CHÀO MỪNG CẢ LỚP
ĐẾN VỚI MÔN HỌC VẬT LÍ!

KHỞI ĐỘNG
Luật chơi:

TRÒ CHƠI
Ô CHỮ

• HS chọn 1 ô hàng ngang và tìm từ khóa
tương ứng.
• Mỗi ô hàng ngang có 1 hoặc nhiều chữ cái
thuộc từ khóa.
• HS trả lời được từ khóa khi chưa mở hết các
ô hàng ngang được nhận phần thưởng.

1

D O

N

G

N

A

N

2

T

E

N

A

N

G

H

G

3

N

H

I

E

T

N

A

N

G

4

N

H

I

E

T

L

U

O

N

NỘI NĂNG
G

Ô số 2 (7 chữ cái): Dạng năng lượng nào mà các phân tử
năng
lượng
màtử
các
phân
tửtử)
số 143(8
(9chữ
chữcái):
Năng
lượng
mànào
phân
(nguyên
có
Ô số
(10
cái):Dạng
Phần
năng
lượng
nhiệt
mà
vật
nhận
thêm
(nguyên tử) có được do tương tác với nhau thông qua lực
(nguyên
tử)chuyển
có được
do nhiệt
chuyển
động
loạn
được
nhờ
động
được
gọihỗn
là gì?
hay
mất
đi
trong
quá
trình
truyền
nhiệt
được
gọikhông
là gì? ngừng?
tương tác phân tử (nguyên tử)?

BÀI 2: NỘI NĂNG.
ĐỊNH LUẬT I CỦA NHIỆT
ĐỘNG LỰC HỌC

NỘI DUNG
BÀI HỌC

I.

Khái niệm nội năng

1. Nội năng của một vật
2. Thí nghiệm

II.

Định luật I của nhiệt
động lực học

1. Cách làm thay đổi nội năng
2. Định luật I của nhiệt động lực học

I.
KHÁI NIỆM NỘI NĂNG

1. NỘI NĂNG CỦA MỘT VẬT
Thảo luận cặp đôi
Nghiên cứu SGK và
tìm hiểu về nội năng
của vật.

Động năng phân tử:
 Vì các phân tử chuyển động không
ngừng nên chúng có động năng.
Động năng này được gọi là động
năng phân tử.
 Động năng phân tử phụ thuộc vào
tốc độ chuyển động của phân tử.

Thế năng phân tử:
 Vì các phân tử tương tác với nhau
nên chúng có thế năng. Thế năng
này được gọi là thế năng tương tác
phân tử, gọi tắt là thế năng phân tử.
 Thế năng phân tử phụ thuộc vào
khoảng cách giữa các phân tử.

GHI NHỚ
Khái niệm: Là tổng động năng và thế năng của
các phân tử cấu tạo nên vật.
Nội năng của
một vật

Nội năng được kí hiệu bằng chữ U và có đơn vị
là jun (J).
Phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật.

Câu hỏi (SGK - tr.10)
Tại sao nội năng của vật lại phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật?
Giải thích

Nội năng

Động năng

Thế năng

Động năng
Động năng phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của phân tử,
nhiệt độ càng cao thì tốc độ chuyển động càng tăng.

Động năng phân tử phụ thuộc vào nhiệt độ của vật.

Thế năng
Thế năng phân tử phụ thuộc vào khoảng cách giữa các
phân tử, khi thể tích của vật thay đổi thì khoảng cách giữa
các phân tử cũng thay đổi.

Thế năng phân tử phụ thuộc
vào thể tích của vật.

2. THÍ NGHIỆM VỀ MỐI LIÊN HỆ NỘI NĂNG CỦA VẬT VỚI
NĂNG LƯỢNG CỦA CÁC PHÂN TỬ CẤU TẠO NÊN VẬT
Tiến hành thí nghiệm theo nhóm 4 - 6 HS
(1)

(2)

Chuẩn bị:
(3)
(1) Ống nghiệm

(2) Nút bấc

(3) Đèn cồn

(4) Giá đỡ ống nghiệm

(4)

(1)

Tiến hành:
 Bố trí thí nghiệm như hình.

(3)

 Dùng đèn cồn đun nóng ống nghiệm
cho đến khi nút bấc bật ra.
Yêu cầu:
Các nhóm hoàn thành phiếu học tập dưới đây:

(2)
(4)

PHIẾU HỌC TẬP NHÓM
Câu 1: Mô tả hiện tượng xảy ra với nút bấc. Giải thích.

Sau khi đun một thời gian, nút bấc bị
bật ra. Do khi đun nóng, lực do các
phân tử chuyển động tác dụng lên nút
đã tăng lên, thắng được lực ma sát
giữa nút và thành ống nghiệm.

Câu 2: Tìm từ thích hợp để điền vào chỗ trống trong các nhận định sau:
a) Khi nút chưa bật ra, không khí trong ống nghiệm nhận
năng lượng nhiệt
(1)................................từ đèn cồn. Do thể tích ống nghiệm không đổi
không đổi
nên thế năng phân tử (2)………......... Nhiệt độ của không khí trong ống
động năng
tăng
nghiệm (3)............. nên (4)...................... của các phân tử tăng. Do đó,
tăng
nội năng của không khí trong ống nghiệm (5)..............

b) Sau khi thực hiện công làm nút bật ra, nội năng của không khí trong
giảm
ống nghiệm (1).............. Vì các phân tử không khí trong ống nghiệm
phải truyền một phần cho nút để làm nút bật ra nên động năng của
chúng giảm. Khi nút bật ra, một số phân tử khí trong ống nghiệm
thoát ra ngoài
(2)..........................., thế năng của các phân tử không khí
thay đổi
(3).................Sự thay đổi nội năng của không khí lúc này là do sự thay
động năng
thế năng
đổi của (4)...................... và (5)...................... của các phân tử khí.

Câu 3: Xét tính đúng/sai của các phát biểu dưới đây:
Phát biểu
a) Khi chưa đun, các phân tử không khí trong ống  

Đúng

Sai
 

nghiệm chuyển động hỗn loạn nhưng không va
chạm với nút, không tác dụng lực vào nút nên nút
không bật ra.
b) Sau khi đun một thời gian, các phân tử không  
khí có động năng tăng, tác dụng lực lên nút đủ
mạnh và làm nút bật ra.

 

II.
ĐỊNH LUẬT I CỦA NHIỆT
ĐỘNG LỰC HỌC

1. CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG
Thảo luận nhóm Think - Pair - Share
Quan sát hình ảnh,
nghiên cứu SGK và
cho biết các cách làm
thay đổi nội năng của
một đồng xu.

Một số cách làm thay đổi nội năng của một đồng xu:

Cách 1

Thực hiện công

Tung đồng xu

Cách 2

Cọ xát với mặt bàn

Truyền nhiệt
Thả vào nước nóng

Thả vào nước lạnh

GHI NHỚ
Cách làm thay đổi nội năng
Thực hiện công

Truyền nhiệt

Câu hỏi (SGK - tr.11)
1. Mô tả sự thay đổi nội năng của lượng khí trong xi lanh ở Hình 2.3.

Hình a:
Khi dùng tay thực hiện công lên pit-tông để nén chất khí trong
xi lanh thì chất khí nóng lên → nội năng của nó tăng lên.
Hình b:
Khi cung cấp nhiệt cho chất khí trong xi lanh thì chất khí nóng
lên, nở ra, thực hiện công đẩy pit-tông lên trên. Khi chất khí
nóng lên thì nội năng của nó tăng, khi chất khí dãn nở thực
hiện công thì nhiệt độ của khí giảm, nội năng của nó giảm.

2. Tìm thêm ví dụ về thực hiện công và truyền nhiệt làm thay đổi
nội năng của vật.
Ví dụ
Thực hiện công:

Bơm xe đạp

Mài dao

Đập búa vào đinh

Truyền nhiệt:

Thợ rèn nung sắt

Đun sôi nước

Phơi quần áo

2. ĐỊNH LUẬT I CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Độ biến thiên nội năng (ΔU) của vật bằng tổng công (A)
và nhiệt lượng (Q) vật nhận được:
ΔU = A + Q

Quan sát hình ảnh kết hợp nghiên cứu SGK và nêu quy ước
về dấu của các đại lượng trong hệ thức định luật I của nhiệt
động lực học.

Hình 2.4. Quy ước về dấu của Q và A trong hệ thức ΔU = A + Q

Quy ước dấu:
ΔU = A + Q

A > 0: vật nhận công từ vật khác

A < 0: vật thực hiện công tác
dụng lên vật khác

Q > 0: vật nhận năng lượng nhiệt

Q < 0: vật truyền năng lượng

từ vật khác

nhiệt cho vật khác

Thảo luận cặp đôi
Câu hỏi (SGK - tr.12)
Các hệ thức sau đây mô tả các quá trình thay đổi nội năng nào?
1. ΔU = Q khi Q > 0 và khi Q < 0.
2. ΔU = A khi A > 0 và khi A < 0.
3. ΔU = A + Q khi Q > 0 và A < 0.
4. ΔU = A + Q khi Q < 0 và A > 0.

Gợi ý
1. ΔU = A + Q khi Q > 0 và A < 0

2. ΔU = A khi A > 0 và khi A < 0

 Khi Q > 0: vật nhận năng

 Khi A > 0: vật nhận công từ

lượng nhiệt từ vật khác, nội

vật khác, nội năng của vật

năng tăng;

tăng.

 Khi Q < 0: vật truyền năng

 Khi A < 0: vật thực hiện

lượng nhiệt cho vật khác, nội

công lên vật khác, nội năng

năng của vật giảm.

của vật giảm.

Gợi ý
3. ΔU = A + Q khi Q > 0 và A < 0

4. ΔU = A + Q khi Q < 0 và A > 0

Vật nhận năng lượng

Vật nhận được công và

nhiệt và thực hiện công

truyền năng lượng nhiệt

lên vật khác.

cho vật khác.

Câu 1: Thế năng phân tử phụ thuộc vào yếu tố nào?

 A. Tốc độ chuyển động của
phân tử.
 C. Số lượng các phân tử.

 B. Nhiệt độ của vật.
 D. Khoảng cách giữa các
phân tử.

Câu 2: Đơn vị của nội năng là gì?

 A. Niu-tơn (N)

 B. Jun (J)

 C. Oát (W)

 D. Vôn (V)

Câu 3: Có thể làm thay đổi nội năng của vật bằng cách nào?

 A. Thực hiện công và nhận
nhiệt lượng.
 C. Nhận công và nhận
nhiệt lượng.

 B. Thực hiện công và
truyền nhiệt.
 D. Nhận công và truyền nhiệt.

Câu 4: Hệ thức nào sau đây mô tả quá trình vật vừa
nhận nhiệt lượng, vừa nhận công từ vật khác?
 A. ΔU = A + Q khi Q > 0
và A < 0.
 C. ΔU = A + Q khi Q < 0
và A > 0.

 B. ΔU = A + Q khi Q > 0 và
A < 0.
 D. ΔU = A + Q khi Q > 0 và
A > 0.

Câu 5: Giả sử cung cấp cho vật một công 500 J nhưng
nhiệt lượng bị thất thoát ra môi trường là 200 J. Nội năng
của vật tăng hay giảm bao nhiêu?
 A. Giảm 300 J.

 B. Giảm 200 J.

 C. Tăng 200 J.

 D. Tăng 300 J.

Câu 6: Một lượng khí nhận nhiệt lượng 50 J do được
đun nóng; đồng thời nhận công 30 J do bị nén. Độ tăng
nội năng của lượng khí này là
 A. 50 J

 B. 30 J

 C. 80 J

 D. -20 J

Câu 7: Một lượng khí bị nén đã nhận được công là 105 kJ.
Khí nóng lên và đã tỏa nhiệt lượng 75 kJ ra môi trường.
Độ biến thiên nội năng của lượng khí này là
 A. 30 KJ

 B. 180 KJ

 C. -30 KJ

 D. 105 KJ

Trắc nghiệm đúng - sai
Một học sinh thực hiện thí nghiệm, nén khối khí có thể tích V (ở điều kiện tiêu
chuẩn) trong một xilanh để thể tích khí giảm một lượng ΔV thì nhiệt độ khối khí
tăng 0,6oC. Giáo viên yêu cầu các học sinh nhận xét về kết quả thí nghiệm trên?
a) Nhiệt độ khối khí tăng phần lớn là do công của lực pít-tông thực
hiện lên khối khí.
b) Phần nhiệt tạo ra do ma sát giữa pít-tông và xilanh có nhưng
không đáng kể.
c) Trong thí nghiệm trên, độ tăng nhiệt độ không phụ thuộc ΔV.
d) Trong thí nghiệm trên, độ tăng nhiệt độ không phụ thuộc V.

Đ
Đ
S
S

LUYỆN TẬP
Câu hỏi 1 (SGK - tr.14)
Nội năng của vật biến đổi như thế nào trong các trường hợp sau:
a) Vật rắn đang nóng chảy.
b) Nước đá đang tan.
c) Hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi.

a) Vật rắn đang nóng chảy
Vật nhận thêm nhiệt lượng từ môi trường để nóng
chảy hoàn toàn nên nội năng tăng.
b) Nước đá đang tan
Nước đá nhận thêm nhiệt lượng từ môi trường bên
ngoài để tan hoàn toàn, nên nội năng tăng.
c) Hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi
Hơi nước truyền nhiệt lượng ra môi trường bên ngoài
nên nhiệt lượng giảm dẫn đến nội năng giảm.

Câu hỏi 2 (SGK - tr.14)
Một vật khối lượng 1 kg trượt không vận tốc ban
đầu từ đỉnh xuống chân một mặt phẳng nghiêng
dài 21 m, nghiêng 30o so với mặt phẳng ngang.
Tốc độ của vật ở chân mặt phẳng là 4,1 m/s.
Tính công của lực ma sát và độ biến thiên nội năng của vật trong
quá trình chuyển động trên. Lấy g = 9,8 m/s2. Bỏ qua sự trao đổi
nhiệt với mặt phẳng nghiêng.

Giải
Cơ năng tại đỉnh dốc:

Cơ năng tại chân dốc:

Công của lực ma sát bằng độ biến thiên cơ năng:
Mặt phẳng nghiêng thực hiện công lên vật do đó vật nhận công:
.

VẬN DỤNG
Hoạt động (SGK - tr.13)
 Định luật I của nhiệt động lực học có nhiều ứng dụng thực tế, một
trong những ứng dụng quan trọng là để chế tạo các loại động cơ
nhiệt. Ngoài ra, định luật này còn dùng để giải thích các hiện tượng
liên quan đến sự truyền và biến đổi nội năng.
 Động cơ nhiệt là động cơ hoạt động dựa trên nguyên tắc biến nội
năng của nhiên liệu thành cơ năng.
 https://www.vnteach.com

Mỗi động cơ nhiệt đều có ba bộ phận chính (Hình 2.6a):
• Nguồn nóng có nhiệt độ T, cung cấp nhiệt lượng cho động cơ.
• Bộ phận phát động trong đó tác nhân nhận nhiệt từ nguồn nóng, giãn nở
sinh công (Trong máy hơi nước, tác nhân là hơi nước; trong động cơ đốt
trong, tác nhân là khí do nhiên liệu bị đốt cháy toả ra trong xi lanh).
• Nguồn lạnh có nhiệt độ T2 < T, nhận nhiệt lượng do động cơ toả ra.

Hãy dựa vào các sơ đồ trong Hình 2.6b, c để trình bày sơ lược về
cấu tạo và hoạt động của máy hơi nước và động cơ đốt trong.

Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của máy hơi nước:
 Hơi nước nhận năng lượng nhiệt từ nồi súp
de. Nhiệt độ của hơi nước tăng (nội năng
của hơi nước tăng).
 Hơi nước trong xi lanh (bộ phận phát động)
dãn nở sinh công, nội năng của hơi nước
giảm.
 Biến thiên nội năng của chất khí trong quá trình nhận năng lượng
nhiệt và sinh công là ΔU1 = Q1 – A1.