Lý thuyết tổng hợp chương Cơ sở của nhiệt động lực học

Chương Cơ sở của nhiệt động lực học

Lý thuyết tổng hợp chương Cơ sở của nhiệt động lực học là một phần trong chuyên đề Vật lý 10 được VnDoc biên soạn và đăng tải, hỗ trợ học sinh trong quá trình học môn Lý 10.

Lý thuyết tổng hợp chương Cơ sở của nhiệt động lực học

I. Nội năng và sự biến thiên nội năng

1. Nội năng: nội năng của vật là dạng năng lượng bao gồm động năng phân tử (do các phân tử chuyển động nhiệt) và thế năng phân tử (do các phân tử tương tác với nhau)

- Độ biến thiên nội năng:

• Nếu U₂ > U₁ ⇒ ΔU > 0: Nội năng tăng
• Nếu U₂ < U₁ ⇒ ΔU < 0: Nội năng tăng

2. Các cách làm biến đổi nội năng:

a. Thực hiện công:

• Ngoại lực (ma sát) thực hiện công để thực hiện quá trình chuyển hoá năng lượng từ nội năng sang dạng năng lượng khác: cơ năng thành nội năng
• Là quá trình làm thay đổi thể tích (khí) làm cho nội năng thay đổi.

b. Quá trình truyền nhiệt: Là quá trình làm biến đổi nội năng không thông qua thực hiện công.

c. Nhiệt lượng: Là phần nội năng biến đổi trong quá trình truyền nhiệt.

d. Công thức tính nhiệt lượng thu vào hay toả ra trong quá trình truyền nhiệt:

- Trong nhiệt động lực học, nội năng của một vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật. Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thẻ tích của vật.

- Có thể làm thay đổi nội năng bằng các quá trình thực hiện công và truyền nhiệt.

- Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình thực hiện công là công.

- Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng.

ΔU = Q

Nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hoặc lỏng thu vào hay tỏa ra khi nhiệt độ thay đổi được tính theo công thức:

Q = mcΔt

II. Các nguyên lí của nhiệt động lực học

1. Nguyên lí I nhiệt động lực học

Độ biến thiên nội năng của một vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được:

ΔU = A + Q

Quy ước dấu:

ΔU > 0: nội năng tăng

ΔU < 0: nội năng giảm

A > 0: hệ nhận công

A < 0: hệ thực hiện công

Q > 0: hệ nhận nhiệt

Q < 0: hệ truyền nhiệt

* Chú ý:

• Quá trình đẳng tích: ΔV = 0 ⇒ A = 0 nên ΔU = Q.
• Quá trình đẳng nhiệt: ΔT = 0 ⇒ Q = 0 nên ΔU = A.
• Quá trình đẳng tích: Công giãn nở: A = pΔV.

2. Nguyên lí II nhiệt động lực học

• Clau – di – út: Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn.
• Các – nô: Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học.

- Quá trình thuận nghịch là quá trình vật tự trở về trạng thái ban đầu mà không cần đến sự can thiệp của vật khác.

- Quá trình không thuận nghịch là quá trình vật không thể tự quay về trạng thái ban đầu, nếu muốn xảy ra theo chiều ngược lại thì phải cần đến sự can thiệp của vật khác.

- Nguyên lí:

• Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn
• Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học

* Hiệu suất của động cơ nhiệt:

Mời bạn làm thêm

• Bài tập Cơ sở của nhiệt động lực học dạng 1
• Bài tập Cơ sở của nhiệt động lực học dạng 2
• Bài tập Cơ sở của nhiệt động lực học dạng 3

Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Trắc nghiệm Vật lý 10, Giải bài tập Vật Lí 10, Giải bài tập Hóa 10 nâng cao, .... được biên soạn và đăng tải chi tiết.