Giáo án môn Vật lý 10 - Tiết 49: Quá trình đẳng tích. định luật bôi lơ - Mariốt

Ngµy so¹n :03/02 Ngày giảng : 09/02-10A,D TIẾT 49: QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT BÔI LƠ-MARIỐT I. Mục tiêu: 1. Kiến thức - Từ đặt vấn đề của GV, HS đề xuất được mối quan hệ giữa thể tích và áp suất của lượng khí nhất định khi nhiệt độ không đổi. - Quan sát và theo dõi thí nghiệm, từ đó suy ra định luật Boi -lơ - ma-ri-ốt. - Biết vẽ đường biểu diễn sự phụ thuộc của áp suất và nhiệt độ trên đồ thị. 2. Kĩ năng: - Áp dụng định luật để làm một số bài tập đơn giản. Biết vận dụng định luật để giải thích hiện tượng khi bơm khí (ví dụ: bơm xe đạp). 3. Thái độ : - Giáo dục ý thức tích cực, tự giác trong học tập cho HS. II. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: - Chuẩn bị bộ thí nghiệm Bôi lơ – ma ri ốt, một cái bơm xe đạp. 2.Học sinh: - Ôn lại những kiến thức đã học có liên quan. III. Tổ chức các hoạt động dạy học Hướng dẫn của giáo viên Hoạt động của học sinh kiến thức cơ bản Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, nhận thức vấn đề * Nêu các tính chất của chất khí? Viết các công thức tính khối lượng theo khối lượng mol, số mol, số phân tử? * Nhốt lượng khí vào bơm xe đạp, một tay bịt vòi bơm. Để thay đổi khối khí trong bơm chúng ta phải làm thế nào? Khi áp suất thay đổi thì thể tích của nó có thay đổi không? - ĐVĐ: Qua thí nghiệm trên ta thấy ở nhiệt độ nhất định khi thể tích của khối khí thay đổi thì áp suất thay đổi. Sự thay đổi đó có tuân theo một quy luật nào không? Nếu có thì biểu thức toán học nào mô tả quy luật ấy? - Cá nhân lên bảng trả lời câu hỏi và viết các công thức. + Để thay đổi áp suất khối khí ta kéo bơm lên hoặc ấn bơm xuống, khi đó thể tích thay đổi theo. - Cá nhân nhận thức vấn đề cần nghiên cứu. +) +) Hoạt động 2: Tìm hiểu về trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái Một trạng thía khí được xác định bởi các thông số nào? - Hãy kể tên các thông số trạnh thái? - Thế nào là một quá trình? - Thế nào là một đẳng quá trình? - Có thể có các đẳng quá trình nào? - Thế nào là quá trình đẳng nhiệt? Cá nhân suy nghĩ và trả lời câu hỏi của GV TL : Một trạng thái khí được xác định bởi V, P, T T ; Là nhiệt độ tuyệt đối T = (t+ 273)K - Chất khí có thể chuyển từ trngj thái này sang trạng thái khác gọi là quá trình biến đổi trạng thái. - Quá trình biến đổi trạng thái có 1 thông số không đổi, 2 thông số thay đổi Cá nhân suy nghĩ và trả lời câu hỏi I. Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái Một trạng thái khí được xác định bởi V, P, T T ; Là nhiệt độ tuyệt đối T = (t+ 273)K - Chất khí có thể chuyển từ trngj thái này sang trạng thái khác gọi là quá trìng biến đổi trạng thái. - Qquá trình biến đổi trạng thái có 1 thông số không đổi, 2 thông số thay đổi II. Quá trình đẳng nhiệt (SGK ) Hoạt động 2: Xây dựng định luật Bôi lơ- Ma ri ốt - GV yêu cầu HS trao đổi và đưa ra dự đoán về sự thay đổi của thể tích khi áp suất thay đổi. * Sự thay đổi thể tích khi áp suất thay đổi được thể hiện bằng biểu thức toán học thế nào? Hãy đề xuất thí nghiệm để kiểm tra? * Thay đổi áp suất bằng cách nào? - GV giới thiệu bộ thí nghiệm như hình vẽ. - Thông báo: Khối khí chúng ta khảo sát được đựng trong bình B. Để đo áp suất của khối khí ta có áp kế gắn ở đỉnh của bình. Để thay đổi áp suất của khối khí ta có máy bơm nối với bình A để thay đổi áp suất trong A qua đó thay đổi áp suất của khí trong B. * Để đo thể tích của khối khí ta làm thế nào? - GV tiến hành thí nghiệm. * Từ bảng kết quả thí nghiệm hãy tính sai số và rút ra kết luận? * Thảo luận câu hỏi C2 - GV thông báo: + Bằng các thí nghiệm tinh vi khẳng định kết quả như trên với độ chính xác cao hơn. + Biểu thức trên chính là biểu thức của định luật B-M GV giới thiệu điều kiện áp dụng: Khí lí tưởng có khối lượng xác định, nhiệt độ không đổi trong suát quá trình biến đổi. Nhận xét đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của áp suất vào thể tích? - Đường đẳng nhiệt là đường như thế nào? - Dự kiến câu hỏi trả lời của HS: + áp suất tăng tỉ lệ nghịch với thể tích: p ~Þ pV = const + Cần một bình kín để đựng một khối khí, để đo áp suất của khối khí cần có một áp kế. thay đổi áp suất và đo thể tích của khối khí đó. + Dùng một cái bơm giống bơm xe đạp. - Trả lời câu hỏi của GV: đo chiều cao của cột khí, lấy chiều cao nhân với diện tich S của cột khí ta sẽ được thể tích của khối khí. - Các nhóm tiến hành TN, quan sát và ghi lại kết quả thí nghiệm. * HS tìm câu trả lời. p1V1 = p2V2 = p3V3 = const - Phát biểu nội dung ĐL - Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. III. Định luật B - M 1. Đặt vấn đề a) Bố trí thí nghiệm b) Thao tác thí nghiệm c) Kết luận p ~Þ pV = const p1V1 = p2V2 = p3V3 = const 2. Định luật B - M + ĐL: ở nhệt độ không đổi thể tích của áp suất p và thể tích V của một lượng khí xác định là một hằng số. Biểu thức: pV = const p1V1 = p2V2 (1) Trong đó : P1, V1 là áp suất và thể tích ở trạng thái 1 P2, V2 là áp suất và thể tích ở trạng thái 2 III. Đường đẳng nhiệt (SGK) Hoạt động 3: Vận dụng định luật Bôi lơ – ma ri ốt - GV phát phiếu học tập cho HS. Yêu cầu hoạt động cá nhân, sau đó trao đổi nhóm và đại diện nhóm lên báo cáo kết quả. p(atm) B p0 A 0 V1 V2 V(l) a) V0 = 0, 1 thể tích mol = 2,24l Toạ độ điểm A: V0 = 2,24l: p0 = 1 atm b) Toạ độ điểm B: V1 = 1, 42l; p1 = 2 atm c) Theo định luật Bôi -lơ-ma-ri-ốt pV = const = p0V0 = 2,24 l..atm, từ đó suy ra p = (p tính ra atm, V tính ra lít) - Đường biểu diễn quá trình nén đẳng nhiệt ở mục b là một cung hypebol AB. 3. Bài tập vận dụng a) V0 = 0, 1 thể tích mol = 2,24l Toạ độ điểm A: V0 = 2,24l: p0 = 1 atm b) Toạ độ điểm B: V1 = 1, 42l; p1 = 2 atm c) Theo định luật Bôi -lơ-ma-ri-ốt pV = const = p0V0 = 2,24 l..atm, từ đó suy ra p = (p tính ra atm, V tính ra lít) - Đường biểu diễn quá trình nén đẳng nhiệt ở mục b là một cung hypebol AB. Hoạt động 4: Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo * Phát biểu định luật Bôi lơ – ma ri ốt? * Hướng dẫn HS học và làm bài tập ở nhà, chuẩn bị các nội dung cho bài sau. - Cá nhân trả lời các câu hỏi của GV. - Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập. * Bài tập về nhà: - Làm bài tập 1, 2, 3, 4 SGK. - Đọc trước bài "Định luật Sác -lơ"