Title Chủ đề 2. NỘI NĂNG. ĐỊNH LUẬT I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC ( GV ).pdf ✅

2. Định luật I của nhiệt động lực học a. Cách làm thay đổi nội năng Nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật. Nếu ta làm thay đổi nhiệt độ hoặc thể tích của vật thì nội năng sẽ thay đổi. Có hai cách làm thay đổi nội năng: Thực hiện công và truyền năng lượng nhiệt (gọi tắt là truyền nhiệt) Thực hiện công Truyền nhiệt Miếng kim loại Dùng tay thực hiện công cọ xát một miếng kim loại lên sàn nhà thì miếng kim loại nóng lên, nội năng của nó đã thay đổi. Làm nóng miếng kim loại bằng cách cho nó tiếp xúc với nguồn nhiệt (thả vào nước nóng, hơ trên ngọn lửa...) khi đó nội năng của vật tăng. Khối khí Dùng tay ấn mạnh và nhanh piston của một cylinder chứa khí, thể tích trong cylinder giảm, đồng thời khối khí nóng lên. Nội năng của khí tăng lên. Làm nóng khối khí bên trong cylinder bằng cách hơ trên ngọn lửa đèn cồn. Lưu ý: + Trong quá trình thực hiện công, có sự chuyển hóa từ dạng năng lượng khác (cơ năng) thành nội năng. + Trong quá trình truyền nhiệt, không có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác mà chỉ có sự truyền nội năng từ vật này sang vật khác. b. Định luật I của nhiệt động lực học Phát biểu: Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được Trong đó ∆U: độ biến thiên nội năng (J); Q: Nhiệt lượng mà vật nhận được (J); A: Công mà vật nhận được (J). Lưu ý: Q và A là các giá trị đại số và được quy ước như sau + Vật nhận nhiệt lượng: Q > 0, vật tỏa nhiệt lượng: Q < 0; + Vật nhận công: A > 0, vật sinh công: A < 0. + Nội năng tăng: ∆U > 0, nội năng giảm: ∆U < 0. c. Động cơ nhiệt Động cơ nhiệt là động cơ hoạt động dựa trên nguyên tắc biến đổi nội năng của nhiên liệu thành cơ năng. Mỗi động cơ nhiệt đều có ba bộ phận chính: - Nguồn nóng có nhiệt độ T1 cung cấp nhiệt lượng cho động cơ; - Bộ phận phát động trong đó tác nhân nhận nhiệt từ nguồn nóng, giãn nở sinh công; - Nguồn lạnh có nhiệt độ T2 < T1 nhận nhiệt lượng do động cơ tỏa ra.

Độ biến thiên nội năng của khối khí: ∆U = Q + A = 1000 + ( ― 600) = 400 J > 0. Vậy nội năng của khí tăng thêm 400J. DẠNG III. TÍNH ĐỘ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG CỦA MỘT VẬT ĐANG CHUYỂN ĐỘNG Ví dụ 5 (Phát triển câu hỏi sách Vật lí 12 KNTT): Một vật có khối lượng 1kg trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh xuống chân một mặt phẳng dài 21 m, nghiêng 30° so với mặt nằm ngang. Tốc độ của vật ở chân mặt phẳng là 4,1 m/s. Lấy g = 9,8 m/s2 và bỏ qua sự trao đổi nhiệt với mặt phẳng nghiêng và môi trường. a) Công của lực ma sát trong trường hợp này bằng A. 100,9 J. B. 94,5 J. C. – 94,5 J. D. – 100,9 J. Hướng dẫn giải Chọn gốc thế năng tại chân dốc, ta xét cơ năng của vật tại đỉnh dốc (vị trí 1) và chân dốc (vị trí 2): W1 = Wt1 = mgh1 = mgl. sin 30° ; W2 = Wđ2 = 1 2 mv 2 2 ; Độ biến thiên cơ năng chính bằng công của lực không thế (lực ma sát): W2 ― W1 = AFms⟹AFms = 1 2 mv 2 2 ― mgl. sin 30° = 1 2 × 1 × 4,12 ― 1 × 9,8 × 21 × sin 30° = ―94,5 J. b) Nội năng của vật trong quá trình này A. tăng thêm 100,9 J. B. tăng thêm 94,5 J. C. giảm đi 94,5 J. D. giảm đi 100,9 J. Hướng dẫn giải Vật đang nhận công của lực ma sát (A > 0) và không nhận thêm nhiệt lượng (Q = 0). Vậy ∆U = A = 94,5 J.