Video giảng vật lí 12 chân trời bài 3: Nội năng. Định luật 1 của nhiệt động lực học

Tóm lược nội dung

BÀI 3: NỘI NĂNG. ĐỊNH LUẬT 1 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

Xin chào các em, cô rất vui được cùng các em tìm hiểu bài học ngày hôm nay!

Thông qua video này, các em sẽ nắm được các kiến thức và kỹ năng như sau: 

- Thực hiện thí nghiệm, nêu được: mối liên hệ nội năng của vật với năng lượng của các phân tử tạo nên vật, định luật 1 của nhiệt động lực học.

- Vận dụng được định luật 1 của nhiệt động lực học trong một số trường hợp đơn giản.

- Nêu được định nghĩa nhiệt dung riêng.

A. KHỞI ĐỘNG

Các em hãy cùng quan sát hình ảnh sau và giúp cô trả lời câu hỏi:

Ô tô khi đóng kín cửa để ngoài trời nắng nóng, nhiệt độ không khí trong xe tăng rất cao so với nhiệt độ bên ngoài, làm giảm tuổi thọ của các thiết bị bên trong xe. Nguyên nhân nào gây ra sự tăng nhiệt độ này?

Để tìm hiểu rõ hơn về vấn đề này chúng ra vào bài học ngày hôm nay – Bài 3: Nội năng. Định luật 1 của nhiệt động lực học.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. NỘI NĂNG

Nội dung 1. Khái niệm về chuyển động

Nội năng của một vật là gì?

Video trình bày nội dung:

- Trong nhiệt động lực học, người ta gọi tổng động năng và thế năng tương tác của các phân tử cấu tạo nên vật là nội năng của vật.

- Nội năng được kí hiệu là U, đơn vị là jun (J)

Nội dung 2. Thí nghiệm về mối liên hệ giữa nội năng và năng lượng của các phân tử tạo nên vật

Mối liên hệ giữa nội năng và năng lượng của các phân tử tạo nên vật?

Video trình bày nội dung:

Khi năng lượng của các phân tử cấu tạo nên vật tăng thì nội năng của vật tăng và ngược lại. 

II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG 

Nội dung 1. 

Có những cách nào làm thay đổi nội năng của một vật (hoặc hệ vật) 

Video trình bày nội dung:

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

Thực hiện công: Quá trình thực hiện công làm cho nội năng của vật thay đổi, vật nhận công thì nội năng tăng, vật thực hiện công cho vật khác thì nội năng giảm.

Truyền nhiệt: Khi hai vật có nhiệt độ khác nhau tiếp xúc với nhau thì xảy ra quá trình truyền nhiệt. Quá trình này làm thay đổi nội năng của các vật.

Nội dung 2.

Công thức tính nhiệt lượng và nhiệt dung riêng?

Video trình bày nội dung:

- Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt gọi là nhiệt lượng. Nhiệt lượng vật trao đổi (toả ra hoặc nhận vào) được xác định bằng công thức: 

Q = mc(T₂ – T₁)

- Nhiệt dung riêng của một chất có giá trị bằng nhiệt lượng để làm tăng nhiệt độ của 1 kg của chất đó lên 1 K. Biểu thức:

III. ĐỊNH LUẬT 1 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 

Nội dung 1.

Nêu định luận 1 của nhiệt động lực học?

Video trình bày nội dung:

- Nếu vật đồng thời nhận nhiệt và nhận công từ bên ngoài thì đều làm tăng nội năng của vật. 

- Theo định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng thì độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được:

ΔU = A + Q

Trong đó: ΔU là độ biến thiên nội năng của vật; Q, A là các giá trị đại số.

- Ý nghĩa về dấu các đại lượng trong biểu thức: Q > 0: vật nhận nhiệt lượng; Q <0: vật truyền nhiệt lượng; A > 0: vật nhận công; A < 0: vật thực hiện công.

 IV. VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT 1 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 

Nội dung 1.

Hãy giải thích nguyên nhân gây ra sự tăng nhiệt độ trong ô tô ở Hình 3.1. Người ta thường sử dụng biện pháp đơn giản nào để hạn chế sự tăng nhiệt độ không khí trong ô tô trong trường hợp này?

Video trình bày nội dung:

Khi ô tô đỗ ngoài trời nắng nóng và cửa sổ ô tô đóng kín, không khí bên trong ô tô nhận nhiệt lượng từ ánh sáng mặt trời chiếu vào nên nội năng của nó tăng (vì thể tích của nó không đổi). Ngoài ra, do hiệu ứng nhà kính, không khí bên trong ô tô nhận nhiệt lượng từ bên ngoài nhiều hơn nhiệt lượng từ bên trong truyền ra. Vì vậy, nhiệt độ không khí bên trong ô tô tăng lên rất cao. 

- Các biện pháp đơn giản để hạn chế sự tăng nhiệt độ này là tạo khe hở nhỏ trong cửa kính ô tô để tạo sự đối lưu của không khí bên trong và bên ngoài ô tô, hoặc sử dụng tấm che nắng lắp trên cửa kính để làm phản xạ nhiệt, làm chậm sự tăng nhiệt độ bên trong ô tô.

...........

Nội dung video bài 3: Nội năng. Định luật I của nhiệt động lực học còn nhiều phần rất hấp dẫn và thú vị. Hãy cùng đăng kí để tham gia học bài và củng cố kiến thức thông qua hoạt động luyện tập và vận dụng trong video.