Giáo án Vật lý 10 bài 38, 39

Bài 38 ỨNG DỤNG ĐỊNH LUẬT BECNULI I. MỤC TIÊU Hiểu được cách đo áp suất tĩnh và áp suất động và giải thích được một vài hiện tượng bằng định luật Becnuli II. CHUẨN BỊ Tranh vẽ các hình 4.12 ; 4.13 ; 4.14 ; 4.17 III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC ] Ổn định lớp học 1) Kiểm tra bài củ : + Câu 01 : Trình bày hệ thức liên hệ giữa vận tốc và tiết diện trong một ống dòng ? + Câu 02 : Thế nào là ống dòng ? + Câu 03 : Viết biểu thức và phát biểu định luật Becnuli 2) Nội dung bài giảng : Ê Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh I. ĐO ÁP SUẤT TĨNH VÀ ÁP SUẤT TOÀN PHẦN 1) Đo áp suất tĩnh GV trình bày các dụng cụ như hình vẽ ! GV : Đặt một ống hình trụ hở hai đầu , sao cho miệng ống song song với dòng chảy. Để xác định áp xuất tĩnh chất lỏng ta làm thế nào ? HS : Biết tiết diện của ống và độ cao của cột chất lỏng , ta tính được áp lực nước tác dụng lên một đơn vị diện tích ống dựa vào công thức p = = rgh , đó cũng chính là áp suất tĩnh. 2) Đo áp suất toàn phần GV trình bày các dụng cụ như hình vẽ ! GV : Dùng một ống hình trụ hở hai đầu , một đầu được uống vuông góc . Đặt ống sao cho miệng ống vuông góc với dòng chảy GV : Ở đây khi biết tiết diện của ống và độ cao của cột chất lỏng , ta tính được áp suất toàn phần tại điểm đặt ống, phần này không nói đến vận tốc chảy của nước trong ống II. ĐO VẬN TỐC CHẤT LỎNG – ỐNG VĂNGTUYRI Phần này GV yêu cầu HS nghiên cứu và tự giải thích ở nhà ! GV : ð _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ III. ĐO VẬN TỐC MÁY BAY NHỜ ỐNG PITÔ Phần này GV yêu cầu HS nghiên cứu và tự giải thích ở nhà ! GV : ð _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ IV. MỘT VÀI ỨNG DỤNG KHÁC CỦA ĐỊNH LUẬT BECNULI 1) Lực nâng máy bay GV : Trong quá trình máy bay chuyển động, ta coi như máy bay đứng yên và không khí chuyển động thành dòng theo chiều ngược lại với cùng vận tốc. Ta thấy ở bên trên , các đừơng dòng xít vào nhau hơn phía dưới cánh. Các em hãy so sánh vận tốc dòng khí phía trên và dưới cánh máy bay ? HS : Vận tốc dòng khí phía trên cánh máy bay lớn hơn so với vận tốc dòng khí phía dưới GV : Các em hãy so sánh áp suất dòng khí phía trên và dưới cánh máy bay ? HS : Vận tốc dòng khí phía trên cánh máy bay nhỏ hơn so với áp suất dòng khí phía dưới tạo nên một lực nâng máy bay. 2) Bộ chế hoà khí ( Cacbuaratơ ) GV : ð _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ V. CHỨNG MINH PHÂN TỬ BECNULI ĐỐI VỚI ỐNG NẰM NGANG GV : ð _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ __ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ __ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ __ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ __ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ __ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ I. ĐO ÁP SUẤT TĨNH VÀ ÁP SUẤT TOÀN PHẦN 1) Đo áp suất tĩnh Đặt một ống hình trụ hở hai đầu , sao cho miệng ống song song với dòng chảy. Biết tiết diện của ống và độ cao của cột chất lỏng, ta tính được áp suất tĩnh của ống 2) Đo áp suất toàn phần Dùng một ống hình trụ hở hai đầu , một đầu được uống vuông góc . Đặt ống sao cho miệng ống vuông góc với dòng chảy . Biết tiết diện của ống và độ cao của cột chất lỏng , ta tính được áp suất toàn phần tại điểm đặt ống II. ĐO VẬN TỐC CHẤT LỎNG – ỐNG VĂNGTUYRI Ống Văngtuyri được đặt nằm ngang, gồm một phần tiết diện S và một phần có tiết diện s. Một áp kế hình chữ U , có hai đầu nối với hai ống đó , cho biết hiệu áp suất tĩnh giữa hai tiết diện. Biết hiệu áp suất Dp và các tiết diện S, s ta có thể tính vận tốc : III. ĐO VẬN TỐC MÁY BAY NHỜ ỐNG PITÔ Ống ptiô được gắn vào cánh máy bay, dòng không khí bao xung quanh ống. Vận tốc khí “chảy” vuông góc với tiết diện S của một ống nhánh chữ U . Nhánh kia thông qua một buồng bằng áp suất tĩnh của một dòng không khí bên ngoài. Độ chênh của hai mực chất lỏng trong ống chữ U cho phép ta tính được vận tốc của dòng khí tức là vận tốc của máy bay. IV. MỘT VÀI ỨNG DỤNG KHÁC CỦA ĐỊNH LUẬT BECNULI 1) Lực nâng máy bay Trong quá trình máy bay chuyển động, ta coi như máy bay đứng yên và không khí chuyển động thành dòng theo chiều ngược lại với cùng vận tốc . Ta thấy ở bên trên , các đừơng dòng xít vào nhau hơn phía dưới cánh. Vận tốc dòng khí phía trên lớn hơn phía dưới tạo nên một lực nâng máy bay. 2) Bộ chế hoà khí ( Cacbuaratơ ) Là bộ phận trong các động cơ đốt trong dùng để cung cấp hỗn hợp nhiên liệu – không khí cho động cơ. Trong buồng phao A, xăng được giữ ở mức ngang với miệng vòi phun G nhờ hoạt động của phao P. Ống hút khí có một đoạn thắt lại tại P. Ống hút khí có một đoạn thắt lại tại B. Ở đó áp suất giảm xuống, xăng bị hút lên và phân tán thành những hạt nhỏ trộn lẫn với không khí tạo thành hỗn hợp đi vào xilanh. ( Xem hình ảnh SGK Tr 164 ) V. CHỨNG MINH PHÂN TỬ BECNULI ĐỐI VỚI ỐNG NẰM NGANG Theo định lí động năng ta có : DWđ = A DWđ = ½ mv22 + ½ mv12 = ½ rDV2v22 + ½ rDV1v12 Vì khối chất lỏng không chịu nén nên ta có : DV1 = DV2 = DV nên : DWđ = ½ rDVv22 + ½ rDVv12 + Ở đầu S1 , áp suất p1 hướng theo chiều dòng chảy nên gây ra áp lực F1 = p1S1 ; Công của lực F1 là A1 = F1. Dx1 = p1S1Dx1 = p1DV A2 = F2. Dx2 = p2S2Dx2 = p2DV A = A1 + A2 = p1DV + p2DV Khi đó : p1DV + p2DV = ½ rDVv22 + ½ rDVv12 Û p1 + ½rv12 = p2 + ½rv22 = hằng số 3) Cũng cố : + Câu 1: Tại sao nói định luật Becnuli là một ứng dụng của định luật bào toàn năng lượng ? + Câu 2 : Chứng minh định luật Becnuli ? 4) Dặn dò học sinh : - Trả lời câu hỏi 1 ; 2; 3 Tr 166 - Làm bài tập : 1; 2 Tr 166 Chương 5 CHẤT KHÍ {{{{{{{{{{ – ] — {{{{{{{{{{ Bài 39 THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ VỀ CHẤT KHÍ I. MỤC TIÊU Có khái niệm về lượng chất, hiểu rõ ràng và chính xác khái niệm mol , số Avôgađrô, có thể tính toán tìm ra một số hệ quả trực tiếp. Nắm được thuyết động học phân tử về chất khí và một phần về chất lỏng và chất rắn. II. CHUẨN BỊ Tranh vẽ 5.1 ; 5.2 ; và 5.3 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC ] Ổn định lớp học 1) Kiểm tra bài củ : + Câu 01 : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ + Câu 02 : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ + Câu 03 : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2) Nội dung bài giảng : Ê Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh I. TÍNH CHẤT CỦA CHẤT KHÍ GV mô tả thí nghiệm bình kín dưới đây : GV : Qua bình kính trên, các em cho biết không khí ( chất khí) tập trung ở vị trí nào trong bình ? HS : Không khí lan tỏa đều đặng trong bình GV : Đó là tính “bành trướng” của không khí GV : Nếu như ta nén không khí lại để áp kế tăng lên, nghĩa là áp suất tăng thì thể tích không khí như thế nào ? HS : Thể tích không khí trung bình sẽ giảm. GV : Khi ta xét khối lượng riêng 1 m3 nước, kim loại, và không khí, các em cho biết khối lượng riêng không khí như thế nào so với khối lượng riêng của các chất còn lại ? HS : Chất khí có khối lượng riêng rất nhỏ hơn so với chất rắn và chất lỏng II. CẤU TRÚC PHÂN TỬ GV : Như các em đã biết chất khí là một dạng vật chất, no1 được hình thành từ những hạt vi mô gọi là gì ? HS : Được gọi là hạt nguyên tử GV : các nguyên tử tương tác và liên kết với nhau thành các hạt gì ? HS : Các hạt phân tử GV :Một phân tử bao gồm mấy nguyên tử ? HS : Một phân tử bao gồm một hay nhiều hạt nguyên tử GV : Phân tử khí H2 có mấy nguyên tử ? HS : Phân tử H2 có 2 nguyên tử GV : Cùng một loại chất khí sẽ có cấu tạo phân tử như thế nào ? ® Lượng chất – mol III. LƯỢNG CHẤT VÀ MOL GV : 1 mol là lượng chất trong đó có chứa một số phân tử hay nguyên tử bằng số nguyên tử chứa trong 12 g cacbon 12. Số phân tử hay nguyên tử chừa trong 1 mol của mọi chất đều có cùng 1 giá trí gọi là số Avôgađrô : NA = 6,02.1023 mol -1 Khối lượng mol của một chất được đo bằng khối lượng của một mol chất ấy ( khối lượng nguyên tử hay khối lượng phân tử ) HS : TD : Khối lượng mol H2 bằng 2 g/mol Thể tích mol của một chất khí được đo bằng thể tích của 1 mol chất ấy. Ở điều kiện chẩn thể tích mol chất khí bằng 22,4 lít/mol Khối lượng của 1 phân tử khí : HS : TD : Phân tử O2 có khối lượng : = 5,3.10-23 g Số mol n chứa trong khối lượng m của một chất : HS : TD : Trong 24 g N2 chứa : = 0,86 mol Số phân tử (hay nguyên tử ) N có trong khối lượng m của một chất : N = n.NA = .NA IV. MỘT VÀI LẬP LUẬN GV : Chất khí có khối lượng riêng nhỏ ® mật độ phân tử nhỏ ® có nhiều khoảng trống giửa các phân tử ® Chất khí có thể nén lại được GV : Các em đã học ở lớp dưới, khi ta xít nước hoa lên bình hoa, một lát sau cả gian phòng tràn ngập mùi hương, đây là hiện tượng gì của chất khí ? HS : Hiện tượng khếch tán GV : Chính hiện tượng này đã dẫn đến tình bành trướng của chất khí GV : các em đã học qua tính chất của phân tử lớp dưới, phân tử ở trạng thái đứng yên hay chuyển động ? HS : Phân tử chuyển động hổn độn GV : Phân tử khí chuyển động hổn độn do sự va chạm lẫn nhau V. THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ GV : Chất khí được cấu tạo từ những hạt phân tử rất nhỏ, trong một số trường hợp đặc biệt ta có thể xem chúng là chất điểm GV : Các phân tử khí chuyển động nhiệt hỗn loạn , khi nhiệt độ càng cao thì vận tốc của chúng như thế nào ? HS : Vận tốc chuyển động nhiệt của chúng càng cao GV : Do chuyển động hỗn loạn nên tại mọi thời điểm vận tốc của chúng có hướng phân bố đều. GV : Khi chuyển động các phân tử này va chạm với nhau và va chạm vào thành bình. Giữa hai thời điểm 2 va chạm, phân tử gần như tự do và chuyển động thẳng đều. GV : Khi va chạm với nhau, các em cho biết hướng và vận tốc của phân tử như thế nào ? HS : Hướng của vận tốc phân tử thay đổi GV : Phân tử có va chạm với thành bình không ? HS : Phân tử va chạm với thành bình và va chạm trở lại GV : Khi va chạm thành bình, phân tử bị bật trở lại và truyền cho thành bình một động lượng ® Áp suất chất khí lên thành bình. VI. THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CỦA VẬT CHẤT GV : Vật chất được cấu tạo như thế nào ? HS : Vật chất được cấu tạo từ những phân tử ( hoặc nguyên tử ), các hạt phân tử ( nguyên tử ) GV : Các phân tử vật chất ở trạng thái chuyển động hay đứng yên ? HS : Các phân tử vật chất ở trạng thái chuyển động nhiệt không ngừng GV : Nếu chất khí bị giảm thể tích và nhiệt độ thì các phân tử lại gần nhau hơn và chuyển động các phân tử như thế nào ? HS : Chuyển động chậm dần GV : Khi đó xuất hiện những liên kết các phân tử với nhau trong một cấu trúc nhất định. Chất khí mất đi tính bành trướng và trở thành chất lỏng hoặc chất rắn GV : Trong chất lỏng và chất rắn vẫn có chuyển động nhiệt, là sự dao động của các phân tử ( nguyên tử ) qunh một vị trí cân bằng. I. TÍNH CHẤT CỦA CHẤT KHÍ - Bành trướng : Chiếm toàn bộ thể tích của bình chứa - Chịu nén : Khi tăng áp suất tác dụng lên một lượng khí thì thể tích của nó giảm đáng kể - Có khối lượng riêng nhỏ so với chất rắn và chất lỏng II. CẤU TRÚC CỦA PHÂN TỬ CHẤT KHÍ Mỗi chất khí được cấu tạo từ những phân tử giống hệt nhau. Mỗi phân tử có thể bao gồm một hay nhiều nguyên tử. III. LƯỢNG CHẤT – MOL 1 mol là lượng chất trong đó có chứa một số phân tử hay nguyên tử bằng số nguyên tử chứa trong 12 g cacbon 12. Số phân tử hay nguyên tử chừa trong 1 mol của mọi chất đều có cùng 1 giá trí gọi là số Avôgađrô : NA = 6,02.1023 mol -1 Khối lượng mol của một chất được đo bằng khối lượng của một mol chất ấy ( khối lượng nguyên tử hay khối lượng phân tử ) Thí dụ : Khối lượng mol H2 bằng 2 g/mol Thể tích mol của một chất khí được đo bằng thể tích của 1 mol chất ấy. Ở điều kiện chẩn thể tích mol chất khí bằng 22,4 lít/mol Khối lượng của 1 phân tử khí : VD : Phân tử O2 có khối lượng : = 5,3.10-23 g Số mol n chứa trong khối lượng m của một chất : VD : Trong 24 g N2 chứa : = 0,86 mol Số phân tử (hay nguyên tử ) N có trong khối lượng m của một chất : N = n.NA = .NA IV. MỘT VÀI LẬP LUẬN Chất khí có khối lượng riêng nhỏ ® mật độ phân tử nhỏ ® có nhiều khoảng trống giửa các phân tử ® Chất khí có thể nén lại được Chất khí có hiện tượng khếch tán ® Phân tử khí chuyển động hổn độn. V. THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ - Chất khí được cấu tạo bởi các hạt phân tử rất nhỏ. Phần lớn phân tử được coi là chất điểm. - Các phân tử chuyển động nhiệt hỗn loạn không ngừng. Nhiệt độ càng cao thì vận tốc chuyển động các phân tử càng lớn. Hướng vận tốc chuyển động nhiệt của các phân tử phân bố đều trong không gian - Khi chuyển động các phân tử va chạm vào nhau và va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình. Giửa hai va chạm, phân tử gần như tự do và chuyển động thẳng đều. VI. THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CỦA VẬT CHẤT - Vật chất được cấu tạo từ những phân tử ( hoặc nguyên tử ), các hạt phân tử ( nguyên tử ) chuyển động nhiệt không ngừng - Nếu chất khí bị giảm thể tích và nhiệt độ thì các phân tử lại gần nhau hơn và chuyển động chậm dần, xuất hiện những liên kết các phân tử với nhau trong một cấu trúc nhất định. Chất khí mất đi tính bành trướng và trở thành chất lỏng hoặc chất rắn - Trong chất lỏng và chất rắn vẫn có chuyển động nhiệt, là sự dao động của các phân tử ( nguyên tử ) qunh một vị trí cân bằng. 3) Cũng cố : + Câu 1 : Số Avôgađô là gì ? Mol là gì ? + Câu 2 : Có môi quan hệ như thế nào giữa nhiệt độ và chuyển động hỗn loạn giữa các phân tử ? + Câu 3 : Tính chất hỗn loạnb của chuyển động nhiệt của phân tử được thể hiện ở vận tốc phân tử như thế nào ? 4) Dặn dò học sinh : - Trả lời câu hỏi 1 ; 2; 3 ; 6 ; 7 Tr 175 - Làm bài tập : 1; 2; 3 Tr 175