Giáo án và PPT Vật lí 12 kết nối bài 2: Nội năng. Định luật I của nhiệt động lực học

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

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

Khi được mài, lưỡi dao không chỉ sắc hơn mà còn nóng lên. Nó cũng nóng lên khi được nhúng vào nước nóng. Trong hai trường hợp này, dù theo các cách khác nhau nhưng lưỡi dao đều nhận thêm năng lượng. Phần năng lượng nhận được thêm này có liên hệ gì với năng lượng của các phân tử cấu tạo nên lưỡi dao?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

HOẠT ĐỘNG I. KHÁI NIỆM NỘI NĂNG

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy nêu khái niệm và trình bày các cách làm biến đổi nội năng?

Sản phẩm dự kiến:

Khái niệm

- Vì các phân tử luôn chuyển động nhiệt nên chúng có động năng. Giữa các phân tử có lực tương tác nên các phân tử còn có thế năng tương tác phân tử.

- Tổng động năng và thế năng tương tác của các phân tử cấu tạo nên hệ là nội năng của hệ.

Các cách làm biến đổi nội năng

- Có hai cách làm thay đổi nội năng là thực hiện công và truyền nhiệt.

HOẠT ĐỘNG II. ĐỊNH LUẬT I CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy nêu hệ thức của nguyên lí I nhiệt động lực học và nêu các quy ước dấu?

Sản phẩm dự kiến:

- Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được

ΔU = Q + A

Trong đó:

• ΔU là độ biến thiên nội năng.

• Q là nhiệt lượng mà hệ nhận được.

• A là công mà hệ nhận được.

- Quy ước dấu:

• Nếu Q > 0: hệ nhận nhiệt lượng.

• Nếu Q < 0: hệ tỏa nhiệt lượng.

• Nếu A > 0: hệ nhận công.

• Nếu A < 0: hệ sinh công.

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Vì các phân tử tương tác với nhau nên chúng có

A. năng lượng.

B. cơ năng.

C. động năng.

D. thế năng.

Câu 2: Thế năng phân tử phụ thuộc vào yếu tố nào?

A. Tốc độ chuyển động của phân tử.

B. Nhiệt độ của vật.

C. Thể tích của vật.

D. Khoảng cách giữa các phân tử.

Câu 3: Đơn vị của nội năng là gì?

A. Niu-tơn (N).

B. Jun (J).

C. Oát (W).

D. Vôn (V).

Câu 4: Theo định luật I của nhiệt động lực học, độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng các đại lượng nào?

A. Công và nhiệt lượng mà vật nhận được.

B. Động năng và thế năng.

C. Động năng và nhiệt lượng mà vật nhận được.

D. Công, động năng và thế năng.

Câu 5: Có thể làm thay đổi nội năng của vật bằng cách nào?

A. Thực hiện công và nhận nhiệt lượng

B. Thực hiện công và truyền nhiệt.

C. Nhận công và nhận nhiệt lượng.

D. Nhận công và truyền nhiệt.

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Lấy ví dụ thực tế về sự thay đổi nội năng của hệ bằng cách thực hiện công và ví dụ về sự thay đổi nội năng của hệ bằng truyền nhiệt

Câu 2: Một lượng khí nhận nhiệt lượng 250 kJ do được đun nóng; đồng thời nhận công 500 kJ do bị nén.

a. Xác định độ tăng nội năng của lượng khí.

b. Xác định độ biến thiên nội năng của lượng khí trên nếu đồng thời với việc cung cấp nhiệt lượng 250 kJ, lượng khí này giãn ra và thực hiện công 100 kJ lên môi trường xung quanh nó.

Câu 3: Hãy tìm hiểu và giải tích vì sao miếng sắt trên đe bị nóng lên khi bị đập bằng búa nhiều lần?