Giáo án Vật lý khối 10 - Trường THPT Nhã Nam - Chương V: Chất khí

Phần I Nhiệt học Chương V Chất khí Tiết 61 Các trạng thái cấu tạo chất - chất khí lí tưởng A. Mục tiêu: + Nêu được 4 nội dung cơ bản về cấu tạo chất + Nêu được các thí dụ chứng tỏ giữa các phân tử có lực hút, lực đẩy + Nêu được định nghĩa khí lí tưởng, phân biệt được khí lí tưởng và khí thực +Giải thích được các đặc điểm về thể tích và hình dạng của vật chất ở thể khí, thể lỏng, thể rắn. B. Chuẩn bị: 1. GV: + Hình vẽ 24.8 (SGK) 2. HS: Xem lại những vấn đề đã được học về cấu tạo chất ở lớp 8 C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Ôn tập lại thuyết phân tử về cấu tạo chất GV yêu cầu học sinh đọc sgk và kiểm tra kết quả tự đọc của học sinh. *Viết bảng: I.Cấu tạo chất: sgk HS +Đọc mục I sgk +Trả lời câu hỏi C1? C2? Hoạt động 2: Thông tin về các trạng thái cấu tạo chất GV lập bảng và yêu cầu học sinh lần lượt điền vào bảng so sánh 3 trạng thái cấu tạo chất II: Các trạng thái cấu tạo chất: HS + Đọc mục II sgk + Hoàn thành bảng các trạng thái cấu tạo chất theo hướng dẫn của gv Hoạt động 3: Thông tin về chất khí lí tưởng và khái niệm áp suất chất khí GV thông báo mục này theo sgk. *Viết bảng: III. Khí lí tưởng và áp suất chất khí 1) Định nghĩa khí lí tưởng: + Là chất khí mà các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác với nhau khi va chạm + Va chạm của các phân tử khí lí tưởng coi là va chạm tuyệt đối đàn hồi 2. áp suất chất khí: +Trong quá trình chuyển động hỗn độn, các phân tử khí va chạm vào nhau và va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình. + p = (N/m2) +áp suất chất khí phụ thuộc vào số lượng va chạm/1đvị dtích/1đvtg và phụ thuộc vào cường độ va chạm. 3) Nhiệt giai Cenxiut và nhiệt giai Kenvin. *Thực tế không thể có p < 0 hay không thể có nhiệt độ thấp hơn (-2730C). Vì vậy (-2730C) gọi là độ không tuyệt đối. *Nhiệt giai tuyệt đối hay nhiệt giai Kelvin: +Là thang nhiệt độ không có độ âm +Kí hiệu và đơn vị: T0K +O0K ứng với - 2730C +Khi nhiệt độ vật tăng hay giảm n0C, cũng có nghĩa là nhiệt độ vật tăng hay giảm n0K *Liên hệ giữa T0K và t0C: Hình vẽ: T = (t+273)0K t = (T-273)0C HS: + Theo dõi lời giảng của gv +Trả lời các câu hỏi sau: . Khi giữ nguyên thể tích nhưng tăng nhiệt độ thì áp suất chất khí tăng hay giảm vì sao? . Khi giữ nguyên nhiệt độ nhưng tăng thể tích thì áp suất chất khi tăng hay giảm, vì sao? . Giải thích tại sao khi xe để ngoài nắng dễ bị nổ lốp? . Đổi nhiệt độ sau sang oK: 200C; 270C; 1000C? Hoạt động 5: Tổng kết bài GV nhắc lại các kiến thức chính đã học trong bài Giao công việc về nhà cho học sinh HS về nhà hoàn thành các câu hỏi và bài tập sgk Tiết 62 Quá trình đẳng nhiệt - Định luật Bôilơ - Mariôt A. Mục tiêu: + Nhận biết được trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái + Nêu được định nghĩa quá trình đẳng nhiệt + Phát biểu và nêu được biểu thức của định luật Bôi + Nhận biết và vẽ được các đường đẳng nhiệt trong các hệ toạ độ khác nhau. B. Chuẩn bị: 1. GV: Dụng cụ làm thí nghiệm hình 29.1 và 29.3 sgk 2. HS: Chuẩn bị giấy kẻ ôli C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Thông tin về trạng thái và các quá trình trạng thái. GV yêu cầu học sinh đọc mục I sgk và ra câu hỏi kiểm tra kết quả tự đọc của học sinh *Viết bảng: I. Trạng thái và các quá trình biến đổi trạng thái: sgk HS +Đọc mục I sgk +Trả lời câu hỏi: Một trạng thái của một lượng khí được xác định hoàn toàn bởi mấy thông số? Đó là các thông số gì? Hoạt động 2: Thí nghiệm để rút ra biểu thức định luật Bôilơ GV tiến hành thí nghiệm và cho học sinh ghi lại các kết quả thí nghiệm và hướng dẫn học sinh xử lí kết quả thí nghiệm. Từ kết quả đó yêu cầu học sinh rút ra kết luận. *Viết bảng: II: Định luật Bôilơ - Mariôt. 1. Nội dung và biểu thức định luật Bôilơ-Mariôt: *Cách 1: Khi nhiệt độ không đổi, áp suất và thể tích của một lượng khí xác định không đổi tỉ lệ nghịch với nhau. = *Cách 2: Khi nhiệt độ không đổi, tích áp suất và thể tích của một lượng khí xác định không đổi là một hằng số. p.V = h/số (a) (a phụ thuộc vào: m, T, bản chất khí) *Phạm vi và điều kiện áp dụng: . Khí lí tưởng. . Khối lượng m của khí không đổi trong qt biến đổi trạng thái. . Nhiệt độ khí không đổi trong qt biến đổi trạng thái. 2. Đường đẳng nhiệt: *Định nghĩa: Đường đẳng nhiệt là đường biểu diễn sự phụ thuộc của p và V của một lượng khí xác định khi nhiệt độ không đổi *Đặc điểm đường đẳng nhiệt: +Trong hệ toạ độ pOV: Hình (1) . Đồ thị có dạng một nhánh Hypebol (p,V>0) . Đường ở trên có nhiệt độ cao hơn đường ở dưới +Trong hệ toạ độ pOT: Hình (2) . Đồ thị là một nửa đường thẳng // Op (p>0) . Các điểm ở cao hơn có thể tích nhỏ hơn. +Trong hệ toạ độ VOT: Hình (3) . Đồ thị là một nửa đường thẳng // OV (V>0) . Các điểm ở cao hơn có áp suất nhỏ hơn. Hình vẽ: 3. Định luật Bôilơ-Mariôt là định luật gần đúng: Hình vẽ: . Khí lí tưởng tuân theo đúng định luật B . Khí thực chỉ tuân theo gần đúng đl B (ở áp suất thấp thì đl còn đúng, ở áp suất cao đl không còn đúng) HS + Theo dõi gv làm thí nghiệm +Ghi kết quả thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm. +Rút ra kết luận gì từ kết quả thu được? ?Hãy phát biểu và viết biểu thức định luật Bôilơ-Mariôt bằng hai cách? ?Cho biết phạm vi và điều kiện áp dụng của định luật? ?Hãy vẽ dạng đường đẳng nhiệt và cho biết đặc điểm của đường đẳng nhiệt trong các hệ trục toạ độ pOV, pOT, VOT? ?Vẽ đường đẳng nhiệt trong hệ toạ độ ? ?Đường biểu diễn thực của khí H2 và O2 chứng tỏ điều gì? Hoạt động 3: Vận dụng và tổng kết bài GV: +Nhấn mạnh lại nội dung, biểu thức và phạm vi áp dụng của định luật Bôilơ - Mariôt. + Hướng dẫn học sinh giải bài tập 8 sgk +Giao công việc về nhà cho học sinh. HS: +Nhắc lại nội dung, biểu thức và phạm vi áp dụng của định luật Bôilơ +Giải bài 8 từ đó rút ra các bước giải bài tập nhiệt? + Về nhà giải các bài tập sgk Tiết 63 Quá trình đẳng tích - Định luật saclơ A. Mục tiêu: + Nêu được định nghĩa quá trình đẳng nhiệt + Phát biểu và nêu được biểu thức của định luật Saclơ + Nhận biết và vẽ được các đường đẳng tích trong các hệ toạ độ khác nhau. +Vận dụng được định luật Saclơ để giải các bài tập ra trong bài và các bài tập tương tự khác. B. Chuẩn bị: 1. GV: Hình vẽ 30.2 mô tả thí nghiệm về quá trình đẳng tích 2. HS: Chuẩn bị giấy kẻ ôli và ôn lại về nhiệt độ tuyệt đối đã học ở lớp 8 C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Mô tả thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm để rút ra định luật Saclơ . GV: + Treo tranh mô tả thí nghiệm +Kẻ bảng kết quả thí nghiệm và yêu cầu học sinh xử lí kết quả thí nghiệm theo hướng dẫn sgk từ đó rút ra kết luận. *Viết bảng: I. Định luật Saclơ: *Cách 1: Khi thể tích không đổi, áp suất của một lượng khí không đổi tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối. V = const =const *Cách 2: Khi thể tích không đổi, hệ số tăng áp suất của mọi chất khí đều bằng nhau và bằng 1/273 V=const p = p0 (1+t) *Phạm vi áp dụng: . Thể tích không đổi . Khối lượng khí không đổi trong quá trình biển đổi tt . Khí lí tưởng HS +Theo dõi gv mô tả thí nghiệm. +Xử lí kết quả thí nghiệm theo hướng dẫn sgk. +Cho biết kết luận của mình rút ra từ kết quả thí nghiệm +Từ biểu thức =const hãy suy ra biểu thức p=p0(1+) với =1/273 và p0 là áp suất chất khí ở 00C. Hoạt động 2: Vẽ đường dẳng tích trong các hệ toạ độ GV yêu cầu học sinh vẽ và nêu đặc điểm đường đẳng tích trong các hệ toạ độ pOV, pOT, pOt, VOT *Viết bảng: II: Đường đẳng tích. Hình vẽ HS + Lần lượt lên bảng vẽ đường đẳng tích trong các hệ toạ độ và nêu đặc điểm của các đường đó Hoạt động 3: Vận dụng và tổng kết bài GV: +Nhấn mạnh lại nội dung, biểu thức và phạm vi áp dụng của định luật Saclơ + Hướng dẫn học sinh giải bài tập 8 sgk +Giao công việc về nhà cho học sinh. HS: +Nhắc lại nội dung, biểu thức và phạm vi áp dụng của định luật Saclơ +Giải bài 8 theo các bước giải bài tập nhiệt? + Về nhà giải các bài tập sgk Tiết 64 Phương trình Clapêrông và quá trình đẳng áp A. Mục tiêu: +Từ các phương trình của các định luật Bôilơ - Mariốt và định luật Saclơ, xây dựng được phương trình Clapêrông và từ biểu thức của phương trình này viết được biểu thức đặc trưng cho các đẳng quá trình +Nêu được định nghĩa quá trình đẳng áp, viết đựoc biểu thức liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng áp và nhận dạng được đường đẳng áp trong các hệ toạ độ khác nhau +Vận dụng đựợc phương trình trạng thái để giải được các bài tập trong sgk và sbt B. Chuẩn bị: 2. HS: Ôn lại các quá trình đẳng nhiệt và đẳng tích C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Xây dựng phương trình trạng thái GV: +Hướng dẫn học sinh xây dựng phương trình trạng thái theo các lệnh sgk *Viết bảng: I. Phương trình Clapêrông: Với một lượng khí lí tưởng không đổi và các phân tử khí không tương tác hoá học lẫn nhau trong quá trình biến đổi trạng thái thì ta luôn có: = const Hằng số trên phụ thuộc vào bản chất và khối lượng khí. HS +Cùng với giáo viên xây dựng phương trình trạng thái +Cho biết phạm vi áp dụng của phương trình. +Hãy xây dựng lại phuơng trình trạng thái theo cách sau đây: *Xét một lượng khí xác định: ở trạng thái 1 có các thông số: p1, V1, T1 ở trạng thái 2 có các thông số: p2, V2, T2 Chuyển lượng khí trên từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 qua 2 giai đoạn: +Giai đoạn thứ nhất: Biến đổi đẳng tích từ (1) sang (2') = p2' = p1. (1) +Giai đoạn thứ hai: Biến đổi đẳng nhiệt từ (2') sang (2) p2' V1 = p2V2 (2) +Từ (1) và (2) với lưu ý rằng T2' = T2 ta có: = Hoạt động 2: Nghiên cứu quá trình đẳng áp GV: + Ra hệ thống câu hỏi và yêu cầu học sinh lên bảng làm để rút ra các cách phát biểu , biểu thức định luật Gayluyxac và đặc điểm các đường đẳng áp trong các hệ toạ độ khác nhau. * Viết bảng: II. Quá trình đẳng áp: 1. Định luật : Gayluyxac *Cách 1: Khi áp suất không đổi, thể tích của một lượng khí không đổi tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối. p = const =const *Cách 2: Khi áp suất không đổi, hệ số tăng thể tích của mọi chất khí đều bằng nhau và bằng 1/273 p=const V = V0 (1+t) *Phạm vi và điều kiện áp dụng: . áp suất không đổi . Khối lượng khí không đổi trong quá trình biển đổi tt . Khí lí tưởng HS + Lần lượt lên bảng giải quyết các yêu cầu sau của gv: . Suy ra biểu thức liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của một lượng khí lí tưởng không đổi khi áp suất được giữ không đổi . Từ mối liên hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối và nhiệt độ Cenxiút hãy suy ra cách phát biểu thứ hai của định luật Gayluyxac . Vẽ và nêu đặc điểm đường đẳng áp trong các hệ toạ độ pOV, pOT, pOt, VOT . Trả lời các câu hỏi C3, C4 sgk Hoạt động 3: Vận dụng và tổng kết bài GV: +Nhấn mạnh lại phương trình Clapêrông và phạm vi áp dụng + Hướng dẫn học sinh giải bài tập 8 sgk +Giao công việc về nhà cho học sinh. HS: +Nhắc lại phương trình Clapêrông, từ đó suy ra các biểu thức của các định luật về các đẳng quá trình? +Giải bài 8 theo các bước giải bài tập nhiệt? + Về nhà giải các bài tập sgk Tiết 67 PHƯƠNG trình cLAPÊRÔNG - MENĐÊLÊEP I. Mục tiêu: + Xác định được hằng số của khí lí tưởng và nhớ đơn vị của hằng số này +Dựa vào phương trình C để xây dựng phương trình C - M. So sánh được hai phương trình này (Các đại lượng có mặt trong phương trình và ứng dụng của phương trình) +Vận dụng được phương trình C - M giải được các bài tập trong sgk, trong sbt và các bài tập tương tự. II. Chuẩn bị: 2. HS: Ôn lại phương trình Clapêrông III.Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Xây dựng phương trình C-M GV: + Thông báo điều kiện chuẩn cho học sinh +Hướng dẫn học sinh xây dựng phương trình C-M theo các lệnh sgk +Yêu cầu học sinh tìm đơn vị của hằng số R *Viết bảng: I. Phương trình C-M 1) Điều kiện chuẩn p0 = 760mmHg = 105 N/m2 T0 = 2730K 2)Phương trình Clapêrông - Menđêlêep: pV = RT R là hằng số của chất khí lí tưởng . R = 8,31J/mol. 0K . R = 0,082 l.atm/mol.0K . R = 0,084 l.at/mol.0K HS +Cùng với giáo viên xây dựng phương trình C-M +Cho biết phạm vi áp dụng của phương trình. +Hãy so sánh hai phương trình C và C-M về các đại lượng có mặt trong phương trình và phạm vi áp dụng +Trả lời câu hỏi 5 tr 230 sgk + Trả lời các câu hỏi C1, C2, C3, C4 sgk Hoạt động 2: Vận dụng và tổng kết bài GV: +Nhấn mạnh lại phương trình Clapêrông- Menđêlêep và phạm vi áp dụng + Hướng dẫn học sinh giải bài tập 8 sgk +Giao công việc về nhà cho học sinh. HS: +Nhắc lại phương trình C-M, phạm vi áp dụng, cho biết các giá trị của hằng số R theo các đợn vị khác nhau. +Giải bài 8 theo các bước giải bài tập nhiệt? + Về nhà giải các bài tập sgk IV. Rút kinh nghiệm Chương 6 Cơ sở của nhiệt động lực học Tiết 68 Nội năng và sự thay đổi nội năng A. Mục tiêu: + Phát biểu được định nghĩa nội năng trong nhiệt động lực học + Chứng minh được nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích + Nêu được các ví dụ cụ thể về thực hiện công và truyền nhiệt + Viết được công thức tính nhiệt lượng vật thu vào hay toả ra, nêu được tên và đơn vị của các đại lượng trong công thức + Giải thích được định tính một số hiện tượng đơn giản về thay đổi nội năng + Vận dụng được công thức tính nhiệt lượng để giải các bài tập trong bài và tương tự B. Chuẩn bị: 2. HS: Ôn lại các bài 22, 23, 24, 25, 26 svl 8 C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Thông báo khái niệm nội năng GV: + Yêu cầu học sinh nhắc lại những điều đã học về nhiệt năng ở lớp 8 + Thông báo định nghĩa nội năng nói chung và định nghĩa nội năng trong nhiệt học + Yêu cầu học sinh trả lời các câu hỏi C1, C2 sgk *Viết bảng: I. Nội năng: 1. Định nghĩa nội năng trong nhiệt học: Nội năng là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật 2. Đặc điểm của nội năng: +Nội năng phụ thuộc nhiệt độ vật và thể tích vật Nội năng là một hàm số của các thông số trạng thái nhiệt của vật: U = f (T,V) +Đối với chất khí lí tưởng nội năng chỉ là tổng động năng chuyển động nhiệt của các phân tử cấu tạo nên vật vì vậy nội năng của chất khí lí tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ vật HS +Nhắc lại những kiến thức về nhiệt năng đã học ở lớp 8 + Đọc định nghĩa nội năng trong sgk + Trả lời các câu hỏi C1, C2 sgk Hoạt động 2: Thí nghiệm và kết luận về các cách làm biến đổi nội năng GV: Tiến hành thí nghiệm hình 33.1 và 33.2 sgk sau đó lập bảng so sánh quá trình thực hiện công và quá trình truyền nhiệt HS: Lần lượt hoàn thành bảng so sánh dưới sự hướng dẫn của gv Thực hiện công Truyền nhiệt Ví dụ +Mài đồng xu trên mặt bàn U tăng +Dịch chuyển từ từ pit tông t0 khí không đổi nhưng U khí biến đổi . +Thả đồng xu và nước nóng U tăng +Giữ yên pít tông, đốt nóng hoặc làm lạnh khí U biến đổi Định nghĩa QT thực hiện công là quá trình làm biến đổi U của vật mà có ngoại lực thực hiện công lên vật, còn nhiệt độ vật có thể thay đổi hoặc không. QT truyền nhiệt là quá trình làm biến đổi nội năng vật trong đó không có ngoại lực thực hiện công lên vật, còn nhiệt độ vật chắc chắn thay đổi trong quá trình này. Biến đổi năng lượng Có sự chuyển hoá từ dạng cơ năng sang nội năng và ngược lại. Không cơ sự biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác, chỉ có sự truyền nội năng từ vật này sang vật khác. Cơ chế sự bđổi năng lượng Động năng của vật thể vĩ mô chuyển thành động năng của chuyển động hỗn độn của phân tử. Truyền động năng trực tiếp giữa các phân tử với nhau thông qua sự va chạm. Công và nhiệt lượng Công là phần năng lượng được truyền từ vật này sang vật khác trong quá trình thực hiện công A = F.S.cos Nhiệt lượng là phần năng lượng mà vật nhận vào hay mất đi trong quá trình truyền nhiệt hay trong quá trình trao đổi nội năng giữa các vật: Q = mc (c?) Hoạt động 3: Tổng kết GV: +Yêu cầu học sinh trả lời tại lớp câu hỏi 1,2,3,4,5 sgk +Giao công việc về nhà HS: +Trả lời các câu hỏi 1,2,3,4,5 sgk + Về nhà giải các bài tập sgk Tiết 69 Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học A. Mục tiêu: + Phát biểu và viết được biểu thức của nguyên lí thú nhất của NĐLH. Nêu được tên, đơn vị và qui ước về dấu của các đại lượng trong biểu thức + Lập được biểu thức tính công của khí lí tưởng khi áp suất thay đổi không đáng kể B. Chuẩn bị: 2. HS: Ôn lại sự bảo toàn năng lượng trong các hiện tượng cơ và nhiệt (sgk vật lí 8) C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Thông báo nội dung và biểu thức NLTN của NĐLH GV: + Thông báo nội dung và biểu thức NLTN của NĐLH *Viết bảng: I. Nguyên lí thứ nhất của NĐLH: +Nội dung: Độ biến thiên nội năng của một lượng khí bằng tổng công và nhiệt lượng mà lượng khí đó nhận được +Biểu thức: = Q + A +Qui ước về dấu của các đại lượng: . > 0: Nội năng chất khí tăng . < 0: Nội năng chất khí giảm . Q > 0: Chất khí nhận nhiệt lượng . Q < 0: Chất khí toả nhiệt ra môi trường . A > 0: Chất khí nhận công do vật khác thực hiện. . A < 0: Chất khí thực hiện công lên vật khác HS: . Theo dõi gv trình bày nội dung, biểu thức và qui ước về dấu của các đại lượng . Trả lời câu hỏi C1, C2 . Giải bài tập VD theo hướng dẫn của GV Hoạt động 2: Thiết lập biểu thức tính công cho chất khí lí tưởng GV: + Yêu cầu học sinh đọc sgk mục I.1 và vận dụng để tìm công A' của chất khí thực hiện trong một quá trình biến đổi bất kì trên đồ thị pV * Viết bảng: II. Biểu thức tính công của khí lí tưởng nhận được từ vật khác: + Công của chất khí lí tưởng trong quá trình biến đổi đẳng áp là: A' = p. = p.(V2-V1) Đồ thị: + Công của chất khí lí tưởng trong quá trình biến đổi bất kì: A' = = Đồ thị: + Công chất khí nhận vào trong biểu thức của NLTN NĐLH là: A = -A' = . Khi thể tích tăng: Chất khí thực hiện công lên vật khác A<0 . Khi thể tích giảm: chất khí nhận được công từ vật khác A>0 HS: + Trình bày cách tính công của chất khí lí tưởng trong quá trình biến đổi đẳng áp và quá trình biến đổi bất kì? Hoạt động 3: Vận dụng và tổng kết GV: Yêu cầu học sinh nhắc lại biểu thức và nội dung của NLTN NĐLH, nêu qui ước về dấu của các đại lượng trong biểu thức Hướng dẫn học sinh giải tại lớp bài tập 7 sgk Giao công việc về nhà HS +Nêu biểu thức, nội dung, qui ước về dấu các đại lượng của NLTN NĐLH + Giải bài tập 7 theo hướng dẫn của gv + Về nhà giải các bài tập sgk Tiết 70 Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học (Tiếp) A. Mục tiêu: + Vận dụng được nguyên lí thú nhất của NĐLH vào các đẳng quá trình để viết và nêu ý nghĩa vật lí của biểu thức nguyên lí này cho từng quá trình + Vận dụng được nguyên lí để giải các bài tập trong sgk và sbt B. Chuẩn bị: 2. HS: Học thuộc NLTN của NĐLH và cách tính công của chất khí lí tưởng Ôn lại các đẳng quá trình C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Vận dụng NLTN của NĐLH cho các đẳng quá trình GV: + Hướng dẫn học sinh vận dụng NLTN của NĐLH vào các đẳng quá trình *Viết bảng: I. Vận dụng NLTN của NĐLH cho các đẳng quá trình: 1. Quá trình đẳng tích: = 0 A = 0 + Biểu thức NLTN của NĐLH: = Q + Sự biến đổi năng lượng: . Toàn bộ nhiệt lượng mà chất khí nhận vào để làm tăng nội năng của chất khí . . Toàn bộ phần nội năng giảm của chất khí biến thành nhiệt lượng toả ra môi trường. 2. Quá trình đẳng nhiệt: T = 0 U = 0 + Biểu thức NLTN của NĐLH: A + Q = 0 + Công của quá trình đẳng nhiệt biểu diễn bằng phần gạch chéo trên đồ thị sau: + Sự biến đổi năng lượng: . Toàn bộ nhiệt lượng mà chất khí nhận vào biến thành công mà chất khí thực hiện lên vật khác . . Toàn bộ công mà chất khí nhận vào biến thành nhiệt lượng toả ra môi trường. 3. Quá trình đẳng áp: p = hằng số + Biểu thức NLTN của NĐLH: A + Q = U + Công chất khí nhận vào trong quá trình đẳng áp:A = p.(V1 - V2) + Sự biến đổi năng lượng: . Nếu A, Q, U đều dương: nhiệt lượng và công mà chất khí nhận vào để làm tăng nội năng . Nếu A, Q, U đều âm: Phần nội năng giảm của chất khí biến thành nhiệt lượng toả ra môi trường và biến thành công mà chất khí thực hiện lên vật khác. HS: Hoạt động 2: Vận dụng và tổng kết GV: Yêu cầu học sinh nhắc lại biểu thức của NLTN NĐLH và sự biến đổi năng lượng của chất khí trong các đẳng quá trình Hướng dẫn học sinh giải tại lớp bài tập 7 sgk Giao công việc về nhà HS +Nêu biểu thức của NLTN NĐLH và sự biến đổi năng lượng của chất khí trong các đẳng quá trình ++ Giải bài tập 7 theo hướng dẫn của gv + Về nhà giải các bài tập và câu hỏi lí thuyết sgk Tiết 72 Nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học A. Mục tiêu: +Tìm được ví dụ về quá trình thuận nghịch và quá trình không thuận nghịch +Nêu được sự khác biệt giữa hai quá trình đó + Phát biểu được nguyên lí thứ hai của NĐLH (Cách phát biểu của CLaudiut và cách phát biểu của Cacnô + Vận dụng được nguyên lí để giải các bài tập trong sgk và sbt B. Chuẩn bị: 2. HS: Ôn lại NLTN của NĐLH Ôn nguyên lí truyền nhiệt lượng ở lớp 8 như sau: . Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn . Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ hai vật bằng nhau thì dừng . Nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Thông báo về quá trình thuận nghịch và quá trình không thuận nghịch. GV: + Yêu cầu học sinh đọc sgk mục I + Ra hệ thống câu hỏi để kiểm tra kết quả tự đọc của học sinh *Viết bảng: I. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch: * VD: + Chuyển động của con lắc đơn nếu hoàn toàn không có ma sát là quá trình thuận nghịch, vì tự nó có trở về được trạng thái ban đầu mà không cần sự can thiếp của vật khác. + Quá trình truyền nhiệt là quá trình không thuận nghịch vì sau khi tự truyền nhiệt cho vật lạnh hơn nó không thể tự nhận lại nhiệt của vật lạnh hơn để tự trở về trạng thái nhiệt ban đầu được. * Sự khác nhau căn bản giữa hai quá trình là sự tự trở về trạng thái ban đầu của quá trình thuận nghịch và không thể tự trở về trạng thái ban đầu của quá trình không thuận nghịch. * Nguyên lí thứ nhất cho biết sự chuyển hoá năng lượng trong các quá trình biến đổi của nhiệt động lực học nhưng không chỉ ra được chiều của quá trình tự xảy ra . HS: +Đọc mục I sgk +Lấy VD về quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch trong thực tế ? +Hãy so sánh hai quá trình này? + Nguyên lí thứ nhất của NĐLH cho biết điều gì và có cho biết chiều của quá trình tự xảy ra không? Hoạt động 2: Thông báo nguyên lí thứ hai của nhiệt động lực học GV: + Yêu cầu học sinh đọc sgk mục II + Ra hệ thống câu hỏi để kiểm tra kết quả tự đọc của học sinh * Viết bảng: II. Nguyên lí thứ nhất của nhiệt động lực học. + Cách phát biểu của Claudiut: Nhiệt không thể tự truyền từ vật lạnh hơn sang vật nóng hơn. + Cách phát biểu của Cacnô: Động cơ nhiệt không thể chuyển hoá tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học. HS + Đọc mục II sgk + Trả lời các câu hỏi C4, C5 sgk? + Chứng minh hai cách phát biểu trên là một? Hoạt động 3: Vận dụng và tổng kết GV: + Yêu cầu học sinh nhắc lại hai cách phát biểu của nguyên lí thứ hai + Yêu cầu từng học sinh lần lượt trả lời các câu hỏi sgk HS: + Phát biểu nguyên lí II của NĐLH bằng hai cách + Vận dụng trả lời các câu hỏi sgk? + Về nhà hoàn thành bài tập trong sbt Tiết 73 động cơ nhiệt và máy làm lạnh A. Mục tiêu: +Mô tả được nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt, vẽ được đường biểu diễn các quá trình biến đổi trạng thái của khí trong xi lanh của động cơ nhiệt + Nêu được tên và chức năng của ba bộ phận chính của động cơ nhiệt + Viết được công thức tính hiệu suất và hiệu suất lí tưởng của động cơ nhiệt + Mô tả được hoạt động của tủ lạnh dựa vào hình vẽ sgk + Vận dụng được nguyên lí 1 và 2 của NĐLH để giải thích hoạt động của động cơ nhiệt + Giải được các bài tập về hiệu suất của động cơ nhiệt ra trong bài và các bài tập tương tự. B. Chuẩn bị: 1. HS: Ôn lại NLTN và nguyên lí thứ hai của NĐLH 2. GV: Tranh vẽ to hình 36.2; 36.3.... C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Nghiên cứu về động cơ nhiệt. GV: + Yêu cầu học sinh đọc sgk mục I + Ra hệ thống câu hỏi để kiểm tra kết quả tự đọc của học sinh *Viết bảng: I. Động cơ nhiệt: 1. Nguyên tắc hoạt động: Gọi Q1 là độ lớn nhiệt lượng mà tác nhân sinh công thu từ nguồn nóng, Q2 là độ lớn nhiệt lượng mà tác nhân sinh công toả ra cho nguồn lạnh, A là độ lớn công có ích mà tác nhân sinh công thực hiện được trong một chu trình: Theo định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng ta có: A = Q1 - Q2 Công A được biểu diễn bằng diện tích gạch chéo trên hình vẽ. + Như vậy rõ ràng là nhiệt độ trung bình của quá trình 2-1, sau khi sinh công, cần phải nhỏ hơn nhiệt đô của quá trình 1-2 càng nhiều thì công có ích mới càng lớn. Do đó cần cho chất khí toả nhiệt cho nguồn lạnh sau khi sinh công để trở về trạng thái đầu. + Chất khí không thể giãn nở đẳng nhiệt ngay từ khi bắt đầu tiép xúc với nguồn nóng vì: . Nếu T=const thì khi giản nở áp suất sẽ giảm, trong khi đó động cơ nhiệt sinh ra để hoạt động tức là pít tông cần phải đẩy một tải trọng nào đó ( giả sử đẩy đều) như vậy áp suất chất khí cần phải lớn hơn lúc đầu . Do đó cần tăng áp suất đẳng tích (nên nhiệt độ sẽ tăng theo) đến giá trị áp suất mong muốn (đẩy được tải trọng), sau đó mới cho khí dãn để sinh công. . Có thể cho dãn đẳng nhiệt, khi đó thể tích tăng, áp suất sẽ giảm và pitông sẽ chuyển động chậm dần. Có thể cho dãn đẳng áp khi đó chất khí vẫn phải tiếp tục nhận nhiệt lượ