Giáo án giảng dạy môn Vật lý 11 - Bài 33: Các nguyên lý nhiệt động lực học

Sở Giáo Dục Đào Tạo tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu
Trường THPT Trần Văn Quan
GVHD: Cô Nguyễn Thị Bích Hoàng
Sinh viên thực tập: Phạm Thị Phượng 	Khoa: Vật lý
Tiết:
Bài 33: CÁC NGUYÊN LÝ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Phần 1: NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Mục tiêu:
Kiến thức:
Phát biểu và viết được biểu thức của nguyên lí I nhiệt động lực học (NĐLH).
Nêu được tên, đơn vị và quy ước về dấu của các đại lượng trong hệ thức
Kỹ năng:
Vận dụng nguyên lí I NĐLH vào quá trình đẳng tích để viết và nêu ý nghĩa vật lí của hệ thức của nguyên lí này cho từng quá trình.
Vận dụng nguyên lí I NĐLH để giải các bài tập.
Chuẩn bị:
GV nhắc HS ôn bài “ Sự bảo toàn và chuyển hóa năng lượng trong các hiện tượng cơ và nhiệt”.
 Tổ chức hoạt động dạy và học:
Kiểm tra bài cũ:
Phát biểu định nghĩa nội năng
Nhiệt lượng là gì? Viết công thức tính nhiệt lượng vật thu vào hay tỏa ra khi nhiệt độ của vật thay đổi. Nêu tên, đơn vị của các đại lượng trong công thức.
Nội năng của khí lý tưởng có phụ thuộc vào thể tích khí không? Tại sao?
Tình huống học tập: Đồng thời với việc tìm hiểu cơ chế của các hiện tượng nhiệt, người ta còn nghiên cứu các hiện tượng này ở cấp độ vĩ mô, dựa trên ba khái niệm cơ bản là: nội năng, công và nhiệt lượng và đã vận dụng thành công những kết quả nghiên cứu này trong đời sống, kỹ thuật một trong những thành tựu đó là việc tìm ra các nguyên lí NĐLH.
Nội dung bài mới:
Hoạt động 1: Tìm hiểu nguyên lí I NĐLH
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Yêu cầu HS phát biểu định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng?
Nguyên lý I là sự vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng vào các quá trình biến đổi trạng thái của những đối tượng cấu tạo bởi một số rất lớn các nguyên tử và phân tử. Những đối tượng ấy gọi là hệ nhiệt động (gọi tắt là hệ).
Ta đã biết nội năng của một vật bằng tổng động năng và thế năng tương tác của các phân tử cấu tạo nên vật. Yêu cầu HS nhắc lại các cách làm thay đổi nội năng của một vật?
Vậy muốn thay đổi nội năng của một vật cũng có 2 cách đó là: truyền nhiệt và thực hiện công
Yêu cầu HS nhắc lại quá trình truyền nhiệt và quá trình thực hiện công
Nếu một hệ đồng thời nhận nhiệt và công để tăng nội năng, hãy vận dụng định luật bảo toàn năng lượng để tìm ra mối quan hệ giữa công, nhiệt lượng và độ biến thiên nội năng?
GV khái quát thành nguyên lí I NĐLH và đưa ra biểu thức: ∆U = Q + A
Yêu cầu HS nhắc lại nguyên lí
GV có thể đưa ra ví dụ: Khi đóng đinh thì chiếc đinh có thể vừa nhận được công và nhiệt lượng để làm tăng nội năng của nó.
GV trình bày quy ước dấu của nhiệt lượng và công: Biểu thức trên của nguyên lí I chỉ đúng cho trường hợp hệ nhận công và nhiệt từ vật khác. Vậy trong các trường hợp khác như hệ truyền nhiệt, hệ thực hiện công thì biểu thức của nguyên lí I sẽ như thế nào?
GV phân tích ý kiến của HS từ đó trình bày quy ước về dấu thông qua hình 31.1SGK
Có thể cho HS vận dụng bằng cách yêu cầu HS viết biểu thức của nguyên lí I trong các trường hợp:
 Vật nhận công và truyền nhiệt
 Vật thực hiện công và nhận nhiệt
 Vật đồng thời thực hiện công và truyền nhiệt
Có thể cho HS làm thêm những ví dụ trong SGK, sữa bài tập ví dụ trên bảng.
Cho HS thảo luận và trả lời các câu C1 và C2 trong SGK
Năng lượng không tự sinh ra cũng không tự mất đi, nó chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác, từ vật này sang vật khác.
Chú ý nghe giảng
Truyền nhiệt và thực hiện công.
 Trong quá trình truyền nhiệt: không có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác, chỉ có sự truyền nội năng từ vật này sang vật khác
 Trong quá trình thực hiện công có sự chuyển hóa từ một dạng năng lượng khác thành nội năng
Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng: 
∆U = Q + A
Nhìn vào biểu thức phát biểu lại nguyên lí I NĐLH
Chú ý lời giảng
HS dự đoán cách viết nguyên lí I trong các trường hợp khác.
Thảo luận và viết biểu thức của nguyên lí I cho các trường hợp mà GV yêu cầu:
 A>0 và Q<0
 A0
 A<0 và Q<0
HS làm ví dụ trong SGK . Theo dõi bài sữa của GV
HS thảo luận và trả lời
Nội dung ghi bảng:
I/ Nguyên Lí I NĐLH
Phát biểu nguyên lí:
Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được.
∆U = Q+A
∆U: Độ biến thiên nội năng(J)
A: Công mà hệ nhận dược hay thực hiện(J)
Q: Nhiệt lượng mà hệ thu vào hay tỏa ra(J)
Quy ước:
Q>0: Vật nhận nhiệt lượng( thu nhiệt)
Q<0: Vật truyền nhiệt lượng( tỏa nhiệt)
A>0: Vật nhận công
A<0: Vật thực hiện công (sinh công)
Bài tập ví dụ: SGK
Hoạt động 2: Vận dụng nguyên lí I vào quá trình đẳng tích
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Đặt vấn đề: Nguyên lí I có rất nhiều ứng dụng trong đời sống cũng như trong kỹ thuật. Hôm nay chúng ta sẽ vận dụng nguyên lí I vào một quá trình đơn giản nhất là quá trình đẳng tích
Yêu cầu HS nhắc lại quá trình đẳng tích
GV đưa ra tình huống: Giả sử có một lượng khí không đổi đựng trong một xylanh có pittong ( vẽ hình minh họa lên bảng). Người ta đun nóng từ từ chất khí và giữ cho pittong không chuyển dời. Vậy khối khí trong xylanh có sinh công hay không?
Từ đó yêu cầu HS viết biểu thức nguyên lí I cho quá trình này
Rút ra kết luận: Trong quá trình đẳng tích nhiệt lượng mà chất khí nhận được chỉ làm tăng nội năng. Quá trình đẳng tích là quá trình truyền nhiệt
Cho một ví dụ củng cố
Nếu còn thời gian có thể cho HS viết biểu thức của nguyên lí I cho quá trình đẳng áp, đẳng nhiệt 
Chú ý nghe giảng
Là quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi
Vì thể tích khí không đổi nên khối khí không sinh công cũng không nhận công ( A = 0)
∆U = Q
Chú ý nghe giảng
Thảo luận và dưa ra biểu thức của nguyên lí I cho các quá trình này
Nội dung ghi bảng:
2. Vận dụng:
Hệ thức của nguyên lí I NDLH trong quá trình đẳng tích:
∆U = Q
Trong quá trình đẳng tích, nhiệt lượng mà chất khí nhận được chỉ dùng làm tăng nội năng. Quá trình đẳng tích là quá trình truyền nhiệt
Hoạt động 3: Tổng kết bài
Dựa vào nội dung ghi trên bảng để tổng kết bài học
Bài tập về nhà 3,4,5,6,7,8/ SGK
Phê duyệt của GVHD 	Ngày 20 tháng 02 năm 2009
	Sinh viên kí tên
Cô Nguyễn Thị Bích Hoàng 	Phạm Thị Phượng