Giáo án Vật lí 10 - Tiết 62 - Thuyết động học phân tử chất khí cấu tạo chất

GIÁO ÁN CHUYÊN MÔN Họ và tên giáo viên : Trường : Tỉnh : Lớp : Thứ sáu ngày 21 tháng 3 năm 2008 Tiết : 4 Tiết 62 : THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ CẤU TẠO CHẤT I. MỤC TIÊU. 1. Kiến thức. Có khái niệm về lượng chất, hiểu rõ ràng và chính xác các khái niệm mol, số A-vô-ga-đrô. Có thể tính toán tìm ra một số hệ quả trực tiếp. Nắm được thuyết động học phân tử chất khí và một phần về chất lỏng và chất rắn. 2. Kỹ năng. Giải thích các hiện tượng vật lí có liên quan. Vận dụng kiến thức về thuyết động học phân tử chất khí và cấu tạo chất để giải các bài tập vật lí đơn giản. II. CHUẨN BỊ. 1. Giáo viên. Hình vẽ có trong bài học. 2. Học sinh. Ôn lại những kiến thức về cấu tạo chất đã học ở lớp 8. III. TIẾN TRÌNH TIẾT HỌC. TG Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung Họat động 1 : Kiểm tra điều kiện, đề xuất vấn đề. Hiện tượng gì sẽ xảy ra nếu ra mở van thông ống nối giữa hai bình. Nếu thay bình chứa clo bằng bình đựng chất lỏng và chất rắn hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào ? Vậy chất khí có tính chất và cấu trúc như thế nào ? Tính chất đó có đặc điểm gì khác so với chất lỏng và chất rắn? Cá nhân trả lời : Khí Clo sẽ bay sang bình bên kia. Hiện tượng sẽ không xảy ra. Cá nhân nhận thức vấn đề cần nghiên cứu. * Thí nghiệm. Khí Clo sẽ bay sang chiếm đầy thể tích bình bên kia. Hoạt động 2 : Nghiên cứu cấu trúc và tính chất của chất khí. Qua ví dụ trên em hãy cho biết hình dạng và thể tích của chất khí ? Thể tích của chất khí có xác định hay không ? Mô tả một thí nghiêm nhỏ : Thể tích khối khí có giữ một giá trị cố định không qua thí nghiệm sau : Thể tích của khối khí có thay đổi không khi ta nén một lực F lên pittông hướng xuống dưới ? Thông báo : Chứng tỏ chất khí có tính chịu nén. Thể tích khối khí phụ thuộc như thế nào vào khoảng cách giữa các phân tử khí ? Tại sao khối khí lại có tính bành trướng ? Thông báo về thí nghiệm thức tế của các nhà khoa học trong việc nghiên cứu cấu tạo chất khí và đi đến sự ra đời của thuyết động học phân tử chất khí. Cá nhân trả lời : Từ thí nghiệm trên chứng tỏ khối khí có thể tích và hình dạng của bình chứa nó. Cá nhân trả lời : Thể tích giảm. Chất khí được tạo thành bởi các phân tử khí, giữa các phân tử khí có khoảng trống nên khi nén khoảng trống giảm làm giảm thể tích chất khí. Do giữa các phân tử khí có khoảng trống nên khối lượng khí trong một thể tích nhỏ hơn so với chât lỏng và chất rắn dẫn đến chất khí có khối lượng riêng nhỏ. Cá nhân lắng nghe và ghi nhận. Cá nhân trả lời. Cá nhân lắng nghe, ghi nhận. 1. Tính chất của chất khí. Chất khí có các tính chất đặc biệt sau : Bành trướng : Chiếm đầy thể tích bình chứa Dễ nén Có khối lượng riêng nhỏ so với chất lỏng và chất rắn. 2. Cấu trúc của chất khí. Mỗi chất khí được tạo thành từ những phân tử giống hệt nhau. Mỗi phân tử có thể gồm một, hai hoặc nhiều nguyên tử. 3. Một vài lập luận để hiểu cấu trúc phân tử của chất khí. Chất khí có khối lượng riêng nhỏ tức là mật độ phân tử nhỏ. Do trong chất khí có nhiều khoảng trống giữa các phân tử, do đó khi nén khoảng cách này giảm đi làm giảm thể tích chất khí. Khí có khuynh hướng lan ra mọi phía, do đó nó chiếm toàn bộ thể tích bình chứa nó. Có thể coi phân tử khí chuyển động tự do giữa hai va chạm. Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn. Các nhà bác học đã làm thí nghiệm quan sát qua kính hiển vi các hạt nhỏ lơ lửng trong không khí, và nhận thấy chúng chuyển động hỗn loạn, đó là chuyển động Brao – nơ trong không khí. Chuyển động này tạo nên va chạm giữa các phân tử khí lên các hạt các phân tử khí cũng chuyển động hỗn loạn. Hoạt động 3 : Thuyết động học phân tử chất khí. Thông báo : Để giải thích các hiện tượng trên các nhà bác học đã làm thí nghiệm quan sát qua kính hiển vi các hạt nhỏ lơ lửng trong không khí, và nhận thấy chúng chuyển động hỗn loạn, đó là chuyển động Brao – nơ trong không khí. Chuyển động này tạo nên va chạm giữa các phân tử khí lên các hạt các phân tử khí cũng chuyển động hỗn loạn. Và với nhiều thí nghiệm khác các nhà khoa học đã tóm tắt và kết luận thành thuyết động học phân tử. Giáo viên thông báo nội dung của thuyết động học phân tử chất khí. Kết luận về chất khí lí tưởng. Cá nhân lắng nghe, ghi nhận. 4. Thuyết động học phân tử chất khí. Chất khí bao gồm cá phân tử. Kích thước của các phân tử nhỏ. Trong phần lớn các trường hợp có thể coi mỗi phân tử khí như một chất điểm. Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, nhiệt độ càng cao thì vận tốc chuyển động càng lớn. Chuyển động hỗn loạn của các phân tử khí gọi là chuyển động nhiệt. Khi chuyển động, mỗi phân tử va chạm với các phân tử khác và va chạm với thành bình. Giữa hai va chạm, phân tử gần như tự do và chuyển động thẳng đều. Sự va chạm của các phân tử khí với nhau và với thành bình tạo nên áp suất chất khí. Tóm lại : Có thể coi gần đúng phân tử của chất khí là những chất điểm, chuyển động hỗn loạn không ngừng, chỉ tương tác với nhau khi va chạm. Chất khí như vậy được gọi là Khí lí tưởng. Họat động 4 : Nhắc lại một số khái niệm lượng chất và mol. Trong 12 g nguyên tử cacbon 12 có bao nhiêu nguyên tử cacbon 12. Khối lượng mol được xác định như thế nào ? Từ khối lượng mol và số Avô - ga - đrô NA có thể suy ra khối lượng m0 của một phân tử hay nguyên tử một chất như thế nào ? Thể tích của một chất khí bất kỳ ở điều kiện chuẩn có thể tích là bao nhiêu ? Cách xác định số mol ? Một mol chứa NA nguyên tử hay phân tử vậy số nguyên tử hay phân tử trong khối lượng chất m được tính bằng công thức nào ? Cá nhân trả lời : có NA = 6,023.1023 mol-1 gọi là số Avô - ga - đrô. Cá nhân trả lời : Khối lượng mol của một chất được đo bằng khối lượng của một mol chất đó. Cá nhân trả lời dựa vào kiến thức cũ đã học. Cá nhân trả lời. Cá nhân trả lời. Cá nhân trả lời. 5. Lượng chất, mol. 1 mol là lượng chất trong đó có chứa số phân tử hay nguyên tử bằng số phân tử hay nguyên tử bằng số nguyên tử của 12 g cacbon 12. NA = 6,023.1023 mol-1 Khối lượng mol một chất được đo bằng khối lượng một mol chất đó. Kí hiệu : m Ví dụ : mH = 2g/mol. Thể tích mol một chất đo bằng thể tích của 1 mol chất ấy. Ở điều kiện chuẩn ( 00C và 1 atm) thể tích một mol mọi chất khí đều bằng 22,4 l/mol hay 0,0224 m3/mol. Khối lượng m0 của một phân tử (Hay nguyên tử) một chất m0 = số mol n chứa trong khối lượng m của một chất : n = Số phân tử hay nguyên tử chứa trong khối lượng m của một chất : N = nNA = NA Hoạt động 5 : Củng cố bài học. Trình bày thuyết động học phân tử ? Giải thích tính bành trướng của chất khí. Bài tập về nhà : Làm các bài tập trong SGK. Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập.