GIÁO án GIẢNG dạy bài 31 PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI của KHÍ lí TƯỞNG

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TP.HCM TRƯỜNG THPT HOÀNG HOA THÁM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập-Tự Do-Hạnh Phúc GIÁO ÁN GIẢNG DẠY BÀI 31: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Đăng Vĩnh Long Giáo sinh thực tập : Phạm Hoàng Đạo Lớp giảng dạy : 10A19 Ngày thực : I.MỤC TIÊU: 1.Kiến thức: - Viết phương trình trạng thái khí lý tưởng Viết biểu thức liên hệ thể tích nhiệt độ tuyệt đối trình đẳng áp Nắm dạng đường đẳng áp hệ trục tọa độ (V,T) 2.Kỹ năng: - Phân biệt hai khái niệm: khí thực khí lý tưởng - Biết vận dụng hai định luật chất khí học để thiết lập phương trình trạng thái khí lý tưởng - Biết áp dụng phương trình trạng thái để tính đại lượng chưa biết - Biểu diễn đường đẳng áp hệ trục tọa độ Phát triển tư -Rèn luyện tư phê phán trình xây dựng học -Rèn luyện tư logic việc giải tập 4.Thái độ, đạo đức: - Kích thích tinh thần học tập, yêu mến môn vật lý học sinh II.CHUẨN BỊ Giáo viên: - Giáo án giảng dạy Học sinh: -Nắm kiến thức thuyết động học phân tử chất khí III.PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY -Phương pháp chính: Giảng giải -Phương pháp phụ : Đàm thoại IV.TIẾN TRÌN DẠY VÀ HỌC HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH HỖ TRỢ CỦA GIÁO VIÊN KIỂM TRA BÀI CŨ (3 phút) Câu 1: Quá trình biến đổi trạng thái thể tích không đổi trình đẳng tích Trong trình đẳng tích lượng khí định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối p T = số Câu 2: Trong hệ trục tọa độ (p, V) đường đẳng tích đường thẳng song song với Câu 1: Thế trình đẳng tích? Nêu nội dung viết biểu thức định luật Charles Câu 2: Nêu dạng đường đẳng tích ba hệ trục tọa độ (p,V), (p, T), (V,T) NỘI DUNG GHI CHÉP trục p Trong hệ tọa đổ (p,T) đường đẳng tích đường thẳng mà kéo dài qua gốc tọa độ Trong hệ tọa độ (V,T) đường đẳng tích đường thảng song song với trục T ĐẶT VẤN ĐỀ (2 phút) Ta xét lượng khí định, trạng thái có áp suất p, thể tích V nhiệt độ T xác định Khi lượng khí biến đổi chuyển từ trạng thái sang trạng thái khác, ba thông số biến đổi Trong hai trước, ta giữ cho thông số không đổi xét phụ thuộc lẫn hai thông số Trong học ta tổng hợp kết hai trước để tìm công thức thể phụ thuộc lẫn ba thông số ấy, đồng thời ta tìm hiểu “đẳng trình” cuối cùng, trình đẳng áp I.PHÂN BIỆT KHÍ THỰC VÀ KHÍ LÍ TƯỞNG (3 phút) - Khí thực khí tồn thực tế - Như ta biết khí lí tưởng mô - Khí thực khí tồn thực N2, O2, CO2,… tuân theo gần hình lí tưởng hóa để đem khảo tế N2, O2, CO2,… tuân định luật Boyle- Marriote định sát cho khí thực, chúng có theo gần định luật Boyleluật Charles khác biệt Dựa vào tài liệu có, em Marriote định luật Charles - Khí lí tưởng khí phân tử cho thầy biết khí thực - Khí lí tưởng khí khí tuân theo coi chất điểm tương tác khí lí tưởng? định luật Boyle- Marriote với va chạm khí tuân theo - Nhấn mạnh: Tuy nhiên khác biệt định luật Charles định luật Boyle- Marriote khí thực khí lí tưởng không lớn - Trong đời sống kĩ thuật, định luật Charles nhiệt độ áp suất thông thường không yêu cầu độ xác cao ta Do đó, đời sống kĩ thuật, áp dụng định luật không yêu cầu độ xác cao ta có chất khí cho khí thực thể áp dụng định luật chất khí cho khí thực II PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG (17 phút) - Để lập phương trình trạng thái khí lí Xét lượng khí chuyển từ trạng tưởng, ta xét lượng khí chuyển từ thái 1(p1,V1,T1) sang trạng thái trạng thái 1(p1,V1,T1) sang trạng thái 2(p2,V2,T2) thông qua trạng thái 2(p2,V2,T2) thông qua trạng thái trung gian trung gian 1’(p1’,V2,T1) : 1’(p1’,V2,T1) hình vẽ sau - Áp dụng định luật Boyle – Marriote: p1V1=p’1 V2 (1) - Áp dụng định luật Charles: p1, p = T1 T2 p '1 = p2T1 T2 => Thay vào (1), ta được: - Phân tích & hướng dẫn học sinh xây dựng phương trình trạng thái khí lí tưởng từ kiến thức học: + Áp dụng định luật Boyle – Marriote cho trình chuyển trạng thái từ (1) sang (1’) + Áp dụng định luật Charles cho trình chuyển từ trạng thái (1’) sáng (2) +Biến đổi toán học tìm mối quan hệ thông số trạng thái (1) trạng - Áp dụng định luật Boyle – Marriote: p1V1=p’1 V2 (1) - Áp dụng định luật Charles: p1, p = T1 T2 p '1 = => Thay vào (1), ta được: p2T1 T2 p1V1 pV = 2 T1 T2 thái (2) - Mở rộng: Từ phương trình trạng thái khí lí tưởng, ta suy định luật Charles định luật Boyle – Marriote p1V1 pV = 2 T1 T2 cm - Áp dụng phương trình trạng thái khí lí - Vận dụng: Một bơm 0chứa 100 27 C tưởng không khí nhiệt độ , áp suất p1V1 p 2V2 = 10 T1 T2 Pa Tính áp suất khí bơm không khí bơm bị nén xuống 20 pV T ⇒ p2 = p2 = 1 T1 V2 cm pV = const T  390 C nhiệt độ tăng lên 105.100.312 = 5, 2.105 Pa 20.300 III ĐỊNH LUẬT GAY – LUSSAC (10 phút) - HS trả lời: - Dựa vào kiến thức học “đẳng - Quá trình biến đổi trạng thái áp suất trình”, em cho biết trình không đổi gọi trỉnh đẳng áp đẳng áp ? - Em vận dụng phương trình trạng thái p1V1 p 2V2 = khí lí tưởng để tìm biểu thức liên hệ T1 T2 thể tích nhiệt độ tuyệt đối trình đẳng áp Mà p1 =p2 - GV phát biểu định luật Gay – Lussac: V1 V2 V Trong trình đẳng áp lượng khí = = T1 T2 xác định , thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ T tuyệt đối → hay số V = T - HS tiếp thu - HS vẽ hình: - HS trả lời: Ta kẻ đường đẳng nhiệt, A tích lớn B Mà trình đảng nhiệt lượng khí xác định thể tích tỉ lệ nghịch với áp suất Vì áp suất A nhỏ áp suất B số - GV thông báo cho học sinh khái niệm đường đẳng áp: Đường biểu diển biến thiên thể tích theo nhiệt độ áp suất không đổi gọi đường đẳng áp - Từ biểu thức định luật Gay – Lussac, em vẽ đường đẳng áp tọa độ ( V,T) - Như vậy, tạo độ (V,T) đường đẳng áp đường thẳng qua góc tọa độ - Yêu cầu HS chứng minh, ứng với lượng khí xác định, tọa độ (V,T) đường đẳng áp có áp suất nhỏ đường đẳng áp 1.Quá trình đẳng áp Quá trình biến đổi trạng thái áp suất không đổi gọi trỉnh đẳng áp Định luật Gay - Lussac Trong trình đẳng áp lượng khí xác định , thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối V = T số Đường đẳng áp - Đường biểu diển biến thiên thể tích theo nhiệt độ áp suất không đổi gọi đường đẳng áp - Trong tọa độ (V,T) , đường đẳng áp đường thẳng qua góc tọa độ - Trong tọa độ (V,T), ứng với lượng khí xác định, đường đẳng áp có áp suất nhỏ đường đẳng áp - HS tiếp thu IV ĐỘ KHÔNG TUYỆT ĐỐI (3 phút) - Ta thấy đường đẳng tích hệ tọa độ (p,T), đường đẳng áp tọa độ (V,T) T=0 K p=0,V=0 Khi T < K áp suất thể tích âm, điều thực - HS tiếp thu - Ken-vin đưa nhiệt giai bắt đầu nhiệt độ K gọi độ không tuyệt đối - Các nhiệt độ nhiệt giai Kenvin có giá trị dương độ chia nhiệt giai Kenvin độ chia nhiệt giai Celsius V BÀI TẬP VẬN DỤNG (7 phút) - Ken-vin đưa nhiệt giai bắt đầu nhiệt độ K gọi độ không tuyệt đối - Các nhiệt độ nhiệt giai Kenvin có giá trị dương độ chia nhiệt giai Kenvin độ chia nhiệt giai Celsius Câu 1: TT1 p1 = 0,7atm V1 T1 = 320K TT2 p2 = 8atm V2 = V1/5 T2 = ? Cấu 1: Trong xilanh động có chứa lượng khí nhiệt độ 47 o C áp suất 0,7 atm Sau bị nén thể tích khí giảm lần áp suất tăng lên tới atm Tính nhiệt độ khí cuối trình nén? Áp dụng PTTT khí lý tưởng, Ta có: p1V1 p2V2 8V 320 = ⇒ T2 = = 731K T1 T2 5.0, 7V1 Câu 2: TT1 p1 V1 T1 =? TT2 p = p1 V2 = 1,5V1 T2 = 320K Câu 2: Đun nóng đẳng áp khối lượng khí lên đến 470C thể tích khí tăng gấp 1,5 lần thể tích lúc đầu Tìm nhiệt độ ban đầu khí Áp dụng định luật Gay-luýt xắc, ta có: V1 V2 V T V 320 = ⇒ T1 = = = 213, 3K T1 T2 V2 1,5V1 Câu 3: Từ (1) sang (2): đẳng nhiệt (V tăng, p giảm) Từ (2) sang (3): đẳng tích (p tăng → T tăng) Từ (3) sang (1): đẳng áp (V giảm → T giảm) p (1) Câu 3: Cho đồ thị biểu diễn trình biến đổi trạng thái khối khí lý tưởng xác định Đọc tên đẳng trình vẽ lại đồ thị hệ trục (p,T) (V,T) p (3) (3) (2) (2) (1) V V.DẶN DÒ CÔNG VIỆC VỀ NHÀ T - Làm tập đề cương - Xem (2)trước (3) 32 “Nội biến thiên nội năng” V VI.RÚT KINH NGHIỆM (1) T Giáo viên hướng dẫn Giáo sinh thực tập ... chất khí cho khí thực thể áp dụng định luật chất khí cho khí thực II PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG (17 phút) - Để lập phương trình trạng thái khí lí Xét lượng khí chuyển từ trạng tưởng, ... định luật Charles - Khí lí tưởng khí phân tử cho thầy biết khí thực - Khí lí tưởng khí khí tuân theo coi chất điểm tương tác khí lí tưởng? định luật Boyle- Marriote với va chạm khí tuân theo - Nhấn... = 2 T1 T2 thái (2) - Mở rộng: Từ phương trình trạng thái khí lí tưởng, ta suy định luật Charles định luật Boyle – Marriote p1V1 pV = 2 T1 T2 cm - Áp dụng phương trình trạng thái khí lí - Vận dụng: