Giáo án Vật lý 10 bài 40 đến 45

Bài 40 ĐỊNH LUẬT BOYLE – MARIOTTE I. MỤC TIÊU - Quan sát và theo dõi thí nghiệm, tứ đó suy ra định luật Boyle Mariotte. Biết vận dụng định luật để giải thích hiện tượng khi bơm khí (bơm xe đạp) và giải bài tập. - Biết vẽ đường biểu diễn sự phụ thuộc của áp suất và nhiệt độ trên đồ thị II. CHUẨN BỊ - Tranh vẽ thí nghiệm hình 5.4 SGK Trang 176 III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC ] Ổn định lớp học 1) Kiểm tra bài củ : + Câu 01 : Có thể bỏ qua kích thước phân tử của chất lỏng và chất rắn không ? Tại sao ? + Câu 02 : Số Avôgađrô là gì ? Mol là gì ? + Câu 03 : Có mối liên hệ như thế nào giữa nhiệt độ và chuyển động hỗn loạn của phân tử ? 2) Nội dung bài giảng : Ê Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh I. THÍ NGHIỆM GV trình bày thí nghiệm như hình vẽ 5.4 Và đồng thời đưa lên bảng số liệu II. ĐỊNH LUẬT GV : Qua bảng số liệu trên, các em rút ra nhận xét như thế nào về tích số p.V HS : Tích số p.v là một hằng số GV : Chẳng hạn như bây giờ chúng ta dùng tay bịt kín một đầu miệng ống bơm tay, còn tay kia thì nén ống ống bơm xuống. Sau một thời gian nén ta thấy như thế nào ? HS : Ta sẽ thấy tay kia nặng dần lên khi chịu ống bơm. GV : Để giải thích hiện tượng trên, ta thực hiện thí nghiệm như sau . Ta giả sử như có một bình kín được lắp đặt như hình vẽ bên GV : Qua sơ đồ trên, nến như ta nén pittông xuống thì áp kế sẽ như thế nào ? HS : Khi đó áp kế sẽ tăng lên lên, hay nói đúng hơn là áp kế có giá trị khác không. GV : Khi ta nén xuống thì thông số trạng thái khí nào giảm ? HS : Đó là Thể tích. GV : Khi áp kế tăng, tức là đại lượng nào tăng ? HS : Thưa Thầy, thông số áp suất tăng. GV : Trong quá trình thí nghiệm trên, nhiệt độ có thay đổi không ? HS : Thưa Thầy không ! GV : Khi quá trình xảy ra mà nhiệt độ không thay đổi ta gọi là quá trình đẳng nhiệt. Vậy trong quá trình đẳng nhiệt thì áp suất và thể tích có mối liên hệ như thế nào ? HS : Khi thể tích giãm thì áp suất tăng, có nghĩa là thể tích và áp suất tỉ lệ nghịch nhau ! GV : Đó là nội dung chính của định luật Boyle Mariotte ! Þ Định luật Boyle Mariotte. * Định luật Boyle Mariotte. ( Giải thích từng đại lượng trong định luật ) Công thức : III. BÀI TẬP VẬN DỤNG I. THÍ NGHIỆM Lần 1 2 3 V (m3) 20 10 5 P (N/m2) 1 2 4 p.V 20 20 20 II. ĐỊNH LUẬT “Ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất p và thể tích V của một lượng khí xác định là một hằng số “ p.V = hằng số Hay p1V1 = p2V2 hay Ghi chú : Quá trình đẳng nhiệt là quá trình thay đổi trạng thái nhiệt của một lượng khí trong đó thể tích và áp suất thay đổi, nhưng nhiệt độ không đổi III. BÀI TẬP VẬN DỤNG Xét 0,1 mol khí trong điều kiện chuẩn : áp suất p0 = 1 atm = 1,013.105 Pa, nhiệt độ t0 = 00C a) Tính thể tích V0 của khí. Vẽ trên đồ thị p – V điểm A biều diễn trạng thái nói trên b) nén khí và giữ nhiệt độ không đổi 9 nén đẳng nhiệt) cho đến khi thể tích của khí là V1 = 0,5V0 thì áp suất p1 của khí bằng bao nhiêu ? Vẽ trên cùng đồ thị điểm B biểu diễn trạng thái này c) Viết biểu thức của áp suất p theo thể tích V trong quá trình nén đẳng nhiệt ở mục b. Vẽ đường biễu diễn. Đường biểu diễn có dạng gì ? Bài giải a) V0 = 0,1 thể tích mol = 2,24 l Điểm A có toạ độ V0 = 2,24l ; p0 = 1 atm b) Theo định luật Boyle – Mariotte p1V1 = p0V0 Þ p1= p0= 2 atm Điểm B có toạ độ : V1 = 1,12l ; p1 = 2 atm c) Theo định luật Boyle – Mariotte pV = hằng số = 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 là một cung hyperbol AB 3) Cũng cố : 4) Dặn dò học sinh : - Trả lời câu hỏi 1 ; 2; 3 - Làm bài tập : 1; 2; 3 Bài 41 ĐỊNH LUẬT SACLƠ NHIỆT ĐỘ TUYỆT ĐỐI I. MỤC TIÊU Biết khái niệm khí lí tưởng, nắm được khái niệm nhiệt độ tuyệt đối, hiểu được định nghĩa nhiệt độ. Biết vận dụng nhiệt độ tuyệt đối để phát biểu định luật Charles dưới dạng p = V.T II. CHUẨN BỊ - Tranh vẽ thí nghiệm hình 5.6 SGK Trang 179 III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC ] Ổn định lớp học 1) Kiểm tra bài củ : + Câu 01 : Tìm sự phụ thuộc của áp suất vào thể tích riêng của khí ? + Câu 02 : Tìm sự phụ thuộc của áp suất vào mật độ phân tử của khí ? ( mật độ phân tử là số phân tử trong đơn vị thể tích ) + Câu 03 : Dùng định luật Boyle – Mariotte giải thích tại sao bơm xe đạp lại làm tăng áp suất ? 2) Nội dung bài giảng : Ê Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh I. BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM GV trình bày thí nghiệm như hình vẽ 5.6 Và đồng thời đưa lên bảng số liệu II. ĐỊNH LUẬT CHARLES GV : Qua bảng số liệu trên, các em rút ra nhận xét như thế nào về sự phụ thuộc của p áp suất vào nhiệt độ ? HS : Khi nhiệt độ tăng thì áp suất cũng tăng theo GV : Khi thể tích không đổi , áp suất của một khối lượng khí xác định biến thiên theo hàm bậc nhất đối với nhiệt độ. pt = p0 (1 + g.t ) III. KHÍ LÍ TƯỞNG Định luật chỉ gần đúng cho khí thực , ở áp suất quá cao thì định luật không còn đúng. Định luật Boyle Mariotte và Charles hoàn toàn đúng cho khí lý tưởng * Khí thực và khí lý tưởng : Khí thực là khí thực bên ngoài , ở điều kiện bình thường Khí lý tưởng : là một chất khí mà trong đó các Phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác với nhau khi va chạm. Ở nhiệt độ thấp và áp suất nhỏ các khí thực có thể coi là gần đúng khí lý tưởng. IV. NHIỆT ĐỘ TUYỆT ĐỐI GV : * Độ không tuyệt đối : Là nhiệt độ ở – 2730C . Ở nhiệt độ này , áp suất = 0 và các phân tử ngừng chuyển động . * Nhiệt giai Kelvin : Là thang đo nhiệt độ tuyệt đốibắt đầu từ độ không tuyệt đối . Ở thang đo này thì các nhiệt độ đều có giá trị dương . Mỗi độ của nhiệt độ tuyệt đối bằng một độ của nhiệt độ Celsius ( 0C ) Công thức liên hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối và nhiệt độ Celsius [ Cenxint ] T = (273 + t) 0K ( t: 0C) V. ĐỊNH NGHĨA NHIỆT ĐỘ Nhiệt độ T là đại lượng tỉ lệ thuận với áp suất p của một lượng khí có thể tích không đổi ở áp suất thấp. I. BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM Lần 1 2 3 Dp 100 150 250 Dt 2 3 5 50 50 50 II. ĐỊNH LUẬT CHARLES - Áp suất p của một lượng khí có thể tích không đổi thì phụ thuộc vào nhiệt độ của khí như sau : p = p0 (1+ gt) - Trong đó : : hệ số tăng áp đẳng tích, nó có giá trị như nhau đối với mọi chất khí, mọi nhiệt độ III. KHÍ LÍ TƯỞNG Là khí tuân theo đúng hai định luật Boyle – Mariotte và Charles IV. NHIỆT ĐỘ TUYỆT ĐỐI Nhiệt độ đo trong nhiệt giai Kelvin gọi là nhiệt độ tuyệt đối. T0K = t0C + 273 hay = const V. ĐỊNH NGHĨA NHIỆT ĐỘ Nhiệt độ T là đại lượng tỉ lệ thuận với áp suất p của một lượng khí có thể tích không đổi ở áp suất thấp. 3) Cũng cố : 4) Dặn dò học sinh : - Trả lời câu hỏi 1 ; 2; 3 - Làm bài tập : 1; 2; 3 Bài 42 PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG ĐỊNH LUẬT GAY LUSSAC I. MỤC TIÊU Biết cách tổng hợp kết quả của định luật Boyle – Mariotte và Charles để tìm ra phương trình thể hiện sự phụ thuộc lẫn nhau của 3 đại lượng : Thể tích, áp suất và nhiệt độ của một lượng khí xác định. Biết cách suy ra quy luật của sự phụ thuộc thể tích một lượng khí có áp suất không đổi vào nhiệt độ của nó, dựa vào phương trình trạng thái. II. CHUẨN BỊ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC ] Ổn định lớp học 1) Kiểm tra bài củ : + Câu 01 : Hai phương trình trạng thái của hai lượng khác nhau thì có khác nhau không ? + Câu 02 : Viết phướng trình biểu diễn định luật Boyle – mariotte đối với cùng một lượng khí nhưng ở hai nhiệt độ tuyệt đối khác nhau. Hai phương trình ấy có khác nhau không ? Nếu có thì khác nhau ở chỗ nào ? 2) Nội dung bài giảng : Ê Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh I. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI II. ĐỊNH LUẬT GAY LUSSAC Nếu P1 = P2 khi đó : Þ Þ Phát biểu Định luật : Khi áp suất không đổi, thể tích của một khối lượng khí xác định tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối III. BÀI TẬP VẬN DỤNG I. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI Ta có : p1V1 = p2’V2’ Mà : Þ p2’ = p2. Þ p1V1 = .V2 Þ hay = const II. ĐỊNH LUẬT GAY LUSSAC Thể tích của một lượng khí có áp suất không đổi thì tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối của khí : = const . III. BÀI TẬP VẬN DỤNG Một quả bóng thám không có thể tích V1 = 200 l ở nhiệt độ t1 = 270 C trên mặt đất. Bóng được thả ra và bay lên đến độ cao mà ở đó áp suất khí quyển chỉ còn bằng 0,6 áp suất khí quyển ở mặt đất và nhiệt độ t2 = 50C. Tính thể tích của quả bóng ở độ cao đó ( Bỏ qua áp suất phụ gây ra bởi vỏ bóng ) Bài giải Áp dụng phương trình trạng thái Þ V2 = V1= 200. = 309 lít 3) Cũng cố : 4) Dặn dò học sinh : - Trả lời câu hỏi 1 ; 2; 3 - Làm bài tập : 1; 2; 3 Bài 43 PHƯƠNG TRÌNH MENDELÊEP – CLAPÊRÔN I. MỤC TIÊU Nắm được cách tính hằng số trong vế phải của phương trình trạng thái, từ đó dẫn đến phương trình Mendekêep – Clapêrôn. Biết vận dụng phương trình Mendekêep – Clapêrôn để giải bài toán đơn giản. II. CHUẨN BỊ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC ] Ổn định lớp học 1) Kiểm tra bài củ : + Câu 01 : So sánh phương trình trạng thái và phương trình Mendekêep – Clapêrôn, phương trình sau có thêm nội dung gì so với phương trình trước ? + Câu 02 : Từ phương trình Mendekêep – Clapêrôn suy ra rằng áp suất của một lượng khí tỉ lệ với khối lượng riêng của khí và tỉ lệ với nhiệt độ. 2) Nội dung bài giảng : Ê Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh I. THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH GV : Các em cho biết số mol của một lượng khí có khối lượng m ? HS : n = GV : Thể tích của lượng khí trên ở điều kiện tiêu chuẩn là : V0 = n.0,0224 Áp suất của khối khí ở điều kiện tiêu chuẩn : p0 = 1 atm = 1,013.105 (N/m2) T0(t0) = 2730K GV : Các em hãy áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng cho khối khí trên ? HS : = = n.8,31 Þ = n.R Þ p.V = nRT Þ Trong đó : R = 8,31 (J/mol.K) : hằng số chung của các chất khí GV : 0F = 0C + 32 II. BÀI TẬP VẬN DỤNG I. THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH Số mol của một lượng khí có khối lượng m là : n = Thể tích của lượng khí trên ở điều kiện tiêu chuẩn là : V0 = n.0,0224 Áp suất của khối khí ở điều kiện tiêu chuẩn : p0 = 1 atm = 1,013.105 (N/m2) T0(t0) = 2730K Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng cho khối khí trên ta có : = = n.8,31 Þ = n.R Þ p.V = nRT Þ Trong đó : R = 8,31 (J/mol.K) : hằng số chung của các chất khí 0F = 0C + 32 II. BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài tập 01 : Tính khối lượng khí trong bóng thám không có thể tích 200l, nhiệt độ t = 270C. Biết rắng khí đó là Hyđrô có khối lượng mol 2 g/mol và áp suất khí quyển ở mặt đất là 100kPa Bài giải : p = 105 Pa V = 0,2 m3 T = t + 273 = 27 + 273 = 3000K Theo pt : Þ m = m= 2.= 16g Bài tập 02 : Tìm sự phụ thuộc của áp suất p của chất khí vào số phân tử khí n có trong đơn vị thể tích ( còn gọi là mật độ phân tử ) Bài giải Xét n mol khí, lượng khí này chứa số phân tử N : N = n0 .NA Áp suất p : = Þ p = RT = p = : Số phân tử n trong đơn vị thể tích Đặt k = = 1,38.10-23 J/K k : Hằng số Bônxơman Þ p = n0KT 3) Cũng cố : 4) Dặn dò học sinh : - Trả lời câu hỏi 1 ; 2; 3 - Làm bài tập : 1; 2; 3 Chương 6 CÁC TRẠNG THÁI CƠ BẢN CỦA CHẤT Bài 45 CHẤT RẮN I. MỤC TIÊU Phân biệt được chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình dựa vào hình dáng bên ngoài và cấu trúc vi mô của chúng. Biết được thế nào là vật rắn đơn tinh thể và vật rắn đa tinh thể ? Biết được mạng tinh thể là gì ? II. CHUẨN BỊ - Chuẩn bị các bức tranh mạng tinh thể ? III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC ] Ổn định lớp học 1) Kiểm tra bài củ : + Câu 01 : Trình bày thuyết động học phân tử của chất khí ? + Câu 02 : Trình bày thuyết động học phân tử của vật chất ? + Câu 03 : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2) Nội dung bài giảng : Ê Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh GV : Các em cho biết vật chất gồm bao nhiêu trạng thái : HS : vật chất bao gồm có 3 trạng thái : Trạng thái Rắn – Lỏng – Khí GV : Giới thiệu về chất rắn , rồi hỏi HS về một số thuộc tính chất rắn . Các em cho biết một số thuộc tính của chất rắn. HS : Dựa vào thuyết động học phân tử để nêu lên thuộc tính chất rắn ( Khỏang cách, chuyển động, sắp xếp, thể tích … của các phân tử chất rắn. GV : Cho HS biết chất rắn có hai lọai, chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình . I. CHẤT RẮN KẾT TINH VÀ CHẤT RẮN VÔ ĐỊNH HÌNH 1) Chất rắn kết tinh GV : Trước hết chúng ta cùng xem xét đến tinh thể, tinh thể là gì ? Tinh thể là những kết cấu có hình dạng xác định( Cho HS quan sát các tinh thể ) ( quan sát xốp trắng qua kính lúp ) Þ Chất rắn kết tinh Þ Chất rắn kết tinh đơn tinh thể và chất rắn kết tinh đa tinh thể GV : Nói đến các thuộc tính đơn tinh thể và đa tinh thể . Đến phần tính dị hướng và đẳng hướng đưa thêm hình ảnh sau 2) Chất rắn vô định hình GV : Chất rắn vô định hình là những chất rắn không có cấu tạo tinh thể ( Cần cho HS hiểu rõ, tuy không có cấu tạo từ mạng tinh thể, nhưng các phân tử vẫn liên kết chặt chẻ lẫn nhau, vẫn sắp xếp trật tự, nhưng không theo một dạng hình học xác định. GV : Qua định nghĩa chất rắn vô định hình, các em cho biết nhiệt độ nóng chảy và tính đẳng hướng hay dị hướng, các em hãy giải thích tại sao ? Cũng cố : Phân biệt chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình. GV : Các em cho biết tinh thể là gì ? Chất rắn có cấu tạo từ tinh thể, được gọi là chất rắn nào ? HS : Tinh thể là những chất kết cấu có dạng hình học xác định, thể hiện qua mạng tinh thể Þ GV : Tinh thể là những chất kết cấu có dạng hình học xác định Þ Chất rắn kết tinh HS : Tinh thể là những chất kết cấu có dạng hình học xác định, thể hiện qua mạng tinh thể Þ mạng tinh thể và các tính chất. ( Chỉ cho HS xem mô hình các mạng tinh thể ) II. TINH THỂ VÀ MẠNG TINH THỂ 1) Tinh thể GV : Chất rắn nào có cấu trúc mạng tinh thể HS : Chất rắn kết tinh GV : Chất rắn kết tinh có cấu trúc mạng tinh thể nếu mạng tinh thể quyết định tính chất vật lý 2) Mạng tinh thể GV : Vì mạng tinh thể quyết định tính vật lý của chất kết tinh, nên những chất rắn được cấu tạo bởi cùng một lọai hạt, nhưng có cấu trúc mạng tinh thể khác nhau thì có tính chất vật lý khác nhau ( Ví dụ : Kim cương và than chì cùng cấu tạo từ những phân tử Cacbon, nhưng do sắp xếp khác nhau nên tính chất vật lý khác nhau ) III. VẬT RẮN ĐƠN TINH THỂ VÀ VẬT RẮN ĐA TINH THỂ 1) Vật rắn đơn tinh thể Một vật rắn được cấu tạo chỉ từ một tinh thể được gọi là vật rắn đơn tinh thể 2) Vật rắn đa tinh thể Là vật rắn được cấu tạo từ nhiều tinh thể IV. CHUYỂN ĐỘNG NHIỆT CỦA CHẤT KẾT TINH - Chuyển động nhiệt của chất rắn kết tinh là dao động của các hạt quanh một vị trí xác định của mạng - Chuyển động nhiệt của chất rắn vô định hình là dao động của các hạt quanh vị trí cân bằng. - Khi nhiệt độ tăng thì dao động mạnh lên. V. TÍNH DỊ HƯỚNG Tính dị hướng ở một vật thể hiện ở chổ tính chất vật lý theo các phương khác nhau ở vật đó là không như nhau. I. CHẤT RẮN KẾT TINH VÀ CHẤT RẮN VÔ ĐỊNH HÌNH 1) Chất rắn kết tinh Là chất rắn mà hình dạng bên ngoài có dạng hình học 2) Chất rắn vô định hình Là chất rắn mà hình dạng bên ngoài không có dạng hình học II. TINH THỂ VÀ MẠNG TINH THỂ 1) Tinh thể Các vật rắn dạng hình học xác được gọi là tinh thể 2) Mạng tinh thể Các hạt được sắp xếp theo một trật tự xác định, hợp thành mạng tinh thể . III. VẬT RẮN ĐƠN TINH THỂ VÀ VẬT RẮN ĐA TINH THỂ 1) Vật rắn đơn tinh thể Một vật rắn được cấu tạo chỉ từ một tinh thể được gọi là vật rắn đơn tinh thể 2) Vật rắn đa tinh thể Là vật rắn được cấu tạo từ nhiều tinh thể IV. CHUYỂN ĐỘNG NHIỆT CỦA CHẤT KẾT TINH - Chuyển động nhiệt của chất rắn kết tinh là dao động của các hạt quanh một vị trí xác định của mạng - Chuyển động nhiệt của chất rắn vô định hình là dao động của các hạt quanh vị trí cân bằng. - Khi nhiệt độ tăng thì dao động mạnh lên. V. TÍNH DỊ HƯỚNG Tính dị hướng ở một vật thể hiện ở chổ tính chất vật lý theo các phương khác nhau ở vật đó là không như nhau. 3) Cũng cố : Câu 1 : Nêu đặc trưng của cấu trúc vật rắn kết tinh. Câu 2 : Mô tả chuyển động nhiệt ở chất rắn kết tinh. Câu 3 : So sánh cấu trúc của vật rắn vô định hình với cấu trúc vật rắn kết tinh. 4) Dặn dò học sinh : - Trả lời câu hỏi 1 ; 2; 3 - Làm bài tập : 1; 2; 3