Muốn thay đổi nội năng của vật phải làm thế nào

I - NỘI NĂNG

 Nội năng thực ra không phải là dạng năng lượng xa lạ đối với chúng ta. Chúng ta đã được làm quen với một bộ phận của dạng năng lượngnày đó là nhiệt năng.

  - Nhiệt năng của một vật là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật.

  - Nhiệt độ của vật càng cao thì nhiệt năng của vật càng lớn.

 1. Nội năng là gì?

 Do giữa các phân tử có lực tương tác nên ngoài động năng các phân tử còn có thế năng tương tác phân tử, gọi tắt là thê' năng phân tử. Thế năng phân tử phụ thuộc vào khoảng cách giữa các phân tử.

  Trong nhiệt động lực học, người ta gọi tống động năng và thê' năng năng của các phân tử cấu tạo nên vật là nội năng của vật.

  Nội năng của vật được kí hiệu bằng chữ U và có đơn vị là jun [J].

 2. Độ biến thiên nội năng [ΔU]

  Độ biến thiên nội năng là phần nội năng tăng thêm lên hay giảm bớt đi trong một quá trình.

Chú ý: Ở các phần sau chúng ta sẽ thấy trong nhiệt động lực học người ta không quan tâm đến nội năng của vật mà chỉ quan lâm đến độ biến thiên nội năng [ΔU] của vật nghĩa là chỉ quan tâm đến phần nội năng mà vật nhận thêm được hay mất bớt đi.

II - CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NỘI NĂNG

 Chúng ta đã biết có hai cách làm thay đổi nhiệt năng là thực hiện công và truyền nhiệt. Đó cũng chính là hai cách làm thay đổi nội năng.

 1. Thực hiện công

 Khi thực hiện công để cọ xát miếng kim loại trên mặt bàn thì miếng kim loại nóng lên. Nội năng của miếng kim loại đã thay đổi.

  Khi thực hiện công để ấn pittông của xilanh chứa khí xuống thì thể tích khí trong xilanh giảm, đồng thời khí nóng lên. Nội năng của khí đã thay đổi [Hình 32.1].

  Các quá trình làm thay đổi nội năng như trên được gọi là quá trinh thực hiện công còn gọi tắt là thực hiện công. Trong quá trình thực hiện công, có sự chuyển hoá từ một dạng năng lượng khác [ở các thí dụ trên là cơ năng] sang nội năng. Trong quá trình thực hiện công có sự chuyển hóa từ một dạng năng lượng khác [ở các ví dụ trên là cơ năng] sang nội năng.

 2. Truyền nhiệt

  a] Quá trình truyền nhiệt

Cũng có thể làm cho miếng kim loại, khí trong xilanh nóng lên bằng cách cho tiếp xúc với nguồn nhiệt. Khi đó nội năng của miếng kim loại, khí trong xilanh cũng thay đổi.

  Quá trình làm thay đổi nội năng mà không có sự thực hiện công gọi là quá trinh truyền nhiệt, gọi tắt là truyền nhiệt.

  Trong quá trình truyền nhiệt, không có sự chuyển hoá năng lượng từ dạng này sang dạng khác chỉ có sự truyền nội năng từ vật này sang vật khác.

Hình 32.1

  b] Nhiệt lượng

 Số đo độ biến thiên nội năng trong qua trình truyền nhiệt là nhiệt lượng [còn gọi tắt là nhiệt].

ΔU = Q     

  ΔU là độ biến thiên nội năng của vật trong quá trình truyền nhiệt; Q là nhiệt lượng vật nhận được từ vật khác hay toả ra cho vật khác.

  Ở lớp 8 chúng ta đã học công thức tính nhiệt lượng vật thu vào hay toả ra khi nhiệt độ của vật thay đổi. Nhiệt lượng nhận được hay mất đi trong sự truyền nhiệt:

  trong đó : -Q là nhiệt lượng vật thu vào hay toả ra [J] 

                   - m là khối lượng của vật [kg] 

                   - c là nhiệt dung riêng của chất cấu tạo vật [J/kg.độ] 

                    - Δt là độ biến thiên nhiệt độ [°C hoặc K].