Bài giảng môn Vật lí Lớp 10 - Bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học

Nội dung text: Bài giảng môn Vật lí Lớp 10 - Bài 33: Các nguyên lí của nhiệt động lực học

1. CƠ HỌC CÁC NGUYÊN LÝ NHIỆT CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC HỌC QUANG HỌC 4/19/2021 ĐIỆN HỌC
2. II.NGUYÊN LÝ II NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 1.Qúa trình thuận nghịch và không thuận nghich a) Quá trình thuận nghịch Là quá trình trong đó vật ( hệ) có thể quay về trạng thái ban đầu mà không cần đến sự can thiệp của các vật khác b) Quá trình không thuận nghịch Là quá trình trong đó vật ( hệ) không có thể tự quay về trạng thái ban đầu mà không cần đến sự can thiệp của các vật khác A B
3. II. Nguyên lý II nhiệt động lực học: 1. Cách phát biểu của Clau-di-ut(1822-1888) ➢ Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn. 2. Cách phát biểu của Các-nô(1796-1832) ➢ Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học. ➢ Động cơ nhiệt là thiết bị biến đổi nhiệt lượng sang công
4. 3. Vận dụng: Nguồn nóng để cung cấp nhiệt lượng. a, Cấu tạo ĐCN: ĐBộộ phậnng c phátơ nhi độngệ tgồmcó vậtcấ trungu gian nhận tạonhiệtvà sinhnguyên công gọitắ làc tác nhân. b, Nguyên lí hoạt động: hoạNguồnt động lạnhnh đểư thuth nhiệtế lượng nàodo tác? nhân tỏa ra. Q1 Tác nhân nhận nhiệt lượng Q1 A từ nguồn nóng để biến một Tác nhân phần thành công A và tỏa nhiệt lượng Q2 = Q1 - A cho nguồn Q2 lạnh (theo Các-nô) Q2 = Q1 - A
5. NGUYÊN LÝ II NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 3.Vận dụng Động cơ nhiệt gồm 3 bộ phận cơ bản là: Nguồn nóng 1. Nguồn nóng để cung cấp Q1 nhiệt lượng. Bộ phận A = Q1 - Q2 2. Bộ phận phát động gồm phát động vật trung gian nhận nhiệt sinh công gọi là tác nhân Q2 và các thiết bị phát động; Nguồn lạnh 3. Nguồn lạnh để thu nhiệt lượng do tác nhân toả ra.
6. 3. Vận dụng: a, Cấu tạo ĐCN: b, Nguyên lí hoạt động: c, Hiệu suất ĐCN: QQ− A H ==12 QQ Trong đó: 11 Q1 (J ): Nhiệt lượng lấy từ nguồn nóng Q2 (J ): Nhiệt lượng nhường cho nguồn lạnh A (J ): Công có ích của động cơ Chú ý: Hiệu suất luôn nhỏ hơn 1
7. Nguồn nóng cung cấp nhiệt lượng Q1 cho bộ phận phát động để bộ phận này chuyển hóa thành công A. Theo nguyên lý II thì bộ phận phát động không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học. Do đó cần có nguồn lạnh để nhận phần nhiệt lượng Q2 còn lại. Cũng chính vì thế mà hiệu suất của động cơ nhiệt : A H = 1 Q1
8. Bµi 1: Cung cấp cho khí trong xilanh nhiệt lượng 3200J. Nội năng của khí tăng 800J, và khí giãn nở đẩy pittông đoạn 3,2 cm. Tính lực đẩy. Vật nhận nhiệt lượng Q>0 → A = ∆U - Q = 800 - 3200 = -2400J và thực hiện công A 0 A = -F.∆l = -18000.0,04 = -720J và thực hiện công A<0 ∆U = Q + A = 2400 - 720 = 1680J
9. Bµi 3: Cung cấp cho khí trong xilanh nhiệt lượng 1800J. Nội năng của khí tăng 1400J, và khí giãn nở đẩy pittông với lực 15000N. Tính đoạn dịch chuyển của pittông. Vật nhận nhiệt lượng Q>0 A = Q - ∆U = 1400 – 1800 = -400J và thực hiện công A 0 A = -F.∆l = -12000.0,036 = -432J và thực hiện công A<0 Q = ∆U - A = 400 + 432 = 832J
10. Bµi 5: Cung cấp nhiệt lượng 840J cho khí trong xilanh. Khí giãn nở thêm 110 cm3, với áp suất không đổi 2,4.106N/m2. Tính biến thiên nội năng. Vật nhận nhiệt lượng Q>0 A = -p.∆V = -2,4.106.110.10-6 = -264J và thực hiện công A 0 A = Q - ∆U = 1800 - 2100 = -300J và thực hiện công A<0 ∆V = -A/p = 300/2,4.106 = 125.10-6m3
11. Bµi 7: Cung cấp nhiệt lượng 2400J cho khí trong xilanh. Nội năng của khí tăng 1800J, khí giãn nở thêm 350 cm3 với áp suất không đổi. Tính áp suất. Vật nhận nhiệt lượng Q>0 A = Q - ∆U = 1800 - 2400 = -600J và thực hiện công A 0 A = -p.∆V = -2,5.106 .750.10-6= -1875J và thực hiện công A<0 Q = ∆U - A = 1200 + 1875 = 3075J