Chuong6

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (133.18 KB, 7 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

Ngày soạn :
Ngày dạy :

Chng VI :

C sở của nhiệt động lực học

Tiết 54 : Nội năng và sự thay đổi nội năng

Mơc tiªu :

1. a) Phát biểu đợc định nghĩa nội năng trong nhiệt động lực học.
b) Chứng minh đợc nội năng phụ thuộc nhiệt độ và thể tích.
c) Nêu đợc các thí dụ cụ thể về thực hiện công và truyền nhiệt.

d) Viết đợc công thức tính nhiệt lợng mà một vật thu vào hay toả ra, nêu đợc tên
và đơn vị của các đại lợng có mặt trong cơng thức.

2. a) Giải thích đợc một cách định tính một số hiện tợng đơn giản về thay đổi nội
năng.

b) Vận dụng đợc cơng thức tính nhiệt lợng để giải các bài tập ra trong bài và các
bài tập tơng tự.

<II> ChuÈn bÞ :

1. Giáo viên : Dụng cụ để làm thí nghiệm vẽ ở các hình 28.1a và c trong sgk.
2. Học sinh : Ôn lại các bài 22, 23, 24, 25, 26 trong sách vậy lý 8.

<III> Tổ chức các hoạt động dạy và học :

1- Tỉ chøc: KiĨm tra sÜ số của học sinh và ghi tên HS vắng mặt vào sổ đầu bài.
Chia lớp thành từng nhóm từ 6 - 8 HS .

2- KiĨm tra bµi cị :
3- Bµi míi.

Hoạt động 1 : Đặt vấn đề vo bi.

GV :

- Nội năng chiếm 80% năng lợng mà con ngời
sử dụng và khai thác.

- Ni nng l gỡ ? Nội năng có vai trị nh thế
nào trong đời sống và kỹ thuật?

HS :

- Theo dâi lêi giảng và trả lời câu hỏi
của gv.

Hot ng 2 : Giải quyết vấn đề

GV :

- Ở lớp 8 ta đã học về nhiệt năng.
Vậy nhiệt năng là gì ?

NhiƯt năng phụ thuộc vào những
yếu tố nào ?

- Xột ví dụ h. 28.1a, ta nhận thấy

nhiệt độ của đồng xu thay đồi nh
thế nào ?

- Xét ví dụ h. 28.1b, nội năng của
khí thay đổi nh thế nào ?

- Khi ta đổ nớc sôi trong ấm ra chậu
nhôm, nhiệt độ của nớc và của chậu
thay i nh th no ?

HS :

I . Nội năng.

1. Nội năng là gì ?

- Tng ng nng v th nng của các phân tử
cấu tạo nên vật gọi là nội năng của vật.

- Nội năng : ký hiệu là U, đơn vị là Jun (J)

2. Chó ý.

Từ nay ta chỉ chú ý đến độ biến thiên nội năng U
của vật (phần nội năng mà vật nhận đợc hay mất
đi trong quá trình trao đổi nhịêt)

II. Các cách làm thay đổi nội năng.

1. Thùc hiƯn c«ng.

Trong q trình thực hiện cơng, nội năng của vật
thay đổi. Có một sự chuyển hoá từ một dạng năng
lợng khác sang ni nng.

2. Truyền nhiệt.

a) Quá trình truyền nhiệt.

- Ni năng cịn có thể biến đổi bằng cách truyền
nhiệt

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

nội năng từ vật này sang vật khác.
b) NhiƯt lỵng.

Số đo độ biến thiên nội năng trong q trình
truyền nhiệt gọi là nhiệt lợng : U = Q

Q = cmt = cm(t2- t1)

Hoạt động 3 :Vận dụng kiến thức đã học củng cố bài , hớng dẫn hs học tập ở nhà.

GV :

- Nhắc lại phần in đậm cuối bài.
- Nêu câu hái 1, 2, 3, sgk.

- Cho bài tập về nhà 4, 5, 6, 7 cho cả lớp.
- Đọc bài đọc thêm trong sgk, bài mới.
- Giờ sau học bài mới.

HS :

- Trả lời câu hỏi và thực hiện đầy
cỏc yờu cu ca giỏo viờn

Ngày soạn :
Ngày dạy :

Tiết 55 + 56 : cácnguyên lý của nhiệt động lực học

Mơc tiªu :

1. a) Phát biểu và viết đợc biểu thức của nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực
học (NĐLH); nêu đợc tên đơn vị và qui ớc về dấu của các đại lợng trong biểu
thức .

b) Lập đợc biểu thức tính cơng của khí lý tởng khi áp suất thay đổi không đáng
kể.

2. a) Vận dụng đợc nguyên lý thứ nhất của NĐLH vào các đẳng quá trình để viết
và nêu ý nghĩa vật lý của biểu thức của nguyên lý này cho từng quá trình.

b) Vận dụng đợc nguyên lý thứ nhất của NĐLH để giải các bài tập ra trong bài
và các bài tập tơng t.

c) Phát biểu nguyên lý thứ hai của NĐLH.

<II> Chuẩn bị :

1. Giáo viên : Nhắc học sinh ôn bài : Sự bảo toàn năng lợng trong các hiện tợng
cơ và nhiệt ( bài 28 , vật lý 8)

<III> Tổ chức các hoạt động dạy và học :

1- Tỉ chøc: KiĨm tra sÜ sè cđa häc sinh và ghi tên HS vắng mặt vào sổ đầu bài.
Chia líp thµnh tõng nhãm tõ 6 - 8 HS .

2- Kiểm tra bài cũ : Nội năng là gì ? Nội năng có mấy cách biến đổi ?
3- Bài mới.

Hoạt động 1 : Đặt vấn đề vào bài.

GV :

- Các nguyên lý của NĐLH đã giải thích đợc cơ
chế vi mô của các hiện tợng nhiệt.

Bài học hôm nay ta xét cụ thể về các nguyên lý
ú

HS :

- Theo dõi lời giảng và trả lời c©u
hái cđa gv.

Hoạt động 2 : Giải quyết vấn đề

GV :

- Áp dụng qui ớc dấu : nếu vật toả
nhiệt ra môi trờng và nguội đi?
- Nếu vật thu nhiệt lợng để tăng nội

HS :

I . Nguyªn lý thø nhÊt cđa N§LH.

Độ biến thiênnội năng của vật bằng tổng công
và nhiệt lợng mà vật nhận đợc :

o V

vËt

Q<0

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

0
p

năng ?
Ví dụ :

Q = 1,5J l = 5cm = 0,05m
F = 20N U = ?

Gi¶i :

Cơng mà chất khí nhận đợc là :
A = F.l = 20.0,05 = 1J

Theo nguyên lý I của NĐLH ta cã

U = Q + A = 1,5 - 1 = 0,5 J

Cho chất khí chuyển từ trạng thái 1
(p1, V1, T1) sang trạng thái2

(p2, V2, T2) ta chøng minh r»ng :

U = Q
TiÕt 2.

Q trình đẳng tích.

A = 0 U = Q
Quá trình đẳng áp.

U = A + Q
Quá trình đẳng nhiệt

U = 0 Q + A = 0

U = A + Q

+ Q < 0 Vật truyền n. lợng cho các vËt kh¸c
+ Q > 0 VËt nhËn nhiƯt lợng từ các vật khác
+ A > 0 Vật nhận công từ các vật khác

+ A < 0 Vật thực hiện công lên các vật khác

II. áp dụng nguyên lý thứ nhất của 
NĐLH cho khí lý tëng.

1. BiĨu thøc tÝnh c«ng cđa khÝ lý tëng.

A’ = F.h = pS.h = pS(h2 - h1)

= p( V2 - V1) = pV

Theo qui íc vỊ dÊu thì A = - A

*************************

2. p dụng nguyên lý thø nhÊt cđa N§LH choÁ

các q trình biến đổi của khí lý tởng.

a) Q trình đẳng tích.

A = 0 U = Q chất khí nhận nhiệt Q > 0
Nhiệt lợng mà chất khí nhận đợc chỉ dùng làm
tăng nội năng.

b) Q trình đẳng áp.

Chất khí thu nhiệt lợng ( Q < 0)để thực hiện
công ( A < 0 ) U = A + Q

c) Quá trình đẳng nhiệt

Nội năng của khí khơng đổi (U = 0), khí thu
nhiệt lợng Q > 0) để thực hiện công ( A < 0)
Q + A = 0

d) Chu trình .

Chu trình là một quá trình khép kÝn.

Độ lớn của cơng thực hiện trong chu trình trên
bằng độ lớn của diện tích gạch chéo trong hình.

III. Nguyên lý thứ hai của NĐLH.

1.Ví dụ :

Mt m nc nóng đặt trong khơng khí sẽ tự
truyền nhiệt cho khơng khí và nguội dần đi, ấm
khơng tự lấy nhiệt của khơng khí để nóng lên.

2. Ngun lý thứ hai của nhiệt động lực học.

NhiƯt kh«ng tù trun tõ vật lạnh hơn sang vật
nóng hơn

Hot ng 3 :Vn dụng kiến thức đã học củng cố bài , hớng dn hs hc tp nh.

GV :

- Nhắc lại phần in đậm cuối bài.
- Nêu câu hỏi 1, 2, sgk.

HS :

- Trả lời câu hỏi và thực hiện đầy đủ
67

V
V

V
(2)

(1)



V1 V2 V
P

V1 V2
p

V1 V2
V
(1)

(2)
(1)

(2)
(4)

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

- Cho bài tập về nhà 4, 5, 6, 7 cho cả lớp.

- Đọc bài đọc thêm trong sgk, bài mới.
- Giờ sau hc bi mi.

các yêu cầu của giáo viên

Ngày soạn :
Ngày dạy :

Tit 57 : Nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt

Môc tiªu :

1. a) Mơ tả đợc ngun tắc hoạt động của động cơ nhiệt.

b) Nêu đợc tên và chức năng của 3 bộ phận chính của động cơ nhiệt.

c) Viết đợc cơng thức tính hiệu suất và hiệu suất lý tởng của động cơ nhiệt.
2. a) Giải đợc các bài tập về hiệu suất của động cơ nhiệt ra trong bài và các bài
tập đơn giản.

b) Vận dụng đợc nguyên lý thứ nhất của NĐLH để giải thích hoạt động của các
động cơ nhiệt.

<II> ChuÈn bÞ :

1. Giáo viên : - Mơ hình các loại động cơ nhiệt (máy hơi nớc, động cơ nổ, tua
bin...) nếu có.

- VÏ trªn bảng nhỏ hoặc giấy khổ lớn các hình 30.3a, 30.3b sgk.
2. Học sinh : Ôn lại các bài 28, 29 trong s¸ch vËy lý 8.

<III> Tổ chức các hoạt động dạy và học :

1- Tỉ chøc: KiĨm tra sĩ số của học sinh và ghi tên HS vắng mặt vào sổ đầu bài.
Chia lớp thành từng nhóm từ 6 - 8 HS .

2- KiÓm tra bài cũ : Phát biểu và viết biểu thức của ng lý thứ nhất của NĐLH
3- Bài mới.

Hot ng 1 : Đặt vấn đề vào bài.

GV :

- Động cơ nhiệt đợc con ngời phát minh ra vào
cuối thế kỷ 19, ngày nay có rất nhiều ứng dụng
trong kỹ thuật và đời sống. Chúng ta nghiên cứu
một số nguyên tắc cơ bản của loại động cơ ny.

HS :

- Theo dõi lời giảng và trả lời
câu hái cña gv.

Hoạt động 2 : Giải quyết vấn đề

GV : HS :

I . Nguyờn tc hot ng

1. Định nghÜa.sgk

- Ban đầu, trong động cơ có một lợng khí gi l
tỏc nhõn sinh cụng (1).

- Cho tác nhân tiÕp xóc víi mét ngn nãng, nã
nãng lªn, gi·n nở và chuyển sang trạng thái (2)
U1 2 = U2- U1 = Q1 - A1

- Dùng ngoại lực nén pít tông về vị trí cũ, chất
khí chuyển từ trạng thái (2) về (1)

U21 = U1- U2 = - Q2 - A2

Ta cã : Q1 - Q2 = A1 - A2

A1 - A2 = A là độ lớn của cơng có ích mà

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

P = 100kw
m = 50 kg/h

T1 = 3000C = 5730K

T2 = 1000C = 3730K

q = 30.106J/kg H = ?

Hmax ?

II. nguyên tắc cÊu t¹o.

Ba bộ phận cơ bản của động cơ nhiệt :

1. Nguồn nóng, cung cấp nhiệt lợng cho tác
nhân để tăng nhiệt độ.

2. Bộ phận phát động, trong đó tác nhân giãn
nở sinh công.

3. Nguồn lạnh, nhận nhiệt lợng do nguồn lạnh
sinh ra để giảm nhiệt độ.

III> HiÖu st.

1. C«ng thøc tÝnh hiƯu st.

1
1
2
1
Q
A
Q
Q
Q

H   H<100%

NhiƯt lỵng do ngn nãng cung cÊp không thể
hoàn toàn biến thành công cơ học.

2. Nguyên tắc nâng cao hiệu suất.

1
2
1
T
T
T

H 

1
2
1
T
T
T

H  gọi là hiệu
suất của động cơ nhiệt lý tởng

Mn n©ng cao hiƯu st : + N©ng cao T1

. + H¹ thÊp T2

Các động cơ nhiệt thơng thờng có H  30%
Bài tập thí dụ :

1. HiƯu st cđa tua bin h¬i níc :

%
24
24
,
0
50
10
30
3600
10
6
5
1








mq
Pt
Q
A
H

2. Hiệu suất của động cơ lý tởng làm việc với

hai nhiệt độ đã cho.

0,35 35%

573
373
573
1
2
1

max  





T
T
T
H

Hoạt động 3 :Vận dụng kiến thức đã học củng cố bài , hớng dn hs hc tp nh.

GV :

- Nhắc lại phần in đậm cuối bài.
- Nêu câu hỏi 1, 2, 3, sgk.

- Cho bài tập về nhà 4, 5, 6, cho cả lớp.

- Đọc bài đọc thêm trong sgk.

- Giờ sau chữa bài tập.

HS :

- Tr li cõu hi và thực hiện đầy đủ
các yêu cầu của giáo viờn

Ngày soạn :
Ngày dạy :

Tiết 58 : Bài tập

Mục tiêu :

1. Học sinh hiểu sâu, nắm chắc khái niệm nội năng, nguyên lý thứ nhất của
nhiệt động lực học vận dụng vào động cơ nhiệt và giải các bài tập có liên quan.
2. Vận dụng đợc cơng thức tính nhiệt lợng để giải các bài tập ra trong bài và các
bài tập tơng tự.

<II> Chuẩn bị :

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

2. Häc sinh : Lµm bµi tËp ë nhµ theo yêu cầu của giáo viên.

<III> T chc cỏc hot ng dạy và học :

1- Tỉ chøc: KiĨm tra sĩ số của học sinh và ghi tên HS vắng mặt vào sổ đầu bài.
Chia lớp thành từng nhóm từ 6 - 8 HS .

2- KiÓm tra bài cũ : Nhắc lại các công thức, khái niệm có liên quan.
+ Nguyên lý I NĐLH U = A + Q

Quá trình đẳng tích. A = 0 U = Q
Quá trình đẳng áp. U = A + Q
Quá trình đẳng nhiệt U = 0 Q + A = 0
 + Động cơ nhiệt

1
1

2
1

Q
A
Q

Q
Q

H

1
2
1

T
T
T

3- Chữa bài tập.

GV :

Bài tËp 6 (171)

m1 = 0,5kg m2 = 0,118kg

t1 = 200C t2 = 750C

m3 = 0,2kg tcuối =?

cAl = 0,92.103J/kg.K

cnớc = 4,19.103J/kg.K

csắt = 0,46.103/kg.K

Bài tËp 6 (178)

Q = 6.106J
V = 0,50m3

p = 8.106N/m2
U = ?

Bµi tËp 7 (178)

p = 3.105N/m2

V1 = 8l = 8.10-3m3

V2 = 10l = 10.10-3m3

Q = 1000J A = ?; U = ?

Bµi tËp 6 (182)

P = 17,6kw
m = 8,1kg/h
T1 = 2000C

T2 = 580C

q = 3,6.107 J/ kg

H = ? Hmax =?

HS :

Nhiệt lợng bình nhôm và nớc thu vµo :
Qthu = Q1 + Q2 = ( m1c1 + m2c2) t1

= ( 0,5. 0,92.103J +0,118. 4,19.103J)(t - 20)

Nhiệt lợng do sắt toả ra :

Q to¶ = Q3 = m3c3t3 = 0,2. 0,46.103(75 - t )

Khi cã cân bằng nhiệt : Qthu = Q toả

Ta tính đợc t = 250C

Ta tÝnh c«ng do khÝ gi·n në :

A = p.V = 8.106 . 0,50 = 4.106J

Độ biến thiên nội năng của khí là :

U = Q - A = 6.106 - 4.106 = 2.106 J

a) TÝnh c«ng do khÝ thùc hiÖn :

A = p.V = 3.105 .(10 - 8)10-3 = 0,6.103J

b) Tính độ biến thiên nội năng của khí là:
U = Q - A =103 - 0,6.103 = 400J

Cơng có ích của động cơ là :

A = P.t = 14,7.103.3600 = 5,29.107J

Công toàn phần là :

Q1 = mq = 8,1.3,6.107 = 29,16.107 J

HiƯu st thùc lµ :

H = 100% 18%
10

.
16
,
29

10
.
29
,
5

7
7




Q
A

HiÖu suÊt lý tëng lµ :

H = 100% 30%
58

58
200

1
2
1

T
T
T

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Phiếu số 1
Một máy hơi nớc
mỗi giây nhận từ
nguồn nóng nhiệt
lợng 5,2.104J và

truyền cho nguồn
lạnh 3,2.104J.Tính

hiệu suất của máy.

Phiếu số 2

Nhiệt độ của nguồn khí
nóng khi vào tua bin
của một động cơ phản
lực là 5000C, khi ra

khái tua bin lµ 500C.

Tính hiệu suất lí tởng
của động cơ.

</div>

Chuong6

<b>C sở của nhiệt động lực học</b>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về