Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 62: Thuyết động học phân tử chất khí. Cấu tạo chất (Tiếp)

TRƯỜNG ĐHSP HÀ NỘI 2 TRƯỜNG THPT THUẬN THÀNH SỐ 1 GIÁO ÁN Tiết 62: Thuyết động học phân tử chất khí. Cấu tạo chất. Chương VI: Chất khí Giáo viên hướng dẫn: Phạm Huy Trường Giáo sinh thực tập: Đào Kim Chi Ngày 08 tháng 03 năm 2010 I.MỤC TIÊU 1. Về kiến thức - Có khái niệm về lượng chất,hiểu rõ ràng và chính xác khái niệm mo và khái niệm về số Avôgađrô. - Có thể tính toán và tìm ra một số hệ quả trực tiếp. - Nắm được thuyết động học phân tử về chất khí và một phần về chất lỏng và chất rắn. 2. Về kỹ năng. - Giải thích các hiện tượng vật lý có liên quan. - Vận dụng kiến thức về thuyết động học phân tử chất khí và cấu tạo chất để giải các bài tập vật lý đơn giản. 3. Về tư tưởng. - Hăng hái phát biểu ý kiến xây dựng bài,có ý thức làm bài,ghi chép bài đầy đủ. II. CHUẨN BỊ Học sinh: Ôn lại những kiến thức về cấu tạo chất đã học ở lớp 8. III. Tiến trình bài dạy. 1.Ổn định tổ chức lớp học. 2. Kiểm tra bài cũ: Không kiểm tra. 3. Thiết kế hoạt động dạy và học. Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung GV: Khi một vật nóng lên hay lạnh đi thì tính chất của vật thay đổi. Trong một hệ gồm nhiều vật có nhiệt độ thay đổi( như nhau hoặc khác nhau) thì xảy ra những hiện tượng đáng chú ý gọi là hiện tượng nhiệt. Nhiệt học là phần của vật lý học nghiên cứu về các hiện tượng nhiệt. Hoạt động 1: Nghiên cứu tính chất và cấu trúc phân tử của chất khí. GV: Thí nghiệm: Có hai bình chứa: một bình chứa khí Clo và một bình là chân không., hai bình được nối thông với nhau băng một ống, trên ống đó có một cái van. GV: Hiện tượng gi xảy ra nếu mở van trên ống thông giữa hai bình? HS: Khí Clo sẽ bay sang bình chân không. GV: Hiện tượng đó có xảy ra như thế nữa không nếu thay bình chứa khí Clo bằng bình chứa chất lỏng hoặc chất rắn? HS: Không. GV: Qua ví dụ trên hãy cho biết thể tích và hình dáng của chất khí? HS: Hình dáng và thể tích của chất khí chính là hình dáng và thể tích của bình chứa nó. GV: Tính chất đó thể hiện tính bành trướng của chất khí. GV: Thể tích của chất khí có giữ một giá trị cố định không? HS: Trả lời. GV: Thí nghiệm: Thể tích của lượng khí chứa trong xi lanh thay đổi thế nào nếu dùng tay ấn pittong xuống? HS: Thể tích giảm. GV: Khi dùng tay ấn pittong xuống, thể tích của chất khí giảm, điều này chứng tỏ chất khí có tính chịu nén: Khi tăng áp suất tác dụng lên một lượng khí thì thể tích của nó giảm đáng kể. Đây chính là tính chất dễ nén của chất khí. GV: Có 3 cốc giống hệt nhau: một cốc đựng một khối chất rắn, một cốc đựng chất lỏng,thể tích của khối chất rắn và chất lỏng là bằng nhau và một cốc để không(đựng không khí). Nhận xét về khối lượng của ba cốc? HS: Cốc đựng chất rắn là nặng nhấ sau đó đến cốc đưng chất lỏng và chất rắn. GV: Từ đó có nhận xét gì về khối lượng riêng của chất khí so với chất lỏng và chất rắn? HS: Khối lượng riêng của chất khí nhỏ hơn chất lỏng và chất rắn. GV: Đây chính là tính chất thứ ba của chất khí. GV: Chúng ta đã học ở lớp 8 về cấu tạo của các chất, hãy cho biét các chất có cấu trúc như thế nào? HS: Các chất được cấu tạo từ các phân tử, nguyên tử. GV: Mỗi chất khí được tạo thành từ những phân tử giống hệt nhau. Mỗi phân tử có thể bao gồm một hoặc nhiều nguyên tử. GV: VD: Các khí hiếm như : He, Ne, Ar..., mỗi phân tử chỉ gồm một nguyên tử. Các khí như: Hiđrô, Oxi, Nito..., mỗi phân tử gồm hai nguyên tử. Hoạt động 2: Ôn lại khái niệm lượng chất và mol. GV: Lượng chất chứa trong một vật được xác định theo số phân tử hay số nguyên tử chứa trong vật ấy. GV: Khái niệm mol chúng ta đã được học ở lớp 8, hãy cho biết trong 12g Cacbon 12 có bao nhiêu nguyên tử Cacbon 12. N = NA = 6.02 . 1023 mol-1 GV: Người ta định nghĩa mol đơn vị của một lương chât bất kỳ như sau: “ 1 mol là lượng chất bằng số nguyên tử chứa trong 12 g cacbon 12” . GV: Số phân tử hay nguyên tử chứa trong một mol của mọi chất đều có cùng một giá trị NA = 6, 02 . 1023 mol-1 gọi là số Avôgađrô. GV: Khối lượng mol được tính như thế nào? HS: Khối lượng mol của một chất được đo bằng khối lượng của một mol chất ấy. Ký hiệu: . GV: Tương tự, thể tích mol của một chất được xác định như thế nào? HS: Thể tích mol của một chất được đo bằng thể tích của một mol chất ấy. GV: Ở đktc( 00C v à 1 atm), th ể tích mol của mọi chất đều bằng 22,4 l/ mol hoặc 0,0224 m3/ mol. GV: Từ khối lượng mol và số Avôgađrô NA , hãy xác định khối lượng m0 của một phân tử( hay nguyên tử)? HS: m0 = GV: Cho một chất có khối lượng m v à cho khối lượng mol của một chất. Xác định số mol của chất ấy? HS: = GV: Hãy xác đ ịnh số phân tử hay nguyên tử N có trong khối lượng m của một chất? HS: N = . NA = . NA GV: Chất khí có khối lương riêng nhỏ hay có mật độ phân tử nhỏ trong chất khí có nhiều khoáng trống giữa các phân tử khi nén khoảng trống đó giảm bớt --> giải thích được tính chất dễ nén của chất khí. Trong các phép tính gần đúng, có thể coi kích thước phân tử là nhỏ và bỏ qua được so với kích thước khoảng trống. GV: Chất khí chuyển động về mọi phía và chỉ bị ngăn lại giữa hai va chạm => có thể coi rằng các phân tử khí chuyển động gần như tự do giữa hai va chạm. GV: Qua chuyển động Brao-nơ trong khí => phân tử khí cũng chuyển động hỗn loạn. GV: Qua nhiều thí nghiệm và phép đo, các nhà khoa học đã tóm tắt và phát biểu thành thuyết động học phân tử nêu lên cấu tạo và đặc điểm chuyển động của các phân tử khí. GV: Thông báo nội dung thuyết động học phân tử chất khí. - Khí lý tưởng:là khí có các phân tử có thể coi như là chất điểm,chuyển động hỗn loạn không ngừng và chỉ tương tác với nhau khi va chạm. Hoạt động 3:Vận dụng thuyết động học phân tử chất khí vào chất khí, chất lỏng và chất rắn. GV: Vận dụng cho các thể khác nhau của vật chất, thuyết động học phân tử vẫn thừa nhận vật chất được cấu tạo từ những phân tử( hoặc nguyên tử) chuyển động nhiệt không ngừng và còn khảo sát thêm tác động của lực tương tác phân tử. GV:Hãy vận dụng thuyết động học phân tử để giải thích tính bành trướng của chất khí? HS: Vận dụng nội dung của thuyết động học phân tử chất khí để giải thích. GV: Giải thích thế nào về tính chất có thể tích xác định của chất rắn, chất lỏng? HS: ... Hoạt động 4: Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. GV: + Trình bày thuyết động học phân tử? + Giải thích vì sao chất khí có tính bành trướng còn chất rắn và lỏng thì không? + Có mối quan hệ nào giữa nhiệt độ và chuyển động hỗn loạn của phân tử? PHẦN II: NHIỆT HỌC Chương VI: Chất khí Tiết 62: Thuyết động học phân tử chất khí.Cấu tạo chất. 1. Tính chất của chất khí -TC1: Bành trướng: Chiếm toàn bộ thể tích của bình chứa. - TC2: Khi áp suất tác dụng lên một lượng khí tăng thì thể tích khí giảm đáng kể. - TC3: Có khối lượng riêng nhỏ so với chất rắn và chất lỏng. 2. Cấu trúc của chất khí. - Mỗi chất khí được tạo thành từ những phân tử giồng hệt nhau. Mỗi phân tử có thể bao gồm một hoặc nhiều nguyên tử. 3.Lượng chất và mol. - Lượng chất chứa trong một vật được xác định theo số phân tử hay số nguyên tử chứa trong trong đó có chứa một số phân tử hay nguyên tử vật ấy. - Đơn vị của lượng chất là :mol. - Định nghĩa mol: SGK. - Khối lượng mol của một chất được đo bằng khối lượng của một mol chất ấy. Ký hiệu: . VD: Khối lượng mol của Hiđrô là: = 2 g/ mol = 0,002 kg/ mol. - Thể tích mol của một chất được đo bằng thể tích của một mol chất ấy. Ở đktc: O0C và 1 atm = 22,4 l - Từ và NA suy ra khối lượng mol của một phân tử( hay nguyên tử): m0 = - Cho một chất có khối lượng m và khối lượng mol của chất đó: ==> Số mol chứa trong khối lượng m của chất là: = ==> Số phân tử chứa trong khối lượng m của chất: N = . NA = . NA 4. Một vài lập luận để hiểu cấu trúc phân tử của chất khí. - Với chất khí , trong các phép tính gần đúng: + Coi kích thước phân tử là nhỏ và bỏ qua được so với khoảng cách giữa các phân tử. + Các phân tử khí chuyển động gần như tự do giữa hai va chạm. + Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng. 5. Thuyết động học phân tử chất khí. - Chất khí bao gồm các phân tử. Kích thước của phân tử là nhỏ. Trong phần lớn các trường hợp có thể bỏ qua kích thước ấy và coi mỗi phân tử như một chất điểm. - Các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng.Chuyển động hỗn loạn của các phân tử gọi là chuyển động nhiệt. Nhiệt độ càng cao thì vận tốc chuyển động nhiệt càng lớn. - Khi chuyển động, mỗi phân tử va chạm với các phân tử khác và với thành bình. Giữa hai va chạm, các phân tử gần như tự do và chuyển động thẳng đều. - Khí lý tưởng: là khí có các phân tử có thể coi như là chất điểm, chuyển động hỗn loạn không ngừng và chỉ tương tác với nhau khi va chạm. 6. Cấu tạo phân tử của chất. - Vận dụng cho các thể khác nhau của vật chất, thuyết động học phân tử vẫn thừa nhận vật chất được cấu tạo từ những phân tử( hoặc nguyên tử) chuyển động nhiệt không ngừng và còn khảo sát thêm tác động của lực tương tác phân tử. - Ở thể khí: Các phân tử ở rất xa nhau nên lực tương tác giữa chúng rất yếu, phân tử chuyển động hỗn loạn về mọi phía do đó chất khí chiếm toàn bộ thể tích của bình chứa, không có hình dạng và thể tích xác định. - Ở thể rắn: Các phân tử chất rắn ở rất g ần nhau và được sắp xếp thành mạng, lực tương tác phân tử lớn và giữ được các phân tử này chỉ có thể chuyển động quanh những vị trí cân bằng xác định. Vì vậy chất rắn có hình dạng và kích thước xác định. - Ở thể lỏng: do lực tương tác khá lớn nên các phân tử không thể thoát ra khỏi khối chất lỏng được. Vì vậy khối chất lỏng có thể tích riêng xác định. Nhưng vì lực tương tác này chưa đủ lớn để giữ cho các phân tử chuyển động quanh các vị trí cân bằng cố định. Các phân tử chất lỏng cũng chuyển động xung quanh các vị trí cân bằng nhưng không bền vì vậy chất lỏng không có hình dạng riêng mà có hình dạng của phần bình chứa nó. Nhận xét của giáo viên hướng dẫn: ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ Bắc Ninh, ngày tháng 03 năm 2010