BÀI 2

NỘI NĂNG - ĐỊNH LUẬT I CỦA
NGUYÊN LÝ ĐỘNG LỰC HỌC

NỘI NĂNG - ĐỊNH LUẬT I CỦA NGUYÊN LÝ
ĐỘNG LỰC HỌC
I. NỘI NĂNG

1. Nội năng là gì?
Trong nhiệt động lực học, người ta gọi
tổng động năng và thế năng của các
phân tử cấu tạo nên vật là nội năng của
vật.
Kí hiệu : U
Đơn vị : Jun ( J )
1. Nội năng của vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?
* Nội năng của một vật: U = f(T,V)

CHỦ ĐỀ: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I. NỘI NĂNG
1. Nội năng là gì?
2. Độ biến thiên nội năng (ΔU):

Độ biến thiên nội năng của một vật là phần nội năng
tăng thêm hay giảm bớt trong một quá trình.
ΔU = U2 – U1

* ΔU >

0 → U tăng

* ΔU <

0 → U giảm

Nêu các cách làm thay đổi nội năng của vật

Thảo luận nhóm
1. Trong quá trình thực hiện công có sự chuyển hóa từ dạng năng
lượng nào sang dạng năng lượng nào hay không?
2. Trong quá trình truyền nhiệt có sự chuyển hóa từ dạng năng
lượng nào sang dạng năng lượng nào hay không?
3. Dựa vào kết quả thực nghiệm hãy so sánh sự thực hiện công và
sự truyền nhiệt:
+ Giống nhau
+ Khác nhau ( nội năng thay đổi do đâu, có sự chuyển hóa năng
lượng như thế nào?

CHỦ ĐỀ: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I. NỘI NĂNG
II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG
1. Thực hiện công:

CHỦ ĐỀ: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG
2. TRUYỀN NHIỆT

1. Thực hiện công:

2. Truyền nhiệt:

- Ngoại lực thực hiện công
lên vật.

-Ngoại lực không thực
hiện công lên vật.

- Có sự chuyển hóa năng
lượng từ cơ năng sang nội
năng.

-Không có sự chuyển hóa
năng lượng từ dạng này
sang dạng khác.

CHỦ ĐỀ: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
I. NỘI NĂNG
II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG
1. Thực hiện công:
2. Truyền nhiệt
 Nhiệt lượng: số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền
nhiệt (là phần nội năng mà vật nhận được hay mất đi
khi truyền nhiệt )
Trong đó :

∆U = Q
Q=mc∆t

m: khối lượng của chất(kg)
c: nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K hoặc J/kg.độ)
∆t: độ biến thiên nhiệt độ (0C hay K)
Phương trình cân bằng nhiệt

Qthu = Qtỏa

Thực hiện công
và truyền nhiệt

Thực hiện công

U = U1 + U2 = Q + A
Truyền nhiệt

TN2
TN1
TN3

U1 = A

U2 = Q

II. Nguyên lí I nhiệt động lực học.
1. Phát biểu nguyên lí.
- Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và
nhiệt lượng mà vật nhận được.
- Hệ thức: ∆U = A + Q
Em hãy cho biết lượng khí trong xilanh ở
thí nghiệm bên: thu hay truyền nhiệt
lượng; nhận hay thực hiện công?

II NGUYÊN LÍ I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
Phát biểu nguyên lí:
Độ biến thiên nội năng của vật
bằng tổng công và nhiệt lượng mà
vật nhận được

- Quy ước về dấu:
∆U > 0: Nội năng của vật tăng;
∆U < 0: Nội năng của vật giảm;
Q > 0: Vật nhận nhiệt lượng;
Q < 0: Vật truyền nhiệt lượng;
A > 0: Vật nhận công;
A < 0: Vật thực hiện hiện công.

- Hệ thức: ∆U = A + Q

Q>0

Q<0

vật
A>0

A<0

CÁC HỆ THỨC SAU DIỄN TẢ NHỮNG QUÁ TRÌNH NÀO?

U=Q

Truyền nhiệt

Q>0 Vật nhận nhiệt
Q<0 Vật truyền
nhiệt

∆U=Q khi Q>0 :
Nhận nhiệt lượng để tăng nội
năng.
∆U=Q khi Q<0 :
Truyền nhiệt lượng cho vật khác
làm nội năng bị giảm.

CÁC HỆ THỨC SAU DIỄN TẢ NHỮNG QUÁ TRÌNH NÀO?

Truyền nhiệt và
U=Q + A thực hiện công
Q>0

Vật nhận nhiệt

A<0

Vật sinh công

∆U=Q+A khi Q>0 và A<0
Nhận nhiệt lượng và thực
hiện công làm nội năng
bị thay đổi.

CÁC HỆ THỨC SAU DIỄN TẢ NHỮNG QUÁ TRÌNH NÀO?

Truyền nhiệt và
U=Q + A thực hiện công
Q>0
A>0

Vật nhận nhiệt
Vật nhận công

∆U=Q+A khi Q>0 và A>0:
Nhận nhiệt lượng và công
làm tăng nội năng.

Câu 1: Trong quá trình chất khí nhận nhiệt và sinh công
thì Q và A trong hệ thức ∆U = A + Q phải có giá trị nào
sau đây?
A. Q < 0 và A > 0;

B. Q > 0 và A > 0;

C.
C.QQ>>00và
vàAA<<0;
0;

D. Q < 0 và A < 0;

Câu 3: Trường hợp nào sau đây ứng với quá trình đẳng
tích khi nhiệt độ tăng?
A. ∆U = Q với Q >> 0;
0;

B. ∆U = Q + A với A > 0;

C. ∆U = Q + A với A < 0;

D. ∆U = Q với Q < 0;

?

Câu 2: Người ta truyền cho khí trong xilanh nhiệt
lượng 100 J. Khí nở ra thực hiện công 70 J đẩy pittông
lên. Độ biến thiên nội năng của khí là:

A.
B.
C.
D.

170 J
30 J
- 30 J
- 170 J

Hướng dẫn
Theo đề : Q = 100 J ; A = - 70 J
Theo nguyên lí I NĐLH ta có:
U = Q + A = 100 – 70 = 30 J

VD: Cung cấp cho khí trong
xilanh nhiệt lượng 1,5J. Khí
giãn nở đẩy pittông đoạn 5 cm
với lực 2N. Tính biến thiên nội

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
và thực hiện công A<0

→ A = ∆U - Q = 800 - 3200 = -2400J
→ F = -A/∆l = 2400/0,032 = 75000N

Bµi 2: Cung cấp cho khí trong xilanh nhiệt lượng 2400J.
Khí giãn nở đẩy pittông đoạn 4 cm với lực 18000N.
Tính biến thiên nội năng.
Vật nhận nhiệt lượng Q>0
và thực hiện công A<0

A = -F.∆l = -18000.0,04 = -720J
∆U = Q + A = 2400 - 720 = 1680J

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
∆l = -A/F = 400/15000 = 0,027m
Bµi 4: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho khí
trong một xi lanh. Biết nội năng của khí tăng
400J, và khí giãn nở đẩy pittông đoạn 3,6 cm với
lực 12000N.
Vật nhận nhiệt lượng Q>0
A = -F.∆l = -12000.0,036 = -432J
và thực hiện công A<0
Q = ∆U - A = 400 + 432 = 832J

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
∆U = Q + A = 840 - 264 = 576J
Bµi 6: Cung cấp nhiệt lượng 2100J cho khí trong
xilanh. Nội năng của khí tăng 1800J, khí giãn nở
với áp suất không đổi 1,8.106N/m2. Tính thể tích
tăng thêm.
Vật nhận nhiệt lượng Q>0
A = Q - ∆U = 1800 - 2100 = -300J
và thực hiện công A<0
∆V = -A/p = 300/2,4.106 = 125.10-6m3

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
p = -A/∆V = 600/350.10-6 = 1,7.106N/m3
Bµi 8: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho khí
trong xilanh. Biết nội năng của khí tăng 1200J,
thể tích của khí tăng 750 cm3, với áp suất không
đổi 2,5.106N/m2.
Vật nhận nhiệt lượng Q>0
A = -p.∆V = -2,5.106 .750.10-6= -1875J
và thực hiện công A<0
Q = ∆U - A = 1200 + 1875 = 3075J