hay giảm bớt đi trong một
2. Độ biến thiên nội năng
quá trình.
Độ biến thiên nội năng
() là phần nội năng tăng
thêm hay giảm bớt đi
trong một quá trình.

HS: Trả lời
a) Cọ xát nhiệt độ tăng các
phân tử chuyển động càng
GV: Ở lớp 8, các em đã học nhanh Wđ tăng nội năng

cách nào để thay đổi nội tăng.
năng là thực hiện công và
truyền nhiệt.
b) Nén xilanh (V giảm) mật
độ phân tử sẽ lớn (các phân
GV: Yêu cầu HS quan sát thí
tử tương tác nhiều hơn) áp
nghiệm 32.1
suất tăng
a) Khi cọ sát miếng kim loại (mà P T) nhiệt độ tăng các
trên mặt bàn, dự đoán về
phân tử chuyển động càng
nhiệt độ của miếng kim loại? nhanh Wđ tăng nội năng

II. Cách làm thay đổi nội
năng
1. Thực hiện công
Trong quá trình thực hiện
công lên vật có sự chuyển
hóa từ một dạng năng
lượng khác sang nội năng.


Vậy nội năng của miếng kim tăng.
loại có thay đổi không?
b) Ấn mạnh và nhanh
pit-tông xuống, dự đoán xem
HS: Nhiệt độ của miếng
nhiệt độ trong xilanh sẽ như kim loại tăng.
thế nào?

Vậy nội năng của khối khí
Nội năng của miếng kim
có thay đổi không?
loại tăng.

2. Truyền nhiệt
a) Quá trình truyền nhiệt

HS: Nhiệt độ của khối khí
bên trong tăng.
GV: Yêu cầu HS quan sát thí
nghiệm 32.2
a) Thả miếng kim loại vào
một chậu nước nóng, lúc này
nhiệt độ của miếng kim loại
Nội năng của khí trong
có thay đổi không?
xilanh tăng.
GV: Vậy nội năng của miếng
kim loại có thay đổi không? HS: Không thực hiện công.
b) Một xilanh chứa khí và
được bịt kín bởi pit-tông.
Sau đó, đem xilanh này đặt
trên một ngọn đèn cồn thì
nhiệt độ của khối khí bên
trong xilanh có thay đổi
không?

HS: Trả lời

GV: Vậy nội năng của khối
khí có thay đổi không?
GV:Vậy TN32.2 trong 2
trường hợp trên, chúng ta có

Quá trình làm thay đổi nội
năng mà không có sự thực
hiện công lên vật được gọi


thực hiện công không?

HS: Lắng nghe

là quá trình truyền nhiệt.

HS: Lắng nghe, trả lời, ghi
chép.

Trong quá trình truyền
nhiệt không có sự chuyển
hóa từ dạng năng lượng
này sang dạng khác, chỉ có
sự truyền nội năng từ vật
này sang vật khác.

GV: Yêu cầu HS trình bày
quá trình truyền nhiệt.

b) Nhiệt lượng

Nhiệt lượng là số đo độ
biến thiên nội năng trong
quá trình truyền nhiệt.
Trong đó:
là độ biến thiện nội năng
là nhiệt lượng

GV: Trong quá trình truyền
nhiệt, phần nội năng mà vật
tăng thêm hay mất đi được
gọi là nhiệt lượng.
Vậy nhiệt lượng được tính
như thế nào?
Lưu ý: Nhiệt lượng không
phải là một dạng năng lượng.
Vì năng lượng luôn tồn tại
với vật chất còn nhiệt lượng
chỉ xuất hiện khi có sự
truyền nhiệt từ vật này sang
vật khác.
GV: Nhắc lại công thức tính
nhiệt lượng.

GV: Yêu cầu HS nêu đơn vị

Nhiệt lượng mà một lượng
chất rắn hoặc lỏng thu vào
hay tỏa ra khi nhiệt độ
thay đổi.

HS: Trả lời
a) So sánh thực hiện công
và truyền nhiệt
+ Giống: Đều làm thay đổi
nội năng

Trong đó:
là khối lượng (kg)
là nhiệt dung riêng của
chất ( J/kg.K)
là độ biến thiên nhiệt độ
0
( C hoặc K)


của các đại lượng.

GV: Yêu cầu HS trả lời câu
C3.

+ Khác: Thực hiện công có
sự chuyển hóa từ một dạng
năng lượng khác sang nội
năng.
Truyền nhiệt không có sự
chuyển hóa năng lượng từ
dạng này sang dạng khác,
chỉ có truyền nội năng từ vật
này sang vật khác.
b) So sánh công và nhiệt

lượng
+ Công là phần năng
lượng chuyển hóa từ một
dạng khác sang nội năng
trong quá trình thực hiện
công.
+ Nhiệt lượng là phần nội
năng mà vật tăng thêm hay
mất đi được trong quá trình
truyền nhiệt.
HS: Trả lời
a) Cách truyền nhiệt chủ
yếu là dẫn nhiệt.
b) Cách truyền nhiệt chủ
yếu là bức xạ nhiệt
c) Cách truyền nhiệt chủ
yếu là đối lưu.

Lưu ý: Nhiệt lượng không
phải là một dạng năng
lượng. Vì năng lượng luôn
tồn tại với vật chất còn
nhiệt lượng chỉ xuất hiện
khi có sự truyền nhiệt từ
vật này sang vật khác.


GV: Yêu cầu HS trả lời câu
C4.
Nhắc lại 3 hình thức truyền

nhiệt đã học.
- Bức xạ nhiệt: truyền năng
lượng dạng sóng điện từ, từ
bề mặt nóng hơn sang bề
mặt lạnh hơn.
- Dẫn nhiệt: năng lượng
nhiệt truyền trong lòng chất
rắn, chất lỏng, hoặc qua
các bề mặt tiếp xúc thông
qua dao động phân tử.
- Đối lưu nhiệt: thông qua
dòng chuyển động của chất
lỏng, chất khí.

Bài tập áp dụng
1) Tính nhiệt lượng cần
truyền cho 5kg đồng để
tăng nhiệt độ từ 20oC lên
50oC, biết nhiệt dung riêng
của đồng là 380 J/kg.K.
Tóm đề:
mđ = 5 kg
t1 = 20oC
t2 = 50oC
cđ = 380 J/kg.K
Giải
Áp dụng công thức
= 5. 380. (50 – 20)
= 57000 (J)

IV. DẶN DÒ
Yêu cầu học sinh làm bài 7,8 SGK/173