Giáo án bài Nguyên lý I Nhiệt động lực học
description
Transcript of Giáo án bài Nguyên lý I Nhiệt động lực học
Lee Ein
Nguyên lý I Nhiệt động lực học
Nguyên lý II Nhiệt động lực học
Định luậtbảo toàn
và chuyểnhóa năng
lượng
Nhiệt động học là lý thuyết vật lý duy nhất tổngquát, trong khả năng ứng dụng và trong các cơsở lý thuyết của nó, mà tôi tin rằng sẽ khôngbao giờ bị lật đổ
Lee Ein
1. Nội năng
A
B
D
C
Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học
Lee Ein
1. Nội năng
Trình bày thuyết cấu tạo chất
Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học
Lee Ein
1. Nội năng
Thuyết cấu tạo chất:
Các chất được cấu tạo từ những hạt riêng biệt gọi làphân tử, nguyên tử. Giữa các nguyên tử, phân tử cókhoảng cách.
Các phân tử, nguyên tử chuyển động không ngừng.Nhiệt độ của vật càng cao thì các nguyên tử, phân tửcấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh.
Các phân tử, nguyên tử tương tác với nhau bằng lựchút và lực đẩy phân tử.
Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học
Lee Ein
1. Nội năngNội năng là một dạng năng lượng bên trong của hệ, nóchỉ phụ thuộc vào trạng thái của hệ. Nội năng bao gồmtổng động năng chuyển động nhiệt của các phân tử cấutạo nên hệ và thế năng tương tác giữa các phân tử đó.
Nội năng
Độngnăng
Thếnăng
Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học
Lee Ein
1. Nội năngU = f(Wđ, Wt )
Khi nhiệt độ thay đổi → động năng thay đổi → nội năngthay đổi → U = f(T).
Khi thể tích thay đổi → thế năng thay đổi → nội năngthay đổi → U = f(V).
Ta có thể viết:
U = f(T,V)
Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học
Lee Ein
2. Hai cách làm biến đổi nội năng
Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học
Có những cách nàolàm nóng một vật?
Lee Ein
2. Hai cách làm biến đổi nội nănga. Thực hiện công
Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học
Lee Ein
2. Hai cách làm biến đổi nội năngb. Truyền nhiệt lượng
Hơi nước
Miếng kim loại
Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học
Lee Ein
2. Hai cách làm biến đổi nội năng
Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học
Thực hiện công Truyền nhiệt lượng
Ngoại lực thực hiện công lên vật Ngoại lực không thực hiện công lên vật
Có dạng chuyển hoá từ dạng năng lượng khác (cơ năng) sang nội năng.
Không có sự chuyển hoá từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác. Chỉ có sự truyền nội năng từ vật này
sang vật khác.
Lee Ein
2. Hai cách làm biến đổi nội năngc. Sự tương đương giữa công và nhiệt lượng
Vì sự thực hiện công và truyền nhiệt lượng đều lànhững cách làm biến đổi nội năng nên chúng tươngđương nhau.
Nội năng
Thực hiện công Truyền nhiệt lượng
Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học
Lee Ein
3. Nguyên lí I nhiệt động lực học
Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học
Phát biểu định luậtbảo toàn và chuyểnhóa năng lượng?
Năng lượng không tự nhiên mất đi, nó có thể chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác, nhưng tổng năng lượng luôn
được bảo toàn
Lee Ein
3. Nguyên lí I nhiệt động lực học
Nguyên lí I nhiệt động lực học là sự vận dụng định luậtbảo toàn và chuyển hóa năng lượng vào các hiện tượngnhiệt.
Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học
Lee Ein
3. Nguyên lí I nhiệt động lực học
Xét một hệ có trao đổi công vànhiệt lượng với các vật ngoài,được chuyển từ trạng thái 1 sangtrạng thái 2.
Kí hiệu ∆U là độ biến thiên nộinăng của hệ:
∆U = U2 – U1
Trong đó, U1 là nội năng ở trạngthái đầu, U2 là nội năng ở trạngthái cuối.
Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học
O V
p
1
2
Aa
a
Qa
Ab
b
Qb
U1
U2
Qa ≠ Qb, Aa ≠ Ab
Qa + Aa = Qb + Ab
Lee Ein
3. Nguyên lí I nhiệt động lực họcTheo định luật bảo toàn năng lượng, nội năng của hệ tăngmột lượng ∆U thì các vật khác phải mất một lượng nănglượng đúng bằng như thế, lượng năng lượng ấy được đobằng nhiệt lượng Q và công A mà hệ nhận được:
Trong đó: ∆U là độ biến thiên nội năng của hệ.
Quy ước:
- Nếu Q > 0: hệ nhận nhiệt lượng, A > 0: hệ nhận công.
- Nếu Q < 0: hệ nhả nhiệt lượng, A < 0: hệ sinh công.
vật
A > 0
Q > 0 Q < 0
A < 0
Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học
∆U = Q + A
Lee Ein
3. Nguyên lí I nhiệt động lực học
Phát biểu 1: Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng đạisố nhiệt lượng và công mà hệ nhận được.
∆U = Q + A
Phát biểu 2: Nhiệt lượng truyền cho hệ làm tăng nội năngcủa hệ và biến thành công mà hệ sinh ra.
Q = ∆U – A
Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học
Lee Ein
Bài 58: Nguyên lý I Nhiệt động lực học
Khái niệm nội năng.
Các cách làm biến đổi nội năng.
Nguyên lý I Nhiệt động lực học (The first law of thermodynamics).
Bài tập.
Lee Ein