THCS – THPT NGUYỄN KHUYẾN
BÀI 58:
NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
NHÓM 3
10A4
James Prescott Joule ( 24/12/1818 - 11/10/1889)
James Prescott Joule  là một nhà vật lí người Anh sinh tại Salford, Lancashire. Joule là người học về nhiệt và đã có công phát hiện ra mối liên hệ của nhiệt với công. Phát hiện này đã dẫn đến sự ra đời của định luật bảo toàn năng lượng , định luật đã tạo tiền đề
cho sự phát triển của nguyên lý thứ nhất của
nhiệt động lực học. Đơn vị công Joule, được đặt
theo tên của ông.
Nhiệt động lực học ra đời vào khoảng giữa thế kỉ XIX
Cơ sở của nhiệt động lực học là hai định luật cơ bản là Nguyên lí I và Nguyên lí II nhiệt động lực học được khái quát hóa từ thực nghiệm
NỘI NĂNG
HAI CÁCH LÀM BIẾN ĐỔI NỘI NĂNG
NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
1
3
2
1.Nội năng
a.Quan sát:
Đun nước trong ấm
Hơi nước sôi có thể
đẩy nắp ấm lên
Bình xịt nước hoa hoạt động
nhờ dòng hơi nén trong bình
phun ra
b. Kết luận

Qua kết hiện tượng :
“Nội năng là một dạng năng lượng bên trong của hệ, nó chỉ phụ thuộc vào trạng thái của hệ. Nội năng bao gồm tổng động năng chuyển động nhiệt của các phân tử cấu tạo nên hệ và thế năng giữa các phân tử đó.”

NỘI NĂNG
ĐỘNG NĂNG
THẾ NĂNG
Khi nhiệt độ thay đổi thì động nặng của các phân tử cấu tạo nên vật thay đổi
Khi thể tích thay đổi thì năng tương tác giữa chúng thay đổi, làm cho thế năng tương tác của chúng thay đổi
=> Nội năng của vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích

U = f(Wđ, Wt)
Khi nhiệt độ thay đổi động năng thay đổi  nội năng thay đổi U = f(T)
Khi thể tích thay đổi  thế năng thay đổi  nội năng thay đổi U = f(V)
Ta có thể viết:
U = f(T,V)
c.Nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích

2. Các cách làm biến đổi động năng
Thực hiện công
HƠI NƯỚC
TRUYỀN NHIỆT LƯỢNG
2. Các cách làm biến đổi nhiệt năng
c) Sự tương đương giữa công và nhiệt lượng
Vì sự thực hiện công và truyền nhiệt lượng đều là những cách làm biến đổi nội năng nên chúng tương đương nhau
NỘI NĂNG
THỰC HIỆN CÔNG
TRUYỀN NHIỆT
3. NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Phát biểu định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng?
Năng lượng không tự nhiên mất đi, nó có thể chuyển từ dạng này sang dạng khác nhưng tổng năng lượng luôn được bảo toàn
Nguyên lí I nhiệt động lực học là sự vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng vào các hiện tượng nhiệt
3. NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Xét 1 hệ có trao đổi công và nhiệt lượng với các vật ngoài, chuyển từ trạng thái 1 đến trạng thái 2:

Có: ∆U = U2 – U1

Trong đó:
∆U: độ biến thiên nội năng
U2: nội năng ở trạng thái đầu
U1: nội năng ở trạng thái cuối
O
p
V
1
Ab
Qa
Aa
Qb
a
b
2
Qa # Qb và Aa # Ab
Qa + Aa = Qb + Ab
*Theo định luật bảo toàn động lượng:
Nội năng của hệ tăng 1 lượng ∆U = năng lượng vật khác mất đi

Có: ∆U = Q + A

Trong đó:
∆U: độ biến thiên nội năng của hệ
Q và A :năng lượng bị mất đi

*Phát biểu nguyên lí:
Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng đại số nhiêt lượng và công mà hệ nhận được

Một số quy ước:

Cách phát biểu khác:
Nhiệt lượng truyền cho hệ làm tăng nội năng của hệ và biến thành công mà hệ sinh ra.
Biểu thức:
Q = U - A
Trong đó:
(-A) : công mà hệ sinh ra cho bên ngoài
Một người có khối lượng 60kg nhảy từ cầu nhảy ở độ cao 5m xuống một bể bơi. Tính độ biến thiên nội năng của nước trong bể bơi. Bỏ qua các hao phí năng lượng thoát ra ngoài khối nước trong bể bơi. Lấy g =10 m/s2

4.Bài tập
Tóm tắt
m= 60kg
h= 5m
g= 10m/s
Bài giải
Ta có Q= mgh= 60x50= 3000J
A=0 ( vì Vđầu = Vsau = 0m/s)
Độ biến thiên nội năng của nước trong bể bơi là:
U= Q+A = 3000J
2. Người ta cọ xát một miếng sắt dẹt khối lượng 100g trên một tấm gỗ. Sau một lát thì thấy miếng sắt nóng lên 120C. Hỏi người ta đã tốn một công là bao nhiêu để thắng ma sát? Giả sử rằng 40% công đó được dùng để làm nóng miếng sắt? Cho biết nhiệt dung riêng của sắt là 460J/kg.độ

Tóm tắt:
M=100g=0.1kg
T=120 C
A’ =40% A=0.4A
C= 460J/kg. độ


Bài giải
Nhiệt lượng của miếng sắt là:
Q= mct = 0.1x460x12= 522 J
Công để thắng ma sát là:
A=Q/0.4= 522/0.4=1380J


ĐỐ VUI ( CÓ THƯỞNG)
CÂU 1
CÂU 2
CÂU 3
CÂU 6
CÂU 5
CÂU 4
CÂU 7
A. Nội năng là nhiệt lượng
B. Nội năng của A lớn hơn nội năng của B thì nhiệt độ của A cũng lớn hơn nhiệt độ của B
C. Nội năng của vật chỉ thay đổi trong quá trình truyền nhiệt, không thay đổi trong quá trình thực hiện công.
D. Nội năng là một dạng năng lượng
Câu nào sau đây nói về nội năng là đúng?
A. Q<0 và A>0
B. Q>0 và A>0
C. Q>0 và A<0
D. Q<0 và A<0
Trong quá trình chất khí nhận nhiệt và sinh công thì Q và A trong hệ thức ∆U= Q + A phải có giá trị nào sau đây
A. 219880 J
B. 439760 J
C. 879520 J
D. 109940 J
Tính nhiệt lượng tỏa ra khi 1 miếng sắt có khối lượng 2 kg ở nhiệt độ 500 0C hạ xuống còn 40 0C. Biết nhiệt dung riêng của sắt là 478 J/kg.K. (trả lời trong 3s)
A. 219880 J
A. Đơn vị của nhiệt lượng cũng là đơn vị của nội năng
B. Một vật lúc nào cũng có nội năng do đó lúc nào cũng có nhiệt lượng
C. Nhiệt lượng là số đo độ biến thiên nội năng của vật trong quá trình truyền nhiệt
D. Nhiệt lượng không phải nội năng
Câu nào sau đây nói về nội năng là sai?
Nội năng là gì? Nó phụ thuộc vào những thông số nào của hệ?
Có bao nhiêu cách làm biến đổi nội năng ? Kể tên .
Nội năng là một dạng năng lượng bên trong của hệ. Nó phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật.
Có 2 cách làm biến đổi nội năng: Thực hiện công và truyền nhiệt lượng.
D. Tất cả 3 ý trên là sai
Trong hệ SI người ta dùng đơn vị jun để đo công và nhiệt lượng. Vậy đương lượng công của nhiệt là bao nhiêu?
B. 1 calo = 4.1868 Jun
C. 1 calo = 3.1868 Jun
D. Tất cả 3 ý trên là sai
A. 1 calo = 4.1686 Jun
Không sử dụng tài liệu, lên bảng và viết công thức độ biến thiên nội năng và nhiệt lượng ( ghi rõ chú thích các đại lượng )
∆U = Q + A
Trong đó:
∆U: độ biến thiên nội năng của hệ
Q và A :năng lượng bị mất đi