Giáo án môn Vật lý 10 - Tiết 48 - Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt. định luật bôi - lơ - ma - ri - ốt

GIÁO ÁN GIẢNG DẠY Tiết 48: Bài 29 : QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT. ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ-MA-RI-ỐT GBHD: Cô Nguyễn Thị Ánh Hà SVTT: Lê Thị Thu Hà Lớp 10B1 Phòng : 02 Tiết thứ 5 Ngày 05/03/2010 I. Mục tiêu 1. Kiến thức: - Nhận biết được các khái niệm trạng thái và quá trình . - Nêu được nhiệt độ tuyệt đối là gì - Nêu được định nghĩa quá trình đẳng nhiệt - Phát biểu và nêu được biểu thức của định luật Bôi lơ-Ma ri ốt - Nhận biết được dạng của đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ p-V. 2. Kĩ năng: - Vận dụng được phương pháp xử lí các số liệu thu được bằng thí nghiệm vào việc xác định mối quan hệ giữa p và V trong quá trình đẳng nhiệt. - Vận dụng được định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt để giải các bài tập trong sách giáo khoa và các bài tập tương tự -Vẽ được đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ (p,V), (p,T), (V,T) II. Chuẩn bị 1. Giáo viên: - Chuẩn bị 3 cái xi lanh - Chuẩn bị thí nghiệm như hình 29.2 sách giáo khoa. - Phiếu học tập 2. Học sinh - Học bài cũ, chuẩn bị trước bài mới . Phương pháp - Phương pháp dạy học nêu vấn đề. - Phương pháp vấn đáp. - Phương pháp trình bày trực quan - Phương pháp tích cực hóa học sinh ( thảo luận và làm việc theo nhóm) dưới sự chỉ dẫn của giáo viên. IV. Tổ chức hoạt động dạy học Ổn định lớp và kiểm tra bài cũ (5 phut) 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 tăng nhiệt độ của lượng khí thì vận tốc chuyển động hỗn độn của các phân tử khí tăng dẫn đến va chạm vào thành bình nhiều hơn. 2. Dạy bài mới Nội dung ghi bảng Bài 43: QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT. ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ-MA-RI-ỐT Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái - Trạng thái của một lượng khí được xác định bằng các thông số trạng thái: - Đẳng quá trình là quá trình có 2 thông số biến đổi và 1 thông số không đổi Quá trình đẳng nhiệt - Là quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ nguyên không đổi: T = const Định luật Bôi-Lơ- Ma-Ri-Ốt Thí nghiệm a, Tiến hành thí nhiệm b, Kết quả: pV = const 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 ~ 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 Đường đẳng nhiệt - Trong hệ toạ độ (p, V) đường đẳng nhiệt là đường hypebol Hoạt động 1: Giới thiệu bài mới T/g Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh 3p - Bây giờ cô có 1 thí nghiệm nhỏ. Mời 2 em làm cùng với cô. - 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 - Học sinh tiến hành thí nghiệm theo chỉ dẫn của giáo viên - Thể tích càng giảm thì càng khó ấn pittông - Vì khi thể tích của 1 lượng khí giảm thì áp suất tăng - Học sinh lắng nghe Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái T/g Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh 10p Phần I: Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái - Phát phiếu học tập - Mỗi bàn làm thành 1 nhóm, các em hãy nghiên cứu sách giáo khoa, thảo luận và trả lời các câu hỏi ở trong phiếu học tập: + 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 cô 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 mối liên hệ 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 - 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 Hoạt động 3: Tìm hiểu quá trình đẳng nhiệt T/g Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh 3p - Dựa vào khái niệm đẳng quá trình em nào có thể cho cô 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 - Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ nguyên không đổi Hoạt động 4: Tiến hành thí nghiệm thành lập định luật Bôi-Lơ- Ma-Ri-Ốt T/g Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh 8p - Giới thiệu về dụng cụ thí nghiệm: 1 xi lanh có pittông để thay đổi thể tích của khí, 1 áp kế để đo áp suất, vạch đo thể tích - Ở thí nghiệm đầu bài ta đã rút ra kết luận với nhiệt độ không đổi nếu thể tích của 1 lượng khí giảm thì áp suất của nó tăng. Để tìm mối quan hệ giữa p và V ta tiến hành thí nghiệm sau. - Các em hãy quan sát cô làm thí nghiệm và ghi lại giá trị của áp suất khi cô thay đổi giá trị của thể tích theo số liệu ở trên bảng ( kẻ bảng số liệu trên bảng) - Mời 1 hs lên đọc và ghi lại kết quả thí nghiệm vào bảng số liệu - Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C1 với số liệu vừa thu được + Học sinh không trả lời được thì gợi ý: . Học sinh vẫn không trả lời được thì gợi ý tiếp: Nếu tỷ số giữa hai đại lượng không đổi thì quan hệ là tỷ lệ thuận. Nếu tích số giữa hai đại lượng không đổi thì quan hệ là tỉ lệ nghịch - Nhận xét câu trả lời của học sinh. - 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. - Học sinh lắng nghe - Học sinh quan sát - Học sinh lên đọc và điền kết quả vào bảng số liệu - Học sinh tính toán và trả lời : Tích số pV là 1 số không đổi p tỉ lệ nghịch với thể tích V - Không, nó chỉ đúng khi nhiệt độ không đổi Hoạt động 5: Tìm hiểu định luật Bôi-Lơ- Ma-Ri-Ốt T/g Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh 5p - Một em hãy phát biểu lại cho cô nội dung định luật. - Chúng ta còn có 1 cách phát biểu khác: Ở nhiệt độ không đổi, tích pV là 1 hằng số - Từ nội dung định luật em nào cho cô 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, theo định luật Bôi-lơ-Ma-Ri-Ốt ta có điều gì? - Trong quá trình đẳng nhiệt của 1 lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. - Biểu thức: p ~ hay pV= const - Ta có: p1V1 = p2V2 Hoạt động 6: Tìm hiểu đường đẳng nhiệt T/g Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh 5p - 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 cô 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 )? - 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 Hoạt động 7: Củng cố, vận dụng định luật Bôi-lơ-Ma-Ri-Ốt. T/g Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh 6p - Cho học sinh làm các câu trắc nghiệm 5,6,7 sách giáo khoa trang 159 để củng cố kiến thức chính của bài - Yêu vầu học sinh làm bài tập 8 trang 159 sách giao khoa - Hướng dẫn: xác định áp suất và thể tích của khí ở mỗi trạng thái và áp dụng định luật Bôi-Lơ- Ma-Ri-Ốt - Gọi 1 em đứng lên tóm tắt và làm tại chỗ - Yêu cầu học sinh khác nhận xét bài làm của bạn - Nhắc nhở học sinh học bài cũ, làm bài tập sách giáo khoa và chuẩn bị bài mới - Học sinh làm các câu trắc nghiệm - Tóm tắt: p1=2.105, V1= 150cm3 V2= 100cm3 p2=? - Theo định luật Bôi-Lơ- Ma-Ri-Ốt ta có: p1V1 = p2V2 pa - Học sinh lắng nghe và ghi chép Sinh viên thực tập Giáo viên hướng dẫn Lê Thị Thu Hà Nguyễn Thị Ánh Hà