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

PHẦN I. HỆ THỐNG CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

KHỞI ĐỘNG

Khi nước được đun tới lúc bắt đầu sôi thì dù có tiếp tục đun, nhiệt độ của nước cũng không thay đổi. Vậy nhiệt năng mà nước nhận được lúc này làm tăng dạng năng lượng nào của nước

I. KHÁI NIỆM NỘI NĂNG

Câu hỏi: Tại sao nội năng của vật lại phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật?

Câu hỏi thí nghiệm: 

1. Khi đun ống nghiệm tới một lúc nào đó thì thấy nút bấc bật ra. Giải thích vì sao nút bấc bật ra.

2. Khi nút chưa bị bật ra:

a) Nội năng của không khí trong ống nghiệm tăng hay giảm? Vì sao?

b) Nội năng của không khí trong ống nghiệm tăng có phải do thế năng phân tử khí tăng không? Tại sao?

c) Tại sao hiện tượng nút ống nghiệm bị bật ra lại chứng tỏ động năng của các phân tử khí trong ống nghiệm tăng?

II. ĐỊNH LUẬT I CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

Câu hỏi 1: Mô tả sự thay đổi nội năng của lượng khí trong xi lanh ở Hình 2.3.

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

Câu hỏi 3: Các hệ thức sau đây mô tả các quá trình thay đổi nội năng nào?

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

Câu hỏi 1: Nội năng của vật biến đổi như thế nào trong cách trường hợp sau:

1. Vật rắn đang nóng chảy.

2. Nước đá đang tan.

3. Hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi.

Câu hỏi 2: Một vật khối lượng 1kg trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh xuống chân một mặt phẳng dài 21m, nghiêng 30℃so với mặt nằm 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.

Em có thể: 

- Dùng mô hình động học phân tử giải thích được một số hiện tượng liên quan đến sự chuyển thể của các chất.

- Dùng khái niệm nội năng và định luật I của nhiệt động lực học để giải thích một số hiện tượng đơn giản như sự chuyển hoá năng lượng trong các quá trình chuyển thể, nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt ( máy hơi nước, động cơ đốt trong).

PHẦN 2. 5 PHÚT TRẢ LỜI CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

KHỞI ĐỘNG

Đáp án CH: Không làm tăng dạng năng lượng nào 

I. KHÁI NIỆM NỘI NĂNG

Đáp án CH: Nội năng = Thế năng + Động năng

Thế năng phụ thuộc V 

Động năng phụ thuộc tº

Đáp án CHTN:

1. Vì quá trình làm hơi nước giãn nở nên làm bật nút chai.

2. a) Vì nhiệt độ trong ống nghiệm tăng lên ® nội năng tăng. 

b) Không phải vì nội năng của không khí trong ống nghiệm tăng do động năng tăng.

c) Vì nhiệt độ tăng ® động năng tăng. 

II. ĐỊNH LUẬT I CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

Đáp án CH1: 

- Hình a): Công được thực hiện bằng cách ấn vào đầu để nén phần khí trong xi lanh, quá trình làm tăng nhiệt độ và tăng nội năng của khí. 

- Hình b): ta đun xi lanh thì bên ngoài xi lanh nóng lên và nó truyền nhiệt vào bên trong, khí bên trong sẽ nhận nhiệt.

Đáp án CH2: 

Ví dụ truyền nhiệt: Đun một nồi nước, sau một thời gian nước nóng lên và sôi. 

Ví dụ thực hiện công: Dùng búa đập vào miếng sắt nhiều lần®  miếng sắt nóng lên. 

Đáp án CH3: 

1. Truyền nhiệt. 

2. Thực hiện công.

3. Khi có truyền nhiệt và thực hiện công. 

4. Khi có truyền nhiệt và thực hiện công. 

Đáp án HĐ: 

* Hình 2.6 b:

- Cấu tạo: Nồi súp de, xi lanh, pit tông, bình ngưng hơi.

- Hoạt động: Sử dụng lực tạo bởi áp suất hơi nước để đẩy pit-tông qua lại bên trong xi lanh, lực này biến đổi bằng một thanh nối và bánh đà thành lực quay để làm việc.

* Hình 2.6 c:

- Cấu tạo: xi lanh, pit-tông, bu-gi, thanh truyền 

- Hoạt động: Sử dụng lực tạo bởi sự giãn nở của khí ở t℃ và P cao 

Đáp án CH1: 

a) Nội năng tăng

b) Nội năng tăng

c) Nội năng giảm

Đáp án CH2: A = -94,5 J

Đáp án: Sự sôi của nước. Khi đun nước thì nhiệt từ bếp truyền qua nồi, nước trong nồi nhận được nhiệt, các bọt chứa không khí và hơi nước nổi lên trong nồi ngày càng nhiều, thể tích tăng và tới mặt thoáng thì vỡ, không khí và hơi nước thoát ra ngoài.