Chương I-ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
TiÕt 1. CHUYỂN ĐỘNG CƠ
A. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Hiểu được các khái niệm co bản: tính tương đối của chuyển động, chất điểm, hệ quy chiếu, xác định vị trí của một chất điểm bằng tọa độ, xác định thời gian bằng đồng hồ, phân biệt khoảng thời gian và thời điểm.
- Hiểu rõ là muốn nghiên cứu chuyển động của chất điểm, cần thiết là chọn một hệ quy để xác định vị chí của chất điểm và thời điểm tương ứng.
- Nắm vững được cách xác định tọa độ và thời điểm tương ứng của một chất điểm trên hệ trục tọa độ.
2. Kỹ năng
- Chọn hệ quy chiếu mô tả chuyển động.
- Chọn mốc thời gian, xác định thời gian.
- Phân biệt chuyển động cơ với chuyển động khác.
Ngµy so¹n:..... Ngµy gi¶ng:.... Chương I-ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM TiÕt 1. CHUYỂN ĐỘNG CƠ MỤC TIÊU Kiến thức Hiểu được các khái niệm co bản: tính tương đối của chuyển động, chất điểm, hệ quy chiếu, xác định vị trí của một chất điểm bằng tọa độ, xác định thời gian bằng đồng hồ, phân biệt khoảng thời gian và thời điểm. Hiểu rõ là muốn nghiên cứu chuyển động của chất điểm, cần thiết là chọn một hệ quy để xác định vị chí của chất điểm và thời điểm tương ứng. Nắm vững được cách xác định tọa độ và thời điểm tương ứng của một chất điểm trên hệ trục tọa độ. Kỹ năng Chọn hệ quy chiếu mô tả chuyển động. Chọn mốc thời gian, xác định thời gian. Phân biệt chuyển động cơ với chuyển động khác. CHUẨN BỊ Giáo viên Hình vẽ chiếc đu quay trên giấy to. Chuẩn bị tình huống sau khi cho học sinh thảo luận: Bạn của em ở quê chưa từng đến thị xã, em sẽ phải dùng những vật mốc và hệ tọa độ nào để chỉ cho bạn đến được trường thăm em? Học sinh Xem lại những vấn đề đã được học ở lớp 8: Thế nào là chuyển động? Thế nào là độ dài đại số của một đoạn thẳng? Gợi ý ứng dụng CNTT GV có thể chuẩn bị những đoạn video về các loại chuyển động cơ học, soạn các câu hỏi trắc nghiệm, hình vẽ mô phỏng quỹ đạo của chất điểm... TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY-HỌC Hoạt động 1 (......phút): Nhận biết chuyển động cơ, vật mốc, chất điểm, quỹ đạo, thời gian trong chuyển động. Hướng dẫn của GV Nội dung -Yêu cầu: HS xem tranh SGK nêu câu hỏi (Kiến thức lớp 8) để học sinh trả lời. -Gợi ý: Cho HS một số chuyển động điển hình. Phân tích: Dấu hiệu của chuyển động tương đối. -Hướng dẫn: HS xem tranh SGK và nhận xét ví dụ của HS. -Hướng dẫn: HS trả lời câu hỏi C1 -Gợi ý: Trục tọa độ, điểm mốc, vị trí vật tại những thời điểm khác nhau. -Giới thiệu: Hình 1.5 -Giới thiệu cách đo thời gian, đơn vị. -Hướng dẫn cách biểu diễn, cách tính thời gian. 1. Chuyển động cơ là gì? *Chuyển động cơ là sự dời chỗ của vật theo thời gian. - Khi vật dời chỗ thì có sự thay đổi khoảng cách giữa vật và các vật khác được coi như đứng yên. Vật đứng yên được gọi là vật mốc. - Chuyển động cơ có tính tương đối. 2. Chất điểm. Quỹ đạo của chất điểm - Trong những trường hợp kích thước của vật nhỏ so với phạm vi chuyển động của nó, ta có thể coi vật như một chất điểm - một điểm hình học và có khối lượng của vật. - Khi chuyển động, chất điểm vach một đường trong không gian gọi là quỹ đạo. 3. Xác định vị trí của một chất điểm - Để xác định vị trí của một chất điểm, người ta chọn một vật mốc, gắn vào đó một hệ tọa độ, vị trí của chất điểm được xác định bằng tọa độ của nó trong hệ tọa độ này. 4. Xác định thời gian - Muốn xác định thời điểm xảy ra một hiện tượng nào đó, người ta chọn một gốc thời gian và tính khoảng thời gian từ gốc đến lúc đó. - Như vậy để xác định thời điểm, ta cần có một đồng hồ và chọn một gốc thời gian. Thời gian có thể được biểu diễn bằng một trục số, trên đó mốc 0 được chọn ứng với một sự kiện xảy ra. Hoạt động 2 (.....phút): Hiểu hệ quy chiếu và chuyển động tịnh tiến. Hướng dẫn của GV Nội dung Gợi ý: Vật mốc, trục tọa độ biểu diễn vị trí, trục biểu diễn thời gian. -Nêu định nghĩa của hệ quy chiếu. -Yêu cầu HS trả lời C3. -Giới thiệu tranh đu quay -Phân tích dấu hiệu của chuyển động tịnh tiến. -Yêu cầu: HS lấy ví dụ về CĐTT -Nhận xét các ví dụ. 5. Hệ Quy chiếu *Một vật mốc gắn với một hệ tọa độ và một gốc thời gian cùng với một đồng hồ hợp thành một hệ quy chiếu. Hệ quy chiếu = Hệ tọa độ gắn với vật mốc + Đồng hồ và gốc thời gian 6. Chuyển động tịnh tiến *Tổng quát, khi vật chuyển động tịnh tiến, mọi điểm của nó có quỹ đạo giống hệt nhau, có thể chồng khít nên nhau được. Hoạt động 3 (......phút): Vận dụng củng cố. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Nêu câu hỏi. Nhận xét câu trả lời của các nhóm. -Yêu cầu: HS trình bày đáp án. -Đánh giá nhận xét kết giờ dạy. -Thảo luận nhóm trả lời các câu hỏi trắc nghiệm nội dung từ câu 1-5 (SGK). -Làm việc cá nhân giải bài tập 1,2 (SGK). -Ghi nhận kiến thức: những khái niệm cơ bản; hệ quy chiếu; chuyển động tịnh tiến. -Trình bày cách mô tả chuyển động cơ. Hoạt động 4 (......phút): Hướng dẫn về nhà. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. -Yêu cầu:HS chuẩn bị bài sau. -Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. -Những chuẩn bị bài sau. Ngµy so¹n:..... Ngµy gi¶ng:.... TiÕt 2. VẬN TỐC TRONG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU (Tiêt 1) MỤC TIÊU Kiến thức Hiểu rõ được các khái niện vectơ độ dời, vectơ vận tốc trung bình, vectơ vận tốc tức thời. Hiểu được việc thay thế các vectơ trên bằng các giá trị đại số của chúng không làm mất đi đặc trưng của vectơ của chúng. phân biệt được độ dời với quãng đường đi, vận tốc với tốc độ. Kỹ năng Phân biệt, so sánh các khái niệm. Biểu diễn độ dời và các đại lượng vật lý vectơ. CHUẨN BỊ Giáo viên Câu hỏi liên quan đến vectơ, biểu diễn vectơ. Chuẩn bị câu hỏi trắc nghiệm. Học sinh Xem lại những vấn đề đã được học ở lớp 8: Thế nào là chuyển động thẳng đều? Thế nào là vận tốc trong chuyển động đêu? Các đặc trưng của đại lượng vectơ? Gợi ý ứng dụng CNTT Soạn câu hỏi 1-5 SGK thành câu trắc nghiệm. Soạn câu trắc nghiệm cho phần luyện tập củng cố. Chuẩn bị các đoạn video về chạy thi, bơi thi, đua xe... TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 (......phút): Kiểm tra bài cũ. Sự hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Đặt câu hỏi cho HS. Cho HS lấy ví dụ. Nêu câu hỏi C1 -Nhớ lại khái niệm chuyển động thẳng đều, tốc độ của một vật ở lớp 8. -Trả lời câu hỏi C1 Hoạt động 2 (.....phút): Tìm hiểu khái niệm độ dời. Hướng dẫn của GV Nội dung -Yêu cầu: HS đọc SGK, trả lời câu C2. -Hướng dẫn HS vẽ hình, xác định tọa độ chất điểm. -Nêu câu hỏi C3 1. Độ dời a) Độ dời Xét một chất điểm chuyển động theo một quỹ đạo bất kì. Tại thời điểm t1 , chất điểm ở vị trí M1 . Tại thời điểm t2 , chất điểm ở vị trí M2 . Trong khoảng thời gian rt = t2 – t1, chất điểm đã dời vị trí từ điểm M1 đến điểm M2. Vectơ gọi là vectơ độ dời của chất điểm trong khoảng thời gian nói trên. b) Độ dời trong chuyển động thẳng -Trong chuyển động thẳng, véc tơ độ dời nằm trên đường thẳng quỹ đạo. Nếu chọn hệ trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng quỹ đạo thì vectơ độ dời có phương trùng với trục ấy. Giá trị đại số của vectơ độ dới bằng: rx = x2 – x1 trong đó x1 , x2 lần lược là tọa độ của các điểm M1 và M2 trên trục Ox. Trong chuyển động thẳng của một chất điểm, thay cho xét vectơ độ dời M1M2 , ta xét giá trị đại số rx của vectơ độ dời và gọi tắt là độ dời. M1 M2 M1 M2 2) Độ dời và quãng đường đi *Như thế, nếu chất điểm chuyển động theo một chiều và lấy chiều đó làm chiếu dương của trục tọa thì độ độ dời trùng với quãng đường đi được. Hoạt động 3 (....phút): Thiết lập công thức vận tốc trung bình, vận tốc tức thới. Hướng dẫn của GV Nội dung -Yêu cầu HS trả lời câu C4 -Khẳng định: HS vẽ hình, xác định tọa độ chất điểm. -Nêu câu hỏi C5 -Hướng dẫn vẽ và viết công thức tính vận tốc tức thời theo độ dời. -Nhấn mạnh vectơ vận tốc 1.Vận tốc trung bình Vectơ vận tốc trung bình vtb của chất điểm trong khoảng thời gian từ t1 đến t2 bằng thương số của vectơ độ dời M1M2 và khoảng thời gian rt = t1 – t2 : Vectơ vận tôc trung bình có phương và chiều trùng với vetơ độ dời. Trong chuyển động thẳng, vectơ vận tôc trung bình vtb có phương trùng với đường thẳng quỹ đạo. Chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng quỹ đạo thì giá trị đại số của vectơ vận tốc trung bình bằng: trong đó x1 , x2 là tọa độ của chất điểm tại các thời điểm t1 và t2 . Vì đã biết phương trình của vectơ vận tốc trung bình vtb, ta chỉ cần xét giá trị đại số của nó và gọi tắt là giá trị trung bình. Vận tốc trung bình = Độ dời / Thời gian thực hiện độ dời. Đơn vị của vận tốc trung bình là m/s hay km/h. Ở lớp8, ta biết tốc độ trung bình của chuyển động được tính như sau: tốc độ trung bình = Quãng đường đi được / Khoảng thời gian đi . 3. Vận tôc tức thời Vectơ vận tốc tức thời tại thời điểm t, kí hiệu là vectơ v, là thương số của vectơ độ dời MM ‘ và khoảng thời gian rt rất nhỏ (từ t đến t +rt) thực hiện độ dời đó (khi rt rất nhỏ). Vận tốc tức thời v tại thời điểm t đặc trưng cho chiều và độ nhanh chậm của chuyển động tại thời điểm đó. Mặt khác khi rt rất nhỏ thì độ lớn của độ dời bằng quãng đường đi được , ta có (khi rt rất nhỏ) tức độ lớn của vận tốc tức thời luôn luôn bằng tốc độ tức thời. Hoạt động 4 (....phút): Vận dụng, củng cố. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Yêu cầu: nêu câu hỏi. Nhận xét câu trả lời của các nhóm. -Yêu cầu: HS trình bầy đáp án. -Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy. -Thảo luận nhóm trả lời các câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung 1,2 (SGK). -Làm việc cá nhân giải bài tập 4 (SGK). -Ghi nhận kiến thức: độ dời, vận tốc trung bình, vận tốc tức thời. -So sánh quãng đường với độ dời; tốc độ với vận tốc. -Trình bày cách vẽ, biểu diễn vận tốc. Hoạt động 5 (......phút): Huớng dẫn về nhà. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. -Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. -Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. -Những chuẩn bị cho bài sau. Ngµy so¹n:..... Ngµy gi¶ng:.... TiÕt 3. VẬN TỐC TRONG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU (Tiết 2) MỤC TIÊU Kiến thức Biết cách thiết lập phương trình chuyển động thẳng đều. Hiểu được phương trình chuyển động mô tả đầy đủ các đặc tính của chuyển động. Biết cách vẽ đồ thị tọa độ theo thời gian, vận tốc theo thời gian và từ đồ thị có thể xác định được các đặc trưng động học của chuyển động. Kỹ năng Lập phương trình chuyển động. Vẽ đồ thị. Khai thác đồ thị. CHUẨN BỊ Giáo viên Một ống thủy tinh dài đựng nước với bọt không khí. Chuẩn bị thí nghiệm về chuyển động thẳng và chuyển động thẳng đều. Học sinh Các đặc trưng của đại lượng vectơ? Giấy kẻ ô li để vẽ đồ thị. Gợi ý ứng dụng CNTT Soạn câu hỏi trắc nghiệm cho phần kiểm tra bài cũ, luyện tập củng cố. Mô phỏng chuyển động bọt khí trong ống nước và các dạng đồ thị của chuyển động thẳng đều. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 (.....Phút): Kiểm tra bài cũ. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS Đặt câu hỏi cho HS. Cho HS lấy ví dụ. Nhớ lại khái niện của chuyển động thẳng đều, tốc độ của một vật ở lớp 8 Hoạt động 2 (.....phút): Tìm hiểu chuyển động thẳng đều. Hướng dẫn của GV Nội dung -Yêu cầu: HS đọc SGK, trả lời câu hỏi. -Cùng HS làm thí nghiệm SGK -Hướng dẫn: HS vẽ hình, xác định tọa độ chất điểm. -Nêu câu hỏi cho HS thảo luận. -Cùng HS làm các thí nghiệm kiểm chứng. -Khảng định kết quả. 1. Chuyển động thảng đều Định nghĩa: Chuyển động thẳng đều là chuyển động thẳng, trong đó chất điểm có vận tốc tức thời không đổi. Hoạt động 3 (.....phút): Thiết lập phương trình của chuyển động thẳng đều. Đồ thị vận tốc theo thời gian. Hướng dẫn của GV Nội dung -Yêu cầu: HS chọn hệ quy chiếu. -Nêu câu hỏi cho HS tìm được công thức và vẽ được các đồ thị. -Nêu câu hỏi C6 *Phương trình chuyển động thẳng đều Gọi x0 là tọa độ của chất điểm tại thời điểm ban đầu t0 = 0, x là tọa độ tại thời điểm t sau đó. Vận tốc của chất điểm bằng: hằng số Từ đó: tọa độ x là một hàm bậc nhất của thời gian t. Công thức (1) gọi là phương trình chuyển động của chât điểm chuyển động thẳng đều. 2. Đồ t ... của khí lý tưởng. CHUẨN BỊ Giáo viên Bảng tổng hợp các hệ thức tính công, nhiệt lượng và biến thiên nội năng trong một số quá trình của khí lý tưởng (SGV). Chú ý : Nhiệt dung riêng của chất có giá trị khác nhau tùy theo quá trình đẳng tích hay đẳng áp. Một số bài tập sau bài và trong SBT. Học sinh Ôn lại các công thức tính công và nhiệt lượng. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 (phút) : KIỂM TRA BÀI CŨ Nội năng là gì? Các cách làm biến đổi nội năng của hệ. Phát biểu nguyên lý I nhiệt động lực hoc. Giải một bài tập nhỏ. Hoạt động 2 (phút) : NỘI NĂNG CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của HS Nội dung chính của bài © Nêu khái niệm của khí lý tưởng? © Vậy nội năng của khí lý tưởng phụ thuộc vào yếu tố nào? V1 V2 V p1 p2 p N M A’ O - Yêu cầu HS đọc phần 1b) để tìm công của khí lý tưởng. - Yêu cầu HS đọc phần 1c) để tìm công và biểu thị công đó trên đồ thị (p,V) - Nêu khái niệm. - trả lời : chỉ còn phụ thuộc vào nhiệt độ. - Đọc SGK và tìm ra công thức. - tìm và phân tích. 1. Nội năng và công của khí lý tưởng a) Nội năng của khí lý tưởng Nội năng của khí lý tưởng chỉ bao gồm tổng động năng của chuyển động hỗn loạn của các phân tử khí, nên nội năng của khí lý tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của khí : U = f(T) b) Công thức tính công của khí lý tưởng Khi dãn nở đẳng áp, khí đã thực hiện một công: A’ = p.DV = p(V2 – V1) Một cách khác, có thể nói khí nhận được một công : – A = A’ c) Biểu thị công trên hệ tọa độ p-V Khi cho khí dãn nở từ thể tích V1 đến V2, áp suất giảm từ p1 đến p2 (từ M® N) thì công do khí sinh ra được biểu thị bằng diện tích hình thang cong MNV2V1M. A = SMNV2V1M Hoạt động 3 (phút) : ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ I NĐLH CHO CÁC QUÁ TRÌNH. Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của HS Nội dung chính của bài - yêu cầu HS đọc SGK phần 2 và rút ra các kết luận cho từng quá trình. Va Vb V p (2) (1) O A’ a b - Quá trình đẳng tích : V1 V p1 p2 p O (2) (1) DV = 0 Þ A = 0 Þ Q = DU V1 V p1 p O (2) (1) V2 A’ - Quá trình đẳng áp A = pDV (V2 > V1) Q = DU + A’ V1 V2 V p1 p2 p (2) (1) A’ O - Quá trình đẳng nhiệt T = const Þ DU = 0 Þ Q = –A = A’ - Chu trình DU = 0 Þ SQ = S(–A) = SA’ 2. Áp dụng nguyên lý I cho các quá trình của khí lý tưởng a) Quá trình đẳng tích (V = const) DV = 0 Þ A = 0 Þ Q = DU Vậy, trong quá trình đẳng tích, nhiệt lượng mà khí nhận được chỉ dùng để làm tăng nội năng của khí. b) Quá trình đẳng áp (p = const) A = –A’ = – p(V2 – V1) (V2 > V1) A’ : công mà khí sinh ra Q = DU + A’ Trong quá trình đẳng áp, một phần nhiệt lượng mà khí nhận được dùng để làm tăng nội năng của khí, phần còn lại chuyển thành công mà khí sinh ra. c) Quá trình đẳng nhiệt (T = const) T = const Þ DU = 0 Þ Q = –A = A’ Trong quá trình đẳng nhiệt, toàn bộ nhiệt lượng mà khí nhận được chuyển hết sang công mà khí sinh ra. d) Chu trình Chu trình là một quá trình mà trạng thái cuối của nó trùng với trạng thái đầu. DU = 0 Þ SQ = S(–A) = SA’ Tổng đại số nhiệt lượng mà hệ nhận được trong cả chu trình chuyển hết sang công mà hệ sinh ra trong chu trình đó. Chiều diễn biến chu trình cùng chiều kim đồng hồ thì khí thực hiện công và ngược lại. Hoạt động 4 (phút) : BÀI TẬP VẬN DỤNG Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của HS Nội dung chính của bài - Yêu cầu HS đọc đề bài SGK trang 297 và tóm tắt bài toán. - Hướng dẫn HS dựa vào các kiến thức đã học : phương trình trạng thái khí lý tưởng, áp dụng nguyên lý I NĐLH vào các quá trình. - Đọc bài và tóm tắt. * Tóm tắt n = 1,4 mol (1) : T1 = 300K p1 , V1 (2) : T2 = 350K p1 = p2 , V2 Q = 1000J (3) : T3 = T1 p3 , V3 = V2 (4) º (1) a) Vẽ đồ thị p-V b) Tính công khí thực hiện trong qt p = const c) Tính DU trong mỗi qt. d) Tính Q trong qt đẳng tích 3. Bài tập vận dụng a) (1)®(2) : quá trình đẳng áp, (2)®(3) : quá trình đẳng tích, V1 V2 V p1 p2 p (2) (1) O (3) 300K 300K 350K (3)®(1) : quá trình đẳng nhiệt. b) Công khí thực hiện trong quá trình đẳng áp Ta có A’ = p1.DV = p1(V2 – V1) Mặt khác từ phương trình trạng thái p1.V1 = nRT1 p2.V2 = nRT2 Suy ra A’ = nR(T1 – T2) = 1,4 ´ 8,31 ´ (350 – 300) = 581,7 (J) c) Tính độ biến thiên nội năng của mỗi quá trình. - Quá trình đẳng áp (1)®(2) DU = Q + A = Q – A’ DU = 1000 – 581,7 = 418,3 (J) - Quá trình đẳng tích (2)®(3) V2 = V3 Þ DV = 0 Þ A = 0 Nhiệt độ giảm nên nội năng giảm DU = – 418,3 (J) - Quá trình đẳng nhiệt (3)®(1) DU = 0 d) Áp dụng nguyên lý I NĐLH cho quá trình đẳng tích (2)®(3) DU = Q + A Ta có A = 0 và DU = – 418,3 J Vậy Q = – 418,3 J Như vậy khí nhả ra nhiệt lượng 418,3 J. CỦNG CỐ - Trả lời các câu hỏi 1, 2, 3 trang 254 SGK. - Giải bài tập 1,2,3,4. --------ÉJÊ-------- Bài 59 : NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ NHIỆT MỤC TIÊU Kiến thức Biết được nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt và máy lạnh; biết được nguồn nóng, nguồn lạnh, tác nhân cùng bộ phận phát động, sinh công ra hay nhận vào ở một số máy hay gặp trong thực tế. Có khái niệm về nguyên lý II nhiệt động lực học, nó liên quan đến chiều diễn biến các quá trình trong tự nhiên, bổ sung cho nguyên I nhiệt động lực học. HS cần phát biểu được nguyên lý II NĐLH. Kỹ năng Nhận biết và phân biệt được nguồn nóng, nguồn lạnh, tác nhân cùng bộ phận phát động, sinh công hay nhận công ở một số máy lạnh thường gặp trong thực tế. CHUẨN BỊ Giáo viên Một số hình vẽ trong SGK. Một số máy nhiệt trong thực tế. Học sinh Ôn lại kiến thức về động cơ nhiệt ở lớp 8. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 (phút) : KIỂM TRA BÀI CŨ Áp dụng nguyên lý I nhiệt động lực học cho các quá trình. Hoạt động 2 (phút) : ĐỘNG CƠ NHIỆT Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của HS Nội dung chính của bài Ó Thế nào là động cơ nhiệt? - Hướng dẫn HS đọc SGK tìm hiểu cấu tạo của động cơ nhiệt qua ví dụ. Nguồn nóng T1 Nguồn lạnh T2 Q1 Q2 A Tác nhân và cơ cấu của động cơ nhiệt - Yêu cầu HS tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt - Đọc SGK và đưa ra định nghĩa. - Đọc SGK và tìm hiểu cấu tạo của động cơ nhiệt và so sánh lại với ví dụ. Nguồn nóng : nguồn đốt nóng khí. Nguồn lạnh : nguồn nước phun vào đáy xi lanh. Tác nhân : khí + xi lanh + pittông. - Qua việc tìm hiểu cấu tạo của động cơ nhiệt để rút ra nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt. - Nêu công thức tính hiệu suất của động cơ nhiệt. 1. Động cơ nhiệt a) Định nghĩa – Cấu tạo động cơ nhiệt Động cơ nhiệt là thiết bị biến đổi nhiệt lượng sang công. Mỗi động cơ nhiệt đều có 3 bộ phận cơ bản Nguồn nóng : cung cấp nhiệt lượng (Q1). Tác nhân và các thiết bị phát động nhận nhiệt, sinh công và tỏa nhiệt. Nguồn lạnh : thu nhiệt do tác nhân tỏa ra (Q2). b) Nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt Tác nhân nhận nhiệt lượng Q1 từ nguồn nóng biến một phần thành công A và tỏa phần nhiệt lượng còn lại Q2 cho nguồn lạnh. c) Hiệu suất của động cơ nhiệt Hiệu suất của động cơ nhiệt được xác định bằng tỉ số giữa công A sinh ra với nhiệt lượng Q1 nhận từ nguồn nóng. Hoạt động 3 (phút) : MÁY LẠNH Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của HS Nội dung chính của bài Ó Thế nào là máy lạnh? Nguồn nóng T1 Nguồn lạnh T2 Q1 Q2 Tác nhân và cơ cấu của máy lạnh A - Hướng dẫn HS đọc SGK tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy lạnh. 3. Máy lạnh a) Định nghĩa – Nguyên tắc hoạt động Máy lạnh là thiết bị dùng để lấy nhiệt từ một vật và truyền sang vật khác nóng hơn nhờ công từ các vật ngoài. Vật cung cấp nhiệt là nguồn lạnh, vật nhận nhiệt là nguồn nóng, và vật trung gian được gọi là tác nhân, nó nhận công từ vật ngoài. b) Hiệu năng của máy lạnh - Là tỉ số giữa nhiệt lượng Q2 nhận từ nguồn lạnh với công tiêu thụ A - Hiệu năng của máy lạnh thường có giá trị lớn hơn 1. Hoạt động 4 (phút) : NGUYÊN LÝ II NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của HS Nội dung chính của bài Nguyên lý II bổ sung cho nguyên lý I. Nó đề cập đến chiều diễn biến của quá trình, điều mà nguyên lý I chưa đề cập đến. - Hướng dẫn HS tìm hiểu động cơ nhiệt loại II. 3. Nguyên lý II nhiệt động lực học “Nhiệt không tự nó truyền từ một cật sang vật nóng hơn”. hay “Không thể thực hiện được động cơ vĩnh cửu loại hai (nói cách khác, động cơ nhiệt không thể biến đổi toàn bộ nhiệt lượng nhận được thành ra công)” Hoạt động 5 (phút) : HIỆU SUẤT CỰC ĐẠI CỦA MÁY NHIỆT Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của HS Nội dung chính của bài 4. Hiệu suất cực đại của máy nhiệt a) Hiệu suất cực đại của động cơ nhiệt T1 : nhiệt độ nguồn nóng T2 : nhiệt độ nguồn lạnh Để nâng cao hiệu suất của động cơ nhiệt, người ta nâng cao nhiệt độ của nguồn nóng hay hạ thấp nhiệt độ nguồn lạnh hoặc thực hiện cả hai. b) Hiệu năng cực đại của máy lạnh CỦNG CỐ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 SGK Làm các bài tập. --------ÉJÊ-------- Tiết bài tập : CHƯƠNG VIII MỤC TIÊU Kiến thức Củng cố lại các kiến thức về Nhiệt động lực học. Vận dụng để giải quyết các hiện tượng nhiệt, bài toán nhiệt. Kỹ năng Vận dụng được nguyên lý I NĐLH, công thức tính hiệu suất động cơ nhiệt, hiệu năng của máy thu. Áp dụng thành thạo các phương trình trạng thái trong các quá trình. CHUẨN BỊ Giáo viên Chuẩn bị một số bài tập SGK và SBT Học sinh - Ôn lại toàn bộ kiến thức chương VIII và phương trình trạng thái của khí lý tưởng. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 (phút) : BÀI TẬP 1 (BÀI 2/291, SGK) Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của HS Nội dung chính của bài - Yêu cầu HS nêu công thức tính nhiệt lượng nhận vào hay tỏa ra. - Yêu cầu HS tóm tắt bài toán Q = mcDt * Tóm tắt m1 = 100g = 0,1kg m2 = 300g = 0,3kg t1 = 20oC m3 = 75g = 0,075kg t2 = 100oC c1 = 880 J/kg.K c2 = 380 J/kg.K c3 = 4,19.103 J/kg.K Tìm nhiệt độ cân bằng của cốc nước tcb. Gọi tcb là nhiệt độ khi hệ đạt trạng thái cân bằng nhiệt. - Nhiệt lượng chiếc thìa đồng đã tỏa ra Qtỏa = m3.c3.(t2 – tcb) - Nhiệt lượng cốc nhôm và nước đã thu vào Qthu = (m1.c1 + m2.c2).(tcb – t1) Khi có sự cân bằng nhiệt thì Qthu = Qtỏa (m1.c1 + m2.c2).(tcb – t1) = m3.c3.(t2 – tcb) Thay số vào và giải ra kết quả tcb = 22oC Hoạt động 2 (phút) : BÀI TẬP 2 (BÀI 4/299, SGK) Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của HS Nội dung chính của bài - Gọi HS lên bảng tự tóm tắt và giải bài toán. * Tóm tắt n = 2,5 mol T1 = 300K, p1 , V1 T2 , p2 = p1 , V2 = 1,5.V1 Q = 11,04kJ = 11040J Tìm công mà khí thực hiện và độ tăng nội năng. - Công mà khí đã thực hiện trong quá trình đẳng áp A’ = p.DV = p(V2 – V1) = p.0,5V1 Mặt khác p1.V1 = n.R.T1 Do đó công mà khí thực hiện là A’ = 0,5.n.R.T1 A’ = 0,5.2,5.8,31.300 = 3116,25 J Nói cách khác khí đã nhận công –A = A’ - Áp dụng nguyên lý I NĐLH DU = Q + A = Q – A’ DU = 11040 – 3116,25 = 7923,75 J Hoạt động 3 (phút) : BÀI TẬP 3 (BÀI 5/307, SGK) Hoạt động của GV Hoạt động dự kiến của HS Nội dung chính của bài - Gọi HS lên bảng tự tóm tắt và giải bài toán. * Tóm tắt H = ½ Hmax T1 = 227 + 273 = 500K T2 = 77 + 273 = 350K t = 1h = 3600s m = 700 kg q = 31.106 J/kg Tính công suất của máy hơi nước. Ta có Công mà máy hơi nước đã thực hiện trong 1h là Þ A = A = A = 3255´106 (J) Công suất của máy hơi nước P = CỦNG CỐ : Làm các bài tập SBT. --------ÉJÊ--------
Tài liệu đính kèm: