Lý thuyết Nội năng. Định luật 1 của nhiệt động lực học - Vật lí 12 Chân trời sáng tạo

Bài 3. Nội năng. Định luật 1 của nhiệt động lực học

1. Nội năng

a. Khái niệm về nội năng

- Nội năng của một vật là tổng động năng và thế năng tương tác của các phân từ cấu tạo nên vật. Nội năng của vật phụ thuộc vào nhiệt độ T và thể tích V của vật

b. Thí nghiệm về mối liên hệ giữa nội năng và năng lượng của các phân tử tạo nên vật

- Khi năng lượng của các phân tử cấu tạo nên vật tăng thì nội năng của vật tăng và ngược lại

2. Các cách làm thay đổi nội năng

a. Thực hiện công

Khi dùng tay thực hiện công cọ xát một miếng kim loại lên sàn nhà thì miếng kim loại nóng lên, nội năng của nó thay đổi.

b. Truyền nhiệt

Làm miếng kim loại nóng lên bằng cách cho nó tiếp xúc với một nguồn nhiệt. Khi đó nội năng của nó cũng thay đổi.

c. Nhiệt lượng, nhiệt dung riêng

- Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt gọi là nhiệt lượng. Nhiệt lượng vật trao đổi (tỏa ra hoặc nhận vào) được xác định bằng công thức:

\(Q = mc({T_2} - {T_1})\)

- Nhiệt dung riêng của một chất có giá trị bằng nhiệt lượng để làm tăng nhiệt độ 1 kg cúa chất đó lên 1 K. Biểu thức

\(c = \frac{Q}{{m({T_2} - {T_1})}}\)

3. Định luật 1 của nhiệt động lực học

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

\(\Delta U = Q + A\)

Trong đó:

Q và A tương ứng là nhiệt lượng và công mà vật nhận được, là các giá trị đại số.

Quy ước về dấu của A và Q:

- Nếu Q > 0, vật nhận nhiệt lượng.

- Nếu Q < 0, vật tỏa nhiệt lượng.

- Nếu A > 0, vật nhận công.

- Nếu A < 0, vật sinh công.

Sơ đồ tư duy về “Nội năng. Định luật 1 của nhiệt động lực học”