Giáo án môn Vật lý 10 - Tiết 51 - Bài 31: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng định luật gay luy – xác

Tiết 51 Bài 31 Phương trình trạng thái của khí lí tưởng Định luật Gay luy – xác Ngày soạn 11 – 03- 2010 I. Mục tiêu 1. Kiến thức - Thấy được sự khác biệt giữa khí thực và khí lí tưởng và việc áp dụng các định luật của khí lí tưởng cho khí thực - Viết được biểu thức phương trình trạng thái khí lí tưởng - Nêu được định nghĩa quá trình đẳng áp, nội dung và biểu thức định luật Gay-Luy-xắc. - Nêu được khái niệm đường đẳng áp và đặc điểm của nó trong các hệ toạ độ - Hiểu được ý nghĩa vật lí của “không độ tuyệt đối”. 2. Kĩ năng - Rèn kĩ năng vận dụng các định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt và định luật Sác-lơ và biểu diễn các quá trình đẳng tích , quá trình đẳng nhiệt trên cùng hệ toạ độ - Vận dụng được phương trình trạng thái khí lí tưởng để giải các bài tập liên quan 3. Thái độ tình cảm -Có hứng thú học tập, lòng yêu thích bộ môn - Phát triển tư duy, hình thành thế giới quan khoa học II chuẩn bị 1. Giáo viên - Hình 31.3, 31.4 SGK- 164 - Đọc thêm tài liệu để thấy được các quan điểm khác nhau, con đường tư duy của bài 2. Học sinh: - Ôn lại bài 29 và 30. - Đọc trước bài 31 III- Tiến trình dạy học ổn định tổ chức lớp (1 phút) Ngày dạy Lớp Tiết Học sinh vắng 2- Kiểm tra bài cũ ( 4 phút) + Phát biểu nội dung và viết biểu thức định luật Sac-lơ? + Nêu khái niệm đường đẳng tích và đặc điểm của nó trong hệ toạ độ (p,T)? 3- Bài mới * Đặt vấn đề ( 1 phút) Xét quả bóng bay được bơm khí. Nếu bóp lại => quá trình đẳng nhiệt , nếu nhúng xuống nước nóng=> quá trình đẳng tích. Các qua trình đó ta đã tìm được mối quan hệ giữa p,V,T. Vậy nếu vừa bóp, vừa nhúng quả bóng xuống nước nóng thì đó là quá trình nào và p,V,T có mối quan hệ như thế nào => bài mới * Hoạt động 1 (5 phút): Phân biệt khí thực và khí lí tưởng. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Nhớ lại và phát biểu - Yêu cầu nhắc lại khái niệm khí lí tưởng ? - Lắng nghe, ghi nhận - Nhấn mạnh lại và khẳng định : Chỉ có khí lí tưởng mới tuân theo đúng các định luật về chất khí đã học. Tuy nhiên trong thực tế ta cần nghiên cứu các chất khí có thực như không khí, o xi, Hiđrô... mà ta gọi là các khí thực - Ghi nhận - Khi không cần độ chính xác cao ta có thể áp dụng các định luật của khí lí tưởng cho khí thực - Khí thực chỉ tuân theo gần đúng các định luật đã học. Sự khác biệt là không lớn ở nhiệt độ và áp suất thông thường.Và khi không cần độ chính xác cao ta có thể áp dụng các định luật của khí lí tưởng cho khí thực Hoạt động 2 (12 phút): Xây dựng phương trình trạng thái của khí lí tưởng. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Lắng nghe,quan sát, suy nghĩ và ghi nhận II. Phương trình trạng thái khí lí tưởng 1.Ví dụ - Xét lượng khí chuyển từ trạng thái 1 (p1, V1, T1) sang trạng thái 2 (p2, V2, T2) qua trạng thái trung gian 1’ (p’, V2, T1) như sơ đồ - Lượng khí chuyển từ trạng thái 1 sang 1’ theo quá trình đẳng nhiệt P1V1 = p’V2 (1) - Từ trạng thái 1’ sang 2 là quá trình đẳng tích - Yêu cầu trả lời câu hỏi C1? - Từ (1) và (2) ta có (3) Hãy nhân vế với vế của (1), (2) và rút gọn? - ở mỗi vế biểu thức (3) chỉ chứa các thông số của trạng thái 1 hoặc 2, không phụ thuộc vào trạng thía trung gian. Với 1 2 là 2 trạng thái bất kì nên ta co kết luận - Trong quá trình biến đổi trạng thai bất kì, tỉ số = const - Yêu cầu nhận xét biểu thức (3) và rút ra kết luận về tỉ số - Thực hiện - Yêu cầu vẽ đồ thị biểu diễn quá trình trên hệ toạ độ (p,V)? - Ghi nhận - Nhấn mạnh lại ý nghĩa của các điểm, các đường trên đồ thị - Ghi nhận 2. Phương trình trạng thái khí lí tưởng (31.1) = const Hay (31.2) Trong đó: p1,V1, T1; p2,V2, T2 lần lượt là áp suất, thể tích, nhiệt độ của lượng khí ở trạng thái 1, 2. - Giới thiệu biểu thức (3), (4) được Cla-pê-rôn tìm ra và gọi là phương trình trạng thái khí lí tưởng (phương trình Cla-pê-rôn) - Ghi nhận - phương trình Cla-pê-rôn cho n mol khí pV = nRT R = 8,31 J/mol.K -Mở rộng: phương trình Cla-pê-rôn cho n mol khí pV = nRT R = 8,31 J/mol.K Hoạt động 3 (10 phút): Tìm hiểu quá trình đẳng áp Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Phát biểu III. Quá trình đẳng áp 1. Khái niệm - Quá trình biến đổi trạng thái trong đó áp suất được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng áp - Tương tự quá trình đẳng nhiệt , quá trình đẳng tích; yêu cầu nêu khái niệm quá trình đẳng áp? - Thực hiện 2. Mối liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng áp - Yêu cầu rút ra mối liên hệ giữa V,T từ phương trình trạng thái khí lí tưởng ? Từ => khi p = const ta có = const (31.3) - Ghi nhận và phát biểu * Định luật Gay-Luy-xắc Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định thì thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối - Biểu thức trên được Gay-Luy-xắc tìm ra và phát biểu thành định luật Gay-Luy-xắc - Yêu cầu phát biểu? - Lắng nghe, ghi nhận - Nhấn mạnh cho HS thấy được các định luật cho các đẳng quá trình là trường hợp riêng của phương trình trạng thái khí lí tưởng và phương trình trạng thái khí lí tưởng là tổng quát - Thực hiện - Tương tự đường đẳng tích, yêu cầu vẽ đồ thị biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo nhiệt độ trong quá trình đẳng áp? - Phát biểu, nhận xét và ghi nhận 3. Đường đẳng áp a. Khái niệm - Đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo nhiệt độ khi áp suất không đổi gọi là đường đẳng áp Yêu cầu nêu khái niệm đường đẳng áp? - Phát biểu, nhận xét và ghi nhận b. Đặc điểm - Trong hệ toạ độ (p,V) là đường thẳng nếu kéo dài đi qua gốc toạ độ - ứng với các áp suất khác nhau ta có các đường đẳng áp khác nhau tạo thành họ đường đẳng áp mà đường trên ứng với áp suất nhỏ hơn - Thực hiện - Yêu cầu nêu đặc điểm đường đẳng áp? - Khẳng định lại - Yêu cầu chứng minh đặc điểm trên Hoạt động 4 (5 phút): Tìm hiểu khái niệm “Độ không tuyệt đối” Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Quan sát, nhận xét Khi đó thể tích, áp suất đều nhỏ hơn hoặc bằng 0. - Yêu cầu quan sát H.31.4 SGK- 164 và có nhận xét gì khi nhiệt độ giảm tới 0 K và nhỏ hơn 0 K? - Ghi nhận IV. Độ không tuyệt đối - Là nhiệt độ thấp nhất trong thang nhiệt độ Kenvin. - Trong thực tế không thể đạt tới được nhiệt độ 0 K - Điều đó là không thể xảy ra trong thực tế => Kenvin đã đưa ra thang nhiệt độ mà bắt đầu từ 0 K, mỗi độ chia cũng bằng thang nhiệt độ Xenciut. Và 0 K gọi là “độ không tuyệt đối”. Đó là nhiệt độ thấp nhất trong thang nhiệt độ Kenvin mà ta không thể đạt tới được 4. Củng cố ( 5 phút) - Nói thêm về cách xây dựng phương trình trạng thái khí lí tưởng - Yêu cầu trả lời các câu hỏi trắc nghiệm trong SGK - Yêu cầu vẽ đường đẳng áp trong các hệ toạ độ (p,T), (p,V) 5. Giao nhiệm vụ về nhà (1 phút) - Làm các bài tập 7,8 SGK- 166 và làm thêm trong SBT IV. Rút kinh nghiệm