Giáo án Vật lý Lớp 10 - Bài: Nội năng và sự biến thiên nội năng

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
GIÁO ÁN THỰC TẬP GIẢNG DẠY
BÀI DẠY: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG
I. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU
 1. Kiến thức trọng tâm
 - Phát biểu được định nghĩa nội năng trong nhiệt động lực học.
 - Chứng minh được nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích.
 - Phân biệt được hai cách làm biến đổi nội năng và nêu các ví dụ minh họa cụ thể về thực hiện công và truyền nhiệt.
 - Viết được công thức tính nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra, nêu được tên và đơn vị của các đại lượng có mặt trong công thức.
 2. Kỹ năng
 - Giải thích được một cách định tính một số hiện tượng đơn giản về thay đổi nội năng.
 - Vận dụng được công thức tính nhiệt lượng để giải các bài tập ra trong bài và các bài tập tương tự.
 3. Thái độ
 Tôn trọng và say mê khoa học.
II. PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐỒ DÙNG DẠY HỌC
 - Nêu vấn đề, thuyết trình, trực quan.
 - Phiếu học tập.
III. CHUẨN BỊ
 1. Chuẩn bị của giáo viên
 Một số câu hỏi, ví dụ liên quan đến bài học.
 2. Chuẩn bị của học sinh
 - Ôn lại những kiến thức sau:
Các kiến thức đã học ở lớp 8.
Bài 27: Cơ năng, bài 28: Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí.
 - Đọc và tìm hiểu trước bài 32: Nội năng và sự biến thiên nội năng.
IV. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
 1. Ổn định tình hình lớp (2ph)
 Ổn định và kiểm tra sĩ số lớp.
 2. Giảng bài mới (43ph)
 Giới thiệu bài (3ph)
 Chúng ta thường thấy rằng, khi vào mùa đông thì thường ngồi quanh bếp lửa để sưởi ấp, vào mùa hè thi thấy rất oi bức tất cả đều liên quan tới nhiệt. Vậy nhiệt có vai trò như thế nào, tại sao lại có hiện tượng như vậy? Chúng ta cùng đi tìm hiểu chương mới “chương VI: cơ sở của nhiệt động lực học”.
 Các em nghĩ phần lớn năng lượng mà chúng ta đang sử dụng thuộc dạng nào? Chắc các em sẽ nghĩ đó là điện năng, cơ năng hay năng lượng nguyên tử chứ không nghĩ tới nội năng. Nhưng các em có biết phần lớn năng lượng mà chúng ta sử dụng lại được khai thác từ nội năng. Vậy nội năng là gì? Để trả lời cho câu hỏi đó chúng ta cùng tìm hiểu qua bài học hôm nay. Bài 32: Nội năng và sư biến thiên nội năng.
 3 Tiến trình bài dạy (40ph)
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung bài học
Hoạt động 1: Tìm hiểu về nội năng (18ph)
- Yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm cơ năng.
- Yêu cầu học sinh trả lời các câu hỏi.
 + Động năng là gì?
 + Nêu biểu thức động năng.
 + Động năng phụ thuộc vào đại lượng nào?
 + Thế năng là gì?
 + Nêu biểu thức thế năng.
 + Thế năng phụ thuộc vào đại lượng nào?
- Thông báo: Các em đã biết vật chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt là phân tử. Vậy chúng có động năng và thế năng không? Vì sao?
 Gợi ý: 
 - Yêu cầu học sinh đọc lại nội dung của bài thuyết động học phân tử chất khí.
 - Yêu cầu học sinh trả lời các câu hỏi sau:
 + Khi các phân tử chuyển động hỗn loạn thì chúng có dạng năng lượng nào?
 + Khi giữa các phân tử có lực tương tác thi chúng có dạng năng lượng nào?
 + Vậy năng lượng bên trong vật chất gồm những dạng năng lượng nào?
- Kết luận.
- Thông báo kí hiệu và đơn vị của nội năng.
- Hướng dẫn học sinh hoàn thành câu C1.
 Gợi ý:
 - Khi nhiệt độ thay đổi?
Khi thể tích thay đổi?
- Kết luận và thông báo.
- Lời dẫn: Khi động năng và thế năng phân tử thay đổi vậy nội năng có thay đổi hay không?
- Thông báo nội dung độ biến thiên nội năng.
- Cơ năng bằng tổng động năng và thế năng trọng trường của vật.
- Động năng là dạng năng lượng của một vật có được do nó đang chuyển động.
- Wđ = 12mv2
- Vận tốc.
- Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường.
- Wt = mgz
- Vị trí của vật trong trọng trường.
- Động năng.
- Thế năng.
- Động năng phân tử và thế năng tương tác.
- t tăng à v tăng à Wđ thay đổi .
- V thay đổi à khoảng cách giữa các phân tử thay đổi à Wt thay đổi.
à U = f(T,V)
- Lắng nghe và ghi vào vở.
I. Nội năng
1. Nội năng là gì?
 - Trong nhiệt động lực học 
 Nội năng = động năng phân tử + thế năng phân tử.
 - Kí hiệu: U
 - Đơn vị: Jun (J)
 - Nội năng của vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật.
 U = f(T,V)
2. Độ biến thiên nội năng
 ∆U: phần nội năng tăng thêm lên hay giảm bớt đi trong một quá trình.
Hoạt động 2: Tìm hiểu về các cách làm thay đổi nội năng (14ph)
- Lời dẫn: Nội năng của một vật có thể thay đổi. Vậy để thay đổi nội năng thì có những cách nào?
- Thông báo các cách làm thay đổi nội năng.
- Thông báo nghĩa về “công” và cụm từ “thực hiện công”
- Cho học sinh quan sát hình 32.1 SGK và trả lời câu hỏi.
- Khi cọ sát miếng kim loại lên mặt bàn thì miếng kim loại sẽ như thế nào? Rút ra kết luận.
- Khi nhấn mạnh và nhanh pittong của xilanh chứa khí thì có hiện tượng gì xảy ra? Rút ra kết luận.
- Kết luận.
- Yêu cầu học sinh nhận xét: 
 + Lực nào đã thực hiện công lên vật?
 + Năng lượng nào đã chuyển hóa thành nội năng.
- Kết luận và thông báo.
- Cho học sinh quan sát hình 32.2 SGK cho học sinh nhận xét tương tự như quá trình thực hiện công.
- Kết luận và thông báo nội dung quá trình truyền nhiệt.
- Thông báo một số ví dụ về quá trình nhiệt. 
- Lắng nghe và ghi vào vở.
- Lắng nghe.
- Miếng kim loại nóng lên. Nội năng đã thay đổi.
- Thể tích khi trong xilanh giảm và đồng thời khí trong xilanh nóng lên. Nội năng thay đổi.
- Ngoại lực thực hiện công lên vật.
- Cơ năng đã chuyển hóa thành nội năng.
- Suy nghĩ trả lời.
II. Các cách làm thay đổi nội năng
1. Thực hiện công
 - Trong quá trình thực hiện công:
 + Ngoại lực tác dụng lên vật.
 + Có sự chuyển hóa từ một dạng năng lượng khác sang nội năng.
2. Truyền nhiệt
a. Quá trình truyền nhiệt
- Quá trình làm thay đổi nội năng mà không có sự thực hiện công lên vật thì gọi là quá trình truyền nhiệt.
- Trong quá trình truyền nhiệt:
 + Không có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác.
 + Chỉ có truyền nội năng từ vật này sang vật khác.
Hoạt động 3: Ôn lại công thức tính nhiệt lượng (8ph)
- Lời dẫn: Trong thực tế ta không thể đo được sự tăng hay giảm của nội năng mà chỉ nhận biết được sự biến thiên nội năng của vật qua sự biến thiên về nhiệt độ. Như vậy sự biến thiên nội năng của vật được tính thông qua 1 đại lượng gọi là nhiệt lượng, vậy nhiệt lượng là gì?
- Yêu cầu học sinh dựa vào sgk phát biểu nhiệt lượng là gì? 
- Yêu cầu học sinh nhắc lại công thức tính nhiệt lượng của vật thu vào hay tỏa ra khi nhiệt độ của vật thay đổi. Nêu tên và đơn vị của các đại lượng trong công thức.
- Lưu ý học sinh đại lượng ∆t trong biểu thức.
- Suy nghĩ trả lời.
- Suy nghĩ trả lời.
b. Nhiệt lượng
 ∆U = Q
Trong đó:
 ∆U: độ biến thiên nội năng của vật.
 Q: Nhiệt lượng vật nhận được hay tỏa ra.
- Nhiệt lượng thu vào hoặc tỏa ra:
 Q = mc∆t 
Trong đó: 
 Q: Nhiệt lượng vật nhận được hay tỏa ra (J).
 m: khối lượng (kg).
 c: nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K).
 ∆t: độ biến thiên nhiệt độ ( 0C hay K).
 4. Củng cố kiến thức (2ph)
 Nội năng, các cách làm thay đổi nội năng, nhiệt lượng.
 5. Dặn dò học sinh, bài tập về nhà (2ph)
 Làm các bài tập trong sgk , chuẩn bị bài mới “ Các nguyên lý của nhiệt động lực học”.
V. RÚT KINH NGHIỆM, BỔ SUNG
VI. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
 	Ngày  tháng  năm 2019	Ngày  tháng  năm 2019
DUYỆT GIÁO ÁN CỦA GV HƯỚNG DẪN	SINH VIÊN THỰC TẬP
	( Ký, ghi rõ họ tên)	(Ký, ghi rõ họ tên)
	Lê Ngọc Hoàng	Đặng Ngọc Diễm