Chương VI
CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Nhiệt động lực học nghiên cứu các hiện tượng nhiệt về mặt năng lượng và biến đổi năng lượng
* Nội năng và sự biến thiên nội năng
* Nguyên lí I nhiệt động lực học
* Nguyên lí II nhiệt động lực học
Chủ đề tích hợp:
NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Như vậy các nguyên tử, phân tử
cấu tạo nên vật có động năng,
thế năng không ? Vì sao?
Các phân tử chuyển động hỗn độn không ngừng.
Giữa các phân tử có
lực tương tác
Động năng phân tử
Thế năng phân tử
+
║
Nội năng của vật
Động năng của vật
Thế năng của vật
Cơ năng của vật
Vậy nội năng của một vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Nội năng của vật phụ thuộc vào thể tích và nhiệt độ:
U = f(T, V)
I. Nội năng
- Trong nhiệt động lực học, tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật là nội năng của vật.
2. Độ biến thiên nội năng
- Là phần nội năng tăng lên hoặc giảm bớt đi trong một quá trình.
- Kí hiệu: ∆U = U2 - U1 (J)

∆U > 0  U2 > U1 : Nội năng tăng
∆U < 0  U2 < U1 : Nội năng giảm
Đơn vị của nội năng là gì?
- Kí hiệu: U
- Đơn vị nội năng: jun (J)
1. Nội năng là gì ?
Thực hiện công, dẫn đến thay đổi nội năng
Truyền nhiệt, dẫn đến thay đổi nội năng
Hãy tìm cách làm thay đổi nội năng của miếng kim loại ?
Thực hiện công, dẫn đến thay đổi nội năng
Truyền nhiệt, dẫn đến thay đổi nội năng
- Ngoại lực thực hiện công lên vật.
- Có sự chuyển hóa năng lượng từ một dạng khác sang nội năng.
Ngoại lực không thực hiện công lên vật.
Không có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác.
Chỉ có sự truyền nội năng từ vật này sang vật khác
II. Các cách làm thay đổi nội năng
I. Nội năng
∆t: độ biến thiên nhiệt độ (0C hay K)
* Nhiệt lượng: Q (J)
Là số đo độ biến thiên của nội năng trong quá trình truyền nhiệt .
∆U = Q
∆U: độ biến thiên nội năng của vật trong quá trình truyền nhiệt.
Q: Nhiệt lượng vật nhận được hay tỏa ra.
Q = mc∆t
m: khối lượng của chất (kg)
c: nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K)
I. Nội năng
II. Các cách làm thay đổi nội năng
1. Thực hiện công
2. Truyền nhiệt
* Nhiệt lượng của chất thu vào hay tỏa ra:
Nhiệt lượng




















Nhiệt lượng tỏa ra



Nhiệt lượng thu vào




: nhiệt độ trước (0C hay K)
m: khối lượng của chất (kg)
c: nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K)
: nhiệt độ sau (0C hay K)
III. Nguyên lí I nhiệt động lực học.
TN1
TN2
TN3
CÂU HỎI THẢO LUẬN
Qua 3 thí nghiệm bên, các em hãy: Cho biết nội năng của lượng khí trong xilanh tăng hay giảm bằng cách nào?
TN1
TN2
TN3
U = U1 + U2 = Q + A
1. Phát biểu nguyên lí.
- Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được.
- Hệ thức:
∆U = A + Q
III. Nguyên lí I nhiệt động lực học.
QUI ƯỚC VỀ DẤU
Hệ
III. Nguyên lí I nhiệt động lực học.
Bài tập 6(sgk/180): Thực hiện công 100 J để nén khí trong một xilanh. Tính độ biến thiên nội năng của khí, biết khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 20 J.
A. 70 J
B. 80 J
C. 100J
D. 60J
Bài tập 7(sgk/180): Người ta truyền cho khí trong xilanh nhiệt lượng 100 J. Khí nở ra thực hiện công 70 J đẩy pittông lên. Độ biến thiên nội năng của khí là:
A. 170 J
B. 30 J
C. - 30 J
D. - 170 J
IV. Nguyên lí II nhiệt động lực học
2. Nguyên lý II nhiệt động lực học
a. Cách phát biểu của Clau – di - út
Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.




Về mùa hè người ta có thể dùng máy điều hòa nhiệt độ để truyền nhiệt từ trong phòng ra ngoài trời, mặc dù nhiệt độ ngoài trời cao hơn trong phòng. Hỏi điều này có vi phạm nguyên lí II NĐLH không? Tại sao?

C3
II. Nguyên lí II nhiệt động lực học
2. Nguyên lý II nhiệt động lực học
b. Cách phát biểu của Các - nô
Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.





Hãy chứng minh rằng cách phát biểu của Các-nô không vi phạm định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.

C4