SKKN Vật lí 10

Mở đầu I Lý do chọn đề tài Dạy học giúp HS phát triển t duy ở các mức độ khác nhau. Dạy học là tốt nếu nó đi trớc sự phát triển, thúc đẩy sự phát triển những chức năng tâm lý tạo điều kiện đẩy mạnh khả năng suy nghĩ của HS, từ đó làm cho HS trở nên thông minh hơn. Ngợc lại, dạy học không thúc đẩy sự phát triển, thậm chí kìm hãm sự phát triển nếu nh trong quá trình dạy học, ta nhồi nhét vào đầu HS những sự kiện tản mạn, không cơ bản. Vậy để phát triển t duy HS, ta phải giúp các em nắm đợc kiến thức cơ bản, mối quan hệ giữa chúng và vận dụng chúng để giải các bài tập. Thực tế giảng dạy, tìm hiểu quá trình học tập của HS trong chơng chất khí, tôi nhận thấy HS còn có nhiều thiếu sót, sai lầm nh- không hiểu rõ bản chất của sự thay đổi các thông số trạng thái trong các quá trình biến đổi; khi áp dụng phơng trình trạng thái chỉ áp dụng cho khối khí xác định, không đổi, nhiều bài tập không xác định đợc khối l- ợng khi là khối lợng nào. Vì lý do trên, tôi mạnh dạn đa ra một số cách giải quyết phát triển t duy HS qua tiết cỏc tit bi tp B. Nội dung: 1. Nội dung kiến thức yêu cầu HS nắm đợc định hớng t duy a. Kiến thức liên quan - Công thức về chất khí đẳng nhiệt F1 = F2 P1V1 P2V2 đẳng tích P1 P2 T1 T2 V1 = V2 T1 T2 đẳng áp V1 V2 P1 = P2 T1 T2 b. Các bớc giải - Nghiên cứu đầu bài - Phân tích hiện tợng + Xác định khối khí tham gia quá trình biến đổi trạng thái P1V1 = P2V2 = = = + Xác định trạng thái đầu trạng thái cuối Thấy đợc cần vận dụng định luật nào - Lập kế hoạch giải + Xác định khối khí khảo sát + Xác định trong thái đầu cuối khối khí + Viết công thức định luật liên quan + Giải phơng trình hệ phơng trình - Nhận xét kết quả thu đợc 2. Nội dung bài dạy: Bài tập 1: Một chiếc lớp ô tô chứa không khí có áp suất 5 bar và ở nhiệt độ 25 0 C. Khi xe chạy nhanh lốp xe tăng lên tới 50 0 C. Tính áp suất không khí trong lốp xe lúc này. * Hoạt động thày trò - GV: đọc đề bài, yêu cầu học sinh tóm tắt - HS: gọi trạng thái khi ban đầu là trạng thái 1 Trạng thái khi đã biến đổi là trạng thái 2 TT1: P1 = 5 bar T1 = 25 + 273 =298 k TT2: T2 = 50 + 273 = 323 k P2 = ? - GV: Em có nhận xét gì về khối lợng V, P, t 0 khối khí? - HS: Khối khí đang xét trong lốp ô tô là một khối khí có khối lợng xác định, trong quá trình biến đổi thể tích không đổi - GV: Để tìm áp suất P 2 ta làm thế nào? - HS: áp dụng định luật Sac lơ cho quá trình đẳng tích biến đổi từ TT1 TT2 - GV: Cần chú ý gì về đơn vị các thông số ? - HS: Đa áp suất về cùng 1 đơn vị, chuyển 0 C K - GV: Gọi HS lên bảng giải, yêu cầu cả lớp làm bài tập vào vở Lời giải - Ta có: T1 = 25 + 273 = 298k T2 = 50 + 273 = 323k Vì thể tích khí trong lốp xe là không đổi. áp dụng định luật Sac lơ: P1 = P2 T1 T2 P2 = 1 21 T TP Thay số P1 = 5 bar, T2 = 323 k, T1 = 298 k P2 = 42,5 298 323.5 = (bar) KL: Vậy áp suất khi trong lốp xe: P2 = 5,42 (bar) - GV: Yêu cầu HS trong lớp nhận xét, đối chiếu với bài mình làm. Sau đó chữa vào vở. Bài tập 2: Tính khối lợng riêng của không khí ở đỉnh núi Phan Xi Pang cao 3140m. Biết rằng mỗi khi lên cao thêm 10m thì áp suất khi quyển giảm 1mmhg. Nhiệt độ trên đỉnh núi là 2 0 C. Khối lợng riêng của không khí ở điều kiện chuẩn (áp suất 760 mmhg, nhiệt độ 0 0 C) là 1,29 (kg/m 3 ) * Hoạt động thày trò - GV: Yêu cầu HS tóm tắt - HS H = 3140 m Lên cao 10m ax gỉam 1mmhg t1 = 2 0 C P 0 = 760 mm hg V 0 = 0 0 C D 0 = 1,29 kg/m 3 Tính D1 = ? - GV: Nếu ta có 1 khối khí có khối lợng đem từ chân núi lên đỉnh núi thì khối l- ợng, thể tích thay đổi nh thế nào. - HS: m = không đổi, thể tích thay đổi - GV: Thể tích đỉnh núi chân núi liên hệ với nhau nh thế nào?, chỉ ra các trạng thái? - HS: áp dụng phơng trình trạng thái P1V1 = PoVo T 1 T 0 TT1: Chân núi TT2: Đỉnh núi (Coi nh ở đktc) Po = 760 mm hg P1 = Vo = V1 = To = 273k T1 = 275 k HS: P1 = Po - 10 H - GV: Tính f1 = ? Tìm mối liên hệ V, m, D - HS: D = V m Do = Vo m D1 = 1V m GV: Yêu cầu HS lên bảng xác định HS: To Do m Po T D m P To PoVo T VP == 1 1 1 1 11 Do PoT ToP p 1 1 1 = Thay số P1 = 0,75 (kg/m 3 ) Bài tập 3: Một cái hố sâu 15m dới đáy hồ nhiệt độ của nớc là 7 0 C còn trên mặt hồ là 22 0 C. áp suất khí quyển là 1 atm. Một bọt không khí có thể tích 1 mm 3 đợc nâng từ đáy hồ lên. ở sát mặt nớc, thể tích không khí là bao nhiêu cho biết khối lợng riêng của nớc p = 1000 kg/m 3 gia tốc trọng trờng g = 9,8 (m/s 2 ) * Hoạt động thày trò - GV: Đọc đề bài, yêu cầu HS tóm tắt. - HS: Tóm tắt. H = 15 m t 1 = 7 0 C t 2 = 22 0 C P kq = 1 atm = 1013.10 5 N/m 2 V 1 = 1 mm 3 = 10 -9 m 3 f = 10 3 kg/m 3 g = 9,8 m/s 2 V2 = ? - GV: Gọi TT1: Lúc bọt khí ở đáy hồ TT2: Lúc bọt khí ở sát mặt hồ Ta có thể coi đây là quá trình biến đổi TT từ TT1 TT2 hãy phân tích quá trình đó. - HS: Khi bọt khí ở đáy hồ do trọng lợng riêng của khí nhỏ hơn trọng lợng riêng của nớc nên bọt khí sẽ đợc nâng dần lên. Lực tác dụng lên bọt khí giảm (do chiều cao cột nớc giảm) dẫn đến áp suất giảm, bọt khí to dần ra đồng thời nhiệt độ tăng lên (t2 > t1) - GV: Mối liên hệ các thông số của trạng thái khí - HS: áp dụng phơng trình trạng thái 2 22 1 11 T VP T VP = - GV: ĐK áp dụng ĐL - HS: Coi bọt khí có khối lợng không đổi - GV: Xác định áp suất bọt khí đồng hồ - HS: P1 = P kq + sgh - GV: Yêu cầu HS xác định V2 - HS: 339 2 6.2610.2 12 21)( 1 2 . 2 1 2 22 1 11 mmm TP TxVsghPkq T T P VP V T VP T VP == + === *Tuơng tự, có thể hóng dẫn học sinh giải một số bài tập sau; Bài tập 4: Bài tập đồ thị Một mol khí lý tởng thực hiện một chu trình 1 - 2 - 3 - 4 (hình vẽ). Biết T 1 = T 2 = 400K, T 3 = T 4 = 200K, V 1 = 40 dm 3 , V 3 = 10 dm 3 . P 1 , P 2 , P 3 , P 4 lần lợt nhận các giá trị sau: 4 V O T( 0 K) dm 3 1 2 400 40 10 3 200 A. P 1 = P 4 = 0,83.10 5 Pa, P 2 = P 3 = 1,66.10 5 Pa B. P 1 = P 4 = 1,66.10 5 Pa, P 2 = P 3 = 0,83.10 5 Pa C. P 1 = P 4 = 0,38.10 5 Pa, P 2 = P 3 = 6,16.10 5 Pa D. P 1 = P 4 = 8,3.10 5 Pa, P 2 = P 3 = 6,6.10 5 Pa. Hình vẽ: H ớng dẫn giải Cỏc quỏ trỡnh 4 1, 2 3 l ng ỏp vỡ V t l vi T. Cỏc quỏ trỡnh 1 2, 3 4 l ng nhit v ỡ T 1 = 2T 4 , T 2 = 2T 3 , nờn theo nh lut Gayluy- xỏc: 3 1 1 41 4 4 4 1 1 20 2 . dm V T TV V T V T V ==== 3 3 23 2 3 3 2 2 20 . dm T TV V T V T V === - Ta cú: P 1 V 1 = P 2 V 2 ; P 3 V 3 = P 4 V 4 , P 1 = P 4 ; P 2 = P 3 - Gii h phng trỡnh ta c: P 1 = P 4 = 0.83.10 5 Pa, P 2 = P 3 = 1,66.10 5 Pa Bài tập 5: Hai bình giống nhau đợc nối với nhau bằng một ống nằm ngang có tiết diện 20 mm 2 ( Hình vẽ). ở 0 0 C giữa ống có một giọt thuỷ ngân ngăn không khí ở hai bên. Thể tích mỗi bình là V 0 = 200 cm 3 . Nếu nhiệt độ một bình là t 0 C bình kia là -t 0 C thì giọt thuỷ ngân dịch chuyển 10 cm. Nhiệt độ (t) nhận giá trị nào sau đây : A. -270,27 0 C B. 27,3 0 C C. 2,73 0 C D. 3,72 0 C H ớng dẫn giải Gọi V 1 là thể tích của bình có nhiệt độ T 1 =273 + t; V 2 là thể tích của bình có nhiệt độ T 2 = 273 t. Giọt thuỷ ngân khi đứng yên, thì áp suất ở hai bình bằng nhau. Hai bình chứa cùng một khối lợng khí, vậy áp dụng định Gay-luy-xác: .73,2 200 273.2 210.2,0 273 200 273 ) 273 273 ()1 273 ( 273273273273 2 0 0 0 11 001 10 1 00 21 21 2 2 1 1 Ct Sd t tV V TT VVVV TV V V tt V TT VV T V T V == ===== === == ++ = + + == C. Kết luận Qua thời gian giảng dạy tôi thấy rằng với việc phân tích bài tập nh trên đã giúp học sinh có cái nhìn đúng đắn khi gặp các bài toán về chất khí. Các em không còn túng túng bỡ ngỡ khi gặp các bài tập này. Tuy nhiên do thời gian có hạn nên tôi cha thể đề cập tới các vấn đề một cách sâu rộng đợc rất mong đợc sự góp ý của các đồng nghiệp để đề tài đợc hoàn thiện hơn. . V 3 = 10 dm 3 . P 1 , P 2 , P 3 , P 4 lần lợt nhận các giá trị sau: 4 V O T( 0 K) dm 3 1 2 400 40 10 3 200 A. P 1 = P 4 = 0,83 .10 5 Pa, P 2 = P 3 = 1,66 .10 5 Pa B. P 1 = P 4 = 1,66 .10 5. = 1,66 .10 5 Pa, P 2 = P 3 = 0,83 .10 5 Pa C. P 1 = P 4 = 0,38 .10 5 Pa, P 2 = P 3 = 6,16 .10 5 Pa D. P 1 = P 4 = 8,3 .10 5 Pa, P 2 = P 3 = 6,6 .10 5 Pa. Hình vẽ: H ớng dẫn giải . = 100 0 kg/m 3 gia tốc trọng trờng g = 9,8 (m/s 2 ) * Hoạt động thày trò - GV: Đọc đề bài, yêu cầu HS tóm tắt. - HS: Tóm tắt. H = 15 m t 1 = 7 0 C t 2 = 22 0 C P kq = 1 atm = 101 3 .10 5