Giáo án môn Vật lý 10 - Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt định luật bôi - Lơ – ma - ri - ốt

GIÁO ÁN GIẢNG DẠY Trường: THPT Nguyễn Minh Quang Họ và tên Gsh: Lâm Văn Đang MSSV: 1080265 Lớp: 10T2 Môn: Vật Lí Họ và tên GVHD: Phạm Thanh Thủy Tiết thứ: 1 Ngày 18 tháng 02 năm 2012 Bài 29 QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ – MA-RI-ỐT (1 tiết) I. MỤC TIÊU - Kiến thức cơ bản + Nhận biết được các khái niệm “trạng thái” và “quá trình”. + Nêu được định nghĩa quá trình đẳng nhiệt. + Phát biểu và nêu được biểu thức của định luật Bôilơ –Mariot. + Nhận biết được dạng đường đẳng nhiệt trong hệ toạ độ p-V. - Kỹ năng + Vận dụng được các phương pháp xử lí các số liệu thu được bằng thí nghiệm vào việc xác định mối quan hệ giữa p-V trong quá trình đẳng nhiệt. + Vận dụng được định luật Bôilơ-Mariot để giải các bài tập trong bài và các bài tập tương tự. II. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC 1. Phương pháp Diễn giảng, đọc sách, thảo luận nhóm, vấn đáp. 2. Phương tiện Sách giáo khoa, sách giáo viên, sách thiết bài giảng, bảng vẽ sẵn. III. NỘI DUNG VÀ TIẾN TRÌNH LÊN LỚP 1. Kiểm tra bài cũ Câu hỏi: Nêu nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử? Định nghĩa khí lí tưởng? Trả lời: — Nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử là: - Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ với khoảng cách giữa chúng. - Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, chuyển động này càng nhanh khi nhiệt độ chất khí càng cao. - Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình. — Chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm được gọi là khí lí tưởng. Câu hỏi phụ : Nếu ta tăng nhiệt độ của lượng khí đựng trong 1 bình kín thì áp suất của lượng khí trong bình sẽ thay đổi như thế nào? Vì sao? Câu trả lời: Áp suất của lượng khí sẽ tăng vì khi nhiệt độ của lượng khí tăng thì vận tốc chuyển động hỗn độn của các phân tử khí tăng dẫn đến va chạm vào thành bình nhiều hơn. 2. Giới thiệu bài mới - Bây giờ thầy có 1 thí nghiệm nhỏ. Mời 2 em làm cùng với thầy. - Phát cho 2 em học sinh 2 cái xi lanh rồi yêu cầu học sinh làm theo mình: Lấy 1 ngón tay bịt lỗ hở của xi lanh, sau đó ấn pittông xuống để thể tích khí trong xi lanh giảm - Trong quá trình ấn pittông các em có nhận xét gì? - Vì sao có hiện tượng này? - Khi thể tích của 1 lượng khí giảm thì áp suất tăng, nhưng ta vẫn chưa biết được mối quan hệ định lượng giữa áp suất và thể tích của 1 lượng khí. Để tìm ra mối quan hệ này chúng ta đi vào nghiên cứu bài học hôm nay: Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-Lơ-Ma-Ri-Ốt. 3. Dạy bài mới Nội dung lưu bảng Thời gian Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Bài 29. QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT. ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ – MA-RI-ỐT I. Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái - Trạng thái của một lượng khí được xác định bằng các thông số trạng thái: + V : lit, cm3, m3 + p : pa,atm,mm Hg + T : K V2,p2,T2 V1,p1,T1 Quá trình biến đổi - - Đẳng quá trình là quá trình biến đổi trạng thái trong đó có hai thông số thay đổi, một thông số còn lại không đổi. II. Quá trình đẳng nhiệt - Quá trình biến đổi trạng thái trong đó T = const gọi là quá trình đẳng nhiệt. III. Định luật Bôi-Lơ – Ma-Ri-Ốt 1. Thí nghiệm a, Tiến hành thí nhiệm b, Kết quả: pV = const 2. Định luật Bôi-Lơ – Ma-Ri-Ốt a, Nội dung: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. b, Biểu thức: p ~ 1/V Hay pV = const - Nếu xét 2 trạng thái khí 1 và 2 thì biểu thức của định luật Bôi-Lơ – Ma-Ri-Ốt là: p1V1 = p2V2 IV. Đường đẳng nhiệt - Đường đẳng nhiệt là đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khí khi nhiệt độ không đổi. - Trong hệ tọa độ (p,V) đường đẳng nhiệt là đường hypebol. 15 phút 5 phút 5 phút 5 phút 5 phút 5 phút - Các em lấy giấy nháp ra chép cho thầy câu hỏi sau: + Nhiệt độ tuyết đối là gì? Nó có quan hệ như thế nào với nhiệt giai Celssus (0C): T= t+ ? + Trạng thái của 1 lượng khí được xác định bằng những đại lượng nào? Những đại lượng đó được gọi là gì? + Thế nào là quá trình biến đổi trạng thái? + Thế nào là đẳng quá trình? Có thể có các đẳng quá trình nào? - Cho các em thảo luận 4p sau đó thầy sẽ mời 1 em đại diện cho nhóm trả lời - Mời các nhóm khác nhận xét câu trả lời của bạn - Giáo viên nhận xét câu trả lời của học sinh - Trong quá trình biến đổi lượng khí từ trạng thái này sang trạng thái khác các thông số trạng thái có mối liên hệ với nhau, việc xét cả 3 thông số trạng thái này rất phức tạp. Để đơn giản ta tìm mối liên hệ của 2 trong 3 thông số trạng thái đó, còn 1 thông số ta giữ không đổi Đó chính là các đẳng quá trình. Vậy quá trình đẳng nhiệt là quá trình như thế nào ta đi vào nghiên cứu mục II. Quá trình đẳng nhiệt - Dựa vào khái niệm đẳng quá trình em nào có thể cho thầy biết thế nào là quá trình đẳng nhiệt? - Nhận xét câu trả lời của học sinh. - Trong điều kiện nhiệt độ giữ nguyên không đổi, nếu ta thay đổi thể tích của 1 lượng khí thì áp suất tác dụng lên nó thay đổi như thế nào. Để trả lời câu hỏi này ta đi vào nghiên cứu phần III. Định luật Bôi- Lơ- Ma-Ri-Ốt. - Ở thí nghiệm đầu bài, nhận thấy, khi nhiệt độ không đổi, nếu thể tích của một lượng khí giảm thì áp suất của nó tăng và ngược lại. Nhưng liệu áp suất có tăng tỉ lệ nghịch với thể tích không? - Để trả lời được câu hỏi này người ta đã tiến hành làm thí nghiệm như trong sgk hình 29.2. - Giới thiệu về dụng cụ thí nghiệm trong sgk: 1 xi lanh có pittông để thay đổi thể tích của khí, 1 áp kế để đo áp suất, vạch đo thể tích. - Qua thí nghiệm người ta đã thu được kết quả thí nghiệm bảng 29.1 - Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C1 với số liệu vừa thu được. - Có phải trong điều kiện tiến hành thí nghiệm nào tích pV cũng là 1 hằng số không? - Như vậy chỉ trong quá trình đẳng nhiệt của 1 lượng khí không đổi, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. Đó chính là nội dung của định luật Bôi-Lơ- Ma-Ri-Ốt. - Giới thiệu nhanh về lịch sử đặt tên của định luật. - Từ kết quả thu được, hãy phát biểu mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của một lượng khí trong quá trình đẳng nhiệt? - Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. - Chúng ta còn có 1 cách phát biểu khác: Ở nhiệt độ không đổi, tích p.V của một lượng khí nhất định là 1 hằng số. - Từ nội dung định luật em nào cho thầy biết biểu thức của định luật? - Nếu gọi p1, V1 là áp suất và thể tích của lượng khí ở trạng thái 1; p2, V2 là áp suất và thể tích của lượng khí ở trạng thái 2, theo định luật Bôi-lơ - Ma-Ri-Ốt ta có điều gì? - Yêu cầu học sinh làm câu C2? - Yêu cầu học sinh nhận xét về đường biểu diễn thu được? - Đường biểu diễn ta thu được ở trên chính là đường đẳng nhiệt. Vậy em nào có thể cho thầy biết đường đẳng nhiệt là gì và trong hệ tọa độ (p, V) thì nó có dạng như thế nào? - Xét 2 trạng thái 1 và 2 có V2 = V1 và p2 > p1 T1 và T2 có quan hệ như thế nào? Có nhận xét gì về 2 đường đẳng nhiệt ứng với 2 nhiệt độ khác nhau của cùng một lượng khí (nhìn vào đồ thị vẽ trên bảng )? - Vận dụng định luật Bôi-Lơ – Ma-Ri-Ốt - Yêu vầu học sinh làm bài tập 8 trang 159 sách giao khoa. - Học sinh thảo luận, sau đó trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên + Nhiệt độ tuyệt đối là nhiệt độ theo nhiệt giai Ken-vin, có đơn vị là K. T= t + 273 + Trạng thái của 1 lượng khí được xác định bằng thể tích V, áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T. Những đại lượng này được gọi là thông số trạng thái của một lượng khí + Quá trình biến đổi trạng thái là quá trình biến đổi lượng khí từ trạng thái này sang trạng thái khác. + Quá trình có 2 thông số biến đổi, còn một thông số không đổi gọi là đẳng quá trình. Có quá trình đẳng nhiệt, đẳng áp, đẳng tích. - Các nhóm khác nhận xét câu trả lời của nhóm bạn. - Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ nguyên không đổi. - Học sinh lắng nghe. - Cá nhân xử lí số liệu trong bảng kết quả thí nghiệm. Nhận xét: Một cách gần đúng tích p.V không đổi nên trong quá trình đẳng nhiệt áp suất của lượng khí tỉ lệ nghịch với thể tích. - Không, nó chỉ đúng khi nhiệt độ không đổi. - Trong quá trình đẳng nhiệt, với cùng một lượng khí, khi áp suất tăng thì thể tích giảm và ngược lại. - Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. - Biểu thức: p ~ 1/V hay p.V = hằng số - Ta có: p1V1 = p2V2 - Học sinh làm câu C2 - Đường biểu diễn thu được là một đường hypebol - Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi gọi là đường đẳng nhiệt. Trong hệ tọa độ (p, V) nó là 1 đường hypebol. - T2 > T1 Hai đường đẳng nhiệt ứng với 2 nhiệt độ khác nhau thì khác nhau. Đường đẳng nhiệt ở trên ứng với nhiệt độ cao hơn đường đẳng nhiệt ở dưới. - Tóm tắt: p1=2.105 pa, V1= 50cm3 V2= 100cm3 p2=? - Theo định luật Bôi-Lơ – Ma-Ri-Ốt ta có: p1V1 = p2V2 => p2 = p1V1/V2 3.105 pa 4. Củng cố kiến thức: - Bài học hôm nay các em cần nắm được những nội dung chính sau: + Nhận biết được các khái niệm “trạng thái” và “quá trình”. + Nêu được định nghĩa quá trình đẳng nhiệt. + Phát biểu và nêu được biểu thức của định luật Bôilơ –Mariot. + Nhận biết được dạng đường đẳng nhiệt trong hệ toạ độ p-V. + Ôn lại khái niệm nhiệt độ tuyệt đối. - Tự đọc phần ghi nhớ 5. Bài tập về nhà: + Giải thíc tại sao trong hình 29.3 SGK, đường đẳng nhiệt ở trên nhiệt độ cao hơn đường đẳng nhiệt ở dưới? + Về làm bài tập trong SGK. Giáo viên hướng dẫn: Phạm Thanh Thủy Ngày soạn 15 thang 02 nam 2012 Người soạn Ngày duyêt:............................................ Chữ ký: ................................................. Lâm Văn Đang