Giáo án môn Vật lý 10 - Tiết 50: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng

Tiết 50: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng A. Mục tiêu: 1. Kiến thức: + Từ các phương trình của định luật Bôi Lơ - Ma Ri ốt và Sác Lơ xây dựng phương trình trạng thái CLa Pê rôn và từ biểu thức của phương trình này viết biểu thức đặc trưng cho các đẳng quá trình. 2. Kĩ năng: + Rèn luyện cho học sinh kĩ năng sử dụng phương pháp nghiên cứu sự phụ thuộc của một đại lượng đồng thời vào nhiều đại lượng khác. Cụ thể là sự phụ thuộc của P đồng thời vào V, T. + Rèn luyện kĩ năng vận dụng phương trình trạng thái vào giải bài tập. B. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: 2. Học sinh: Ôn lại các kiến thức cũ tiết 49, 50. C. Thiết kế tiến trình dạy học. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cần đạt được u Thế nào là khí lý tưởng ? p Khí lý tưởng tuân theo đúng các định luật về chất khí, còn khí thực chỉ tuân theo một cách gần đúng. u Yêu cầu học sinh đọc SGK nhận xét : Trong trường hợp nào có thể coi gần đúng khí thực là khí lý tưởng ? u Phát biểu và viết biểu thức của định luật Sác Lơ và định luật Bôi Lơ - Ma Ri ốt ? Nhận xét : Các định luật này khảo sát sự biến đổi mấy thông số trạng thái của khí lý tưởng ? p Trong thực tế, khi trạng thái của một lượng khí thay đổi thì cả 3 thông số P, V, T đều thay đổi. u Phương trình nào có thể xác định mối quan hệ giữa ba thông số trạng thái này? u Giả sử một khối khí biến đổi trạng thái như đồ thi hình vẽ. Hãy cho biết sự chuyển trạng thái của khối lượng khí theo những quá trình nào? Viết biểu thức biểu diễn mối liên hệ của các thông số giữa các trạng thái đó? Hoàn thành yêu cầu C1. u Khi chuyển trạng thái từ (1) (1’) thì thông số nào không đổi? Viết biểu thức của định luật biểu diễn quá trình đó. u Tương tự hãy cho biết khi chuyển trạng thái từ (1’ ) (2) thì thông số nào không đổi? Viết biểu thức của định luật biểu diễn quá trình đó. u Từ các biểu thức trên, hãy viết công thức biểu diễn mối liên hệ giữa các thông số của tTT (1) và TT (2). Rút ra nhận xét về quan hệ giữa các thông số ở các trạng thái khác nhau. p PT (4) được nhà Vật lý Cla - Pê - rôn tìm ra năm 1834 gọi là PT trạng thái của khí lí tưởng hay PT Cla - Pê - rôn u Hằng số trong PT (4) phụ thuộc vào yếu tố nào? u Các PTTT áp dụng cho khối lượng khí như thế nào? p Vận dụng kiến thức vừa học làm bài tập thí dụ và giải bài tập 7 SGK. p Hãy xác định rõ các thông số của mỗi trạng thái đầu bài đã cho và thông số đầu bài yêu cầu tìm sau đó vận dụng biểu thức của PTTT giải bài toán . Chú ý: Đổi đơn vị của các đại lượng thống nhất. K học sinh nhắc lại k/n khí lý tưởng K Cá nhân đọc sách giáo khoa K Thực hiện yêu cầu của giáo viên K Học sinh nhắc lại nội dung và viết biểu thức của 2 định luật đã học và trả lời: Các định luật này chỉ khảo sát sự biến đổi của 2/3 thông số trạng thái. K Cá nhân học sinh nhận thức vấn đề cần nghiên cứu. K Cá nhân học sinh thực hiện yêu cầu của giáo viên + Lượng khí chuyển từ TT (1) TT (1’) bằng quá trình đẳng nhiệt T = T1 , biểu thức tuân theo định luật Bôi Lơ - Ma ri ốt. + Lượng khí chuyển từ TT (1’ ) TT (2) bằng quá trình đẳng tích , biểu thức tuân theo định luật Sác Lơ. K Cá nhân học sinh thực hiện theo yêu cầu của giáo viên. K Đọc SGK, trả lời câu hỏi của Giáo viên. K PTTT áp dụng cho khối lượng khí không đổi. K Cá nhân tự lực giải bài tập và ví dụ. Gọi học sinh lên bảng giải bài tập. I- Khí thực và khí lý tưởng: - Khí lý tưởng tuân theo đúng các định luật về chất khí đã học. - Khi không cần độ chính xác cao ( ở những nhiệt độ và áp suất thông thường) có thể áp dụng các định luật của khí lí tưởng cho khí thực. II- Phương trình trạng thái của khí lý tưởng: Xét một khối lượng khí m + ở trạng thái có: P1, V1, T1 O P’ P2 P1 V1 V2 V P (1) (1’) (2) + Chuyển sang trạng thái 2 có: P2, V2, T2, qua trạng thái trung gian 1’ có: P’,V2, T1. + Khi chuyển từ TT (1) TT (1’) ta có: (1) + Khi chuyển từ TT (1’) TT (2) ta có : (2) + từ (1) (2) ta được : (3) hay tổng quát : (4) (4 ) là PTTT của khí lý tưởng . Độ lớn của hằng số trong (4) phụ thuộc vào khối lượng khí ta xét. Ví dụ : Cho một khối lượng khí + ở TT (1) có : V1 = 100cm3 , t1 = 27oC P1 = 105 at. V2 = 20cm3 ; t2 = 390C P2 = ? Giải : Theo đb ta có : T1 = 27 + 273 = 3000K T2 = 39 + 273 = 3120K áp dụng PT (4) ta được : p Tổng kết bài học : - Giáo viên yêu cầu học sinh tự đọc phần ghi nhớ trong SGK p BTVN: Giải bài tập 6,7, 8 và các bài tập trong sách BTVL 10; Đọc trước bài học giờ sau.