Title CHỦ ĐỀ 3. NỘI NĂNG. ĐL I NĐLH-GV.docx ✅

CHỦ ĐỀ 3. NỘI NĂNG. ĐỊNH LUẬT I CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC I. NỘI NĂNG - Do các phân tử chuyển động nhiệt không ngừng nên chúng có động năng và được gọi là động năng phân tử. + Nhiệt độ thay đổi  Vận tốc chuyển động hỗn độn của các phân tử thay đổi  Động năng của các phân tử thay đổi. + Động năng phân tử phụ thuộc vào tốc độ chuyển động phân tử ( nhiệt độ). - Giữa các phân tử có lực tương tác nên chúng có thế năng và được gọi là thế năng tương tác phân tử. + Thể tích thay đổi  Khoảng cách giữa các phân tử thay đổi  Thế năng tương tác thay đổi. + Thế năng tương tác phụ thuộc vào khoảng cách giữa các phân tử ( thể tích). - Trong nhiệt động lực học, người ta gọi tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật là nội năng của vật.Ký hiệu là U (J). + Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật U = fT, V + Khi năng lượng của các phân tử cấu tạo nên vật tăng thì nội năng của vật tăng lên và ngược lại. - Nội năng là một dạng năng lượng, mọi vật quanh ta luôn có nội năng. - Nội năng không phải là nhiệt lượng. II. ĐỊNH LUẬT I CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 1. Cách làm thay đổi nội năng a/. Thực hiện công Ví dụ 1: Dùng tay ấn mạnh và nhanh pit-tông của một xi lanh chứa khí. - Nén pit-tông xuống để giảm thể tích  giảm khoảng cách giữa các phân tử  nội năng tăng  thực hiện công, dẫn đến nội năng thay đổi. Ví dụ 2: Dùng tay chà sát một miếng kim loại lên sàn nhà, miếng kim loại nóng dần lên, nội năng của miếng kim loại tăng - Khi chà sát sát  nhiệt độ của các phân tử tăng dần lên  nội năng tăng  thực hiện công, dẫn đến nội năng thay đổi.  Hai quá cách trên là hai cách làm thay đổi nội năng của vật bằng cách thực hiện công, vật nhận công thì nội năng của vật tăng lên, vật thực hiện công cho vật khác thì nội năng của vật giảm.  Trong quá trình thực hiện công có sự chuyển hóa từ một dạng năng lượng khác (ví dụ trên là cơ năng) sang nội năng. b/. Truyền nhiệt Ví dụ 1: Làm nóng khối khí bên trong ống nghiệm bằng cách hơ ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn  nội năng tăng  truyền nhiệt, dẫn đến nội năng thay đổi. Ví dụ 2: Làm nóng miếng kim loại bằng cách thả vào trong nước nóng hoặc đun trên ngọn lửa đèn cồn  nội năng tăng  truyền nhiệt, dẫn đến nội năng thay đổi.  Quá trình làm thay đổi nội năng không có sự thực hiện công gọi là quá trình truyền nhiệt.  Trong quá trình truyền nhiệt KHÔNG CÓ sự chuyển hoá năng lượng từ dạng này sang dạng khác, chỉ có sự TRUYỀN NỘI NĂNG từ vật này sang vật khác.
2. Định luật I của nhiệt động lực học Xét một vật có trao đổi công và nhiệt lượng với các vật ngoài Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được UAQ Quy ước về dấu của A và Q: Q > 0: Vật nhận nhiệt lượng từ vật khác. Q < 0: Vật truyền nhiệt lượng cho vật khác. A > 0: Vật nhận công từ vật khác. A < 0: Vật thực hiện công lên vật khác. U > 0: nội năng tăng U < 0: nội năng giảm Với 21ApVp(VV) p áp suất (N/m 2 ); V độ biến thiến thể tích (m 3 ) III. ĐỘNG CƠ NHIỆT. HIỆU SUẤT ĐỘNG CƠ NHIỆT 1. Động cơ nhiệt - Mỗi động cơ nhiệt có 3 bộ phận chính là - Nguồn nóng có nhiệt độ T 1 cung cấp nhiệt lượng cho động cơ. - Bộ phận phát động trong đó tác nhân nhận nhiệt từ nguồn nóng, giãn nở và 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 T 2 < T 1 nhận nhiệt lượng do động cơ toả ra.  Nguyên tắc hoạt động: tác nhân nhận nhiệt lượng Q 1 từ nguồn nóng, thực hiện công A đồng thời truyền cho nguồn lạnh một nhiệt lượng Q 2 Q 1 = Q 2 + A Q 1 là nhiệt lượng tác nhân nhận được từ nguồn nóng. Q 2 là nhiệt lượng tác nhân truyền cho nguồn lạnh. A là công cơ học do tác nhân thực hiện để đẩy pit-tông và công do pit-tông thực hiện để đưa tác nhân về trạng thái ban đầu. 2. Hiệu suất của động cơ nhiệt 12 11 QQA H QQ   BÀI TẬP VẬN DỤNG PHẦN I. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM NHIỀU PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN ( 18 câu) Câu 1. Quy ước về dấu nào sau đây phù hợp với công thức AU = A + Q của nguyên lí I nhiệt động lực học? A. Vật nhận công A < 0, vật nhận nhiệt Q < 0. B. Vật nhận công A > 0, vật nhận nhiệt Q > 0. C. Vật thực hiện công A < 0, vật truyền nhiệt Q > 0. D. Vật thực hiện công A > 0, vật truyền nhiệt Q < 0. Câu 2. Nội năng của hệ sẽ như thế nào nếu hệ nhận nhiệt và nhận công? A. Không đổi. B. vừa giảm, vừa tăng. C. Giảm. D. Tăng. Câu 3. Trong quá trình chất khí nhận nhiệt và sinh công thì công thức ΔU = A + Q phải thỏa mãn A. Q < 0 và A > 0. B. Q > 0 và A > 0. C. Q < 0 và A < 0. D. Q > 0 và A < 0. Câu 4. Trường hợp nào dưới đây làm biến đổi nội năng không do thực hiện công? A. Nung nước bằng bếp. B. Một viên bi bằng thép rơi xuống đất mềm. C. Cọ xát hai vật vào nhau. D. Nén khí trong xi lanh. Câu 5. Nội năng của một vật phụ thuộc vào A. nhiệt độ, áp suất và khối lượng. B. nhiệt độ và áp suất.
C. nhiệt độ và thể tích. D. nhiệt độ, áp suất và thể tích. Câu 6. Phát biểu nào sau đây không đúng về nội năng? A. Thể tích vật thay đổi thì nội năng thay đổi. B. Nhiệt độ vật thay đổi thì nội năng thay đổi. C. Không thể làm thay đổi nội năng của vật. D. Nội năng của vật có thể tăng lên hoặc giảm xuống. Câu 7. Người ta thực hiện một công 100 J để nén khí trong xylanh. Biết rằng nội năng của khí tăng thêm 10 J. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng là 110 J. B. Khí nhận nhiệt là 90 J. C. Khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 110 J. D. Khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 90 J. Câu 8. Chất khí trong xy lanh nhận nhiệt hay tỏa nhiệt một lượng là bao nhiêu nếu như thực hiện công 170 J lên khối khí và nội năng khối khí tăng thêm 170 J? A. Khối khí nhận nhiệt 340 J. B. Khối khí nhận nhiệt 170 J. C. Khối khí tỏa nhiệt 340 J. D. Khối khí không trao đổi nhiệt với môi trường. Câu 9. Nội năng của một vật là A. tổng động năng và thế năng của vật. B. tổng động năng và thế năng tương tác của các phân tử cấu tạo nên vật. C. tổng nhiệt lượng và cơ năng mà vật nhận được trong quá truyền nhiệt và thực hiện công. D. nhiệt lượng mà vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt. Câu 10. Phát biểu nào sau đây về nội năng là không đúng? A. Nội năng là một dạng năng lượng. B. Nội năng có thể chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác. C. Nội năng là nhiệt lượng. D. Nội năng của một vật có thể tăng lên, giảm đi. Câu 11. Phát biểu nào sau đây là sai? A. Đơn vị của nhiệt lượng cũng là đơn vị của nội năng. B. Một vật lúc nào cũng có nội năng, do đó lúc nào cũng có nhiệt lượng. C. Nhiệt lượng là số đo độ biến thiên nội năng của vật trong quá trình truyền nhiệt. D. Nhiệt lượng không phải là nội năng. Câu 12. Khi nói về nội năng, điều nào sau đây là sai? A. Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật. B. Có thể đo nội năng bằng nhiệt kế. C. Đơn vị của nội năng là Jun (J). D. Nội năng của một vật là tổng động năng và thế năng tương tác của các phần tử cấu tạo nên vật. Câu 13. Trường hợp nào dưới đây làm biến đổi nội năng không do thực hiện công? A. Khuấy nước. B. Đóng đinh. C. Nung sắt trong lò. D. Mài dao, kéo. Câu 14. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Độ biến thiên nội năng của một vật là độ biến thiên nhiệt độ của vật đó. B. Nội năng gọi là nhiệt lượng. C. Nội năng là phần năng lượng vật nhận được hay mất bớt đi trong quá trình truyền nhiệt. D. Có thể làm thay đổi nội năng của vật bằng cách thực hiện công. Câu 15. Phát biểu nào sau đây về nội năng là không đúng? A. Nội năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác. B. Nội năng là nhiệt lượng vật nhận được trong quá trình truyền nhiệt. C. Nội năng của một vật có thể tăng lên, giảm đi. D. Nội năng của khí lí tưởng không phụ thuộc vào thể tích, mà phụ thuộc vào nhiệt độ. Câu 16. Cách nào sau đây không phải là cách truyền nhiệt? A. Dẫn nhiệt. B. Bức xạ. C. Ma sát. D. Đối lưu. Câu 17. Khi truyền nhiệt cho một khối khí thì khối khí có thể A. tăng nội năng và thực hiện công. B. giảm nội năng và nhận công. C. giảm nội năng. D. nhận công. Câu 18. Một lượng khí bị nén đã nhận được công là 150 kJ. Khí nóng lên và đã toả nhiệt lượng là 95 kJ ra
môi trường. Độ biến thiên nội năng của lượng khí là A. 55 kJ. B. – 55 kJ. C. 245 kJ. D. – 245 kJ. PHẦN II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM ĐÚNG SAI ( 4 câu) Câu 1. Người ta thực hiện công 100 J để nén khí trong một xilanh. Khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 20 J. Đúng Sai A. Người ta thực hiện công lên khối khí nên khối khí nhận công. x B. Do khối khí nhận công nên A0 và có giá trị là 100 J. x C. Khối khí truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài nên Q0 và có giá trị là 20 J. x D. Độ biến thiên nội năng của khí có giá trị là 80J. x Câu 2. Khi nói về nhiệt lượng, phát biểu nào sau đây đúng, sai? Đúng Sai A. Nhiệt lượng là số đo độ tăng nội năng của vật trong quá trình truyền nhiệt x B. Đơn vị của nhiệt lượng cũng là đơn vị của nội năng x C. Nhiệt lượng không phải là nội năng x D. Một vật nào cũng có nội năng, do đó lúc nào cũng có nhiệt lượng x Câu 3. Cung cấp nhiệt lượng 1,5 J cho một khối khí trong một xilanh đặt nằm ngang. Chất khí nở ra đẩy pít-tông đi một đoạn 6 cm. Biết lực ma sát giữa pít-tông và xilanh có độ lớn là 20 N, diện tích tiết diện của pít-tông là 1,0 2cm . Coi pít-tông chuyển động thẳng đều. Trong các phát biểu sau, phát biểu nào là đúng, phát biêu nào là sai? Đúng Sai A. Công của khối khí thực hiện là 1,2 J. x B. Độ biến thiên nội năng của khối khí là 0,50 J. x C. Trong quá trình dãn nở, áp suất của chất khí là 2.10 5 N/m 2 . x D. Thể tích khí trong xilanh tăng 6,0 lít. x Câu 4. Một khối khí đựng trong xilanh như Hình 1.6. Dùng tay ấn pít-tông xuống dưới. Kết luận nào sau đây đúng, sai? Đúng Sai A. Nhiệt độ khối khí không thay đổi. x B. Nội năng của khối khí không đổi. x C. Thể tích khối khí giảm. x D. Áp suất khối khí không đổi. x PHẦN III. TRẮC NGHIỆM TRẢ LỜI NGẮN ( 6 câu) Câu 1. Một khối khí được truyền một nhiệt lượng 2000 J thì khối khí dãn nở và thực hiện được một công 1500 J. Độ biến thiên nội năng của khối khí là bao nhiêu J? Giải Do khối khí nhận nhiệt nên Q>0 và khối khí dãn nở thực hiện công nên A<0. Ta có U=Q+A=20001500=500J. Câu 2. Người ta cung cấp một nhiệt lượng 1,5J cho chất khí đựng trong một xilanh đặt nằm ngang. Khí nở ra đẩy pittông chuyển động đều đi một đoạn 5cm. Biết lực ma sát giữa pittông và xilanh có độ lớn 20N. Độ biến thiên nội năng của khí là bao nhiêu J? Giải Độ lớn của công chất khí thực hiện để pittông chuyển động đều msAF.s Vì chất khí nhận nhiệt lượng và thực hiện công nên msUQF.s1,520.0,050,5 J.