Định luật bôi lơ ma ri ốt

bài 45 nâng cao lớp 10, giáo án giảng dạy đã được chỉnh sửa rất công phu, tỉ mỉ. Đã có sự đầu tư của người soạn cho giáo án. Mong các bạn tìm hiểu và tìm đọc. tài liệu sẽ không làm các bạn thất vọng. và mong sẽ giúp được gì đó cho các bạn trong quá trình biên soạn giáo án.

BÀI 45: ĐỊNH LUẬT BÔI – LƠ – MA –RI - ỐT

I.Mục đích

1.Kiến thức , kĩ năng

- Phát biểu được định luật Bôi – lơ – Ma – ri- ốt

- Vẽ được đường biểu diễn sự phục thuộc của áp suất theo thể tích trên đồ thị

- Thiết kế được phương án thí nghiệm

- Thực hiện được thí nghiệm theo tiến trình đã đề xuất

- Từ kết quả thí nghiệm rút ra được nhận xét về mối quan hệ của P, V khi T không đổi

- Vận dụng được định luật để giải thích được các hiện tượng thực tế

2 Thái độ

- Học sinh hăng say, chăm chú lắng nghe

- Học sinh tham gia vào đề xuất tiến trình và làm thí nghiệm

II Chuẩn bị

-Giáo án giảng dạy bài 45

- Dụng cụ thí nghiệm

III Tiến trình dạy học

Hoạt động 1: Đặt vấn đề

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

CH1: Hỏi: ngày bé chúng ta hay chơi trò

bác sĩ và dùng kim tiêm Bây giờ ta hãy làm

thí nghiệm sau:

+ ban đầu kéo pittong ra rồi ấn vào một cách

bình thường

+ sau đó kéo pittong ra với khoảng cách ban

đầu, rồi lấy một ngón tay bịt lỗ hở của

xilanh, sau đó ấn pittong xuống để thể tích

khí trong xilanh giảm

Yêu cầu HS trả lời câu hỏi sau:

- HS làm thí nghiệm

Nhận xét sự khác biệt giữa 2 lần ấn pittong.

Trong quá trình ấn pittong ở lần thứ 2, cảm

giác ở tay ta thay đổi như thế nào?

Em hãy cho biết hiện tượng?

- Hỏi: Vậy các em hãy dự đoán xem mối

quan hệ giữa p và V khi ta cố định nhiệt độ

của khối khí như thế nào?

⟹Vậy với 1 lượng khí xác định, khi nhiệt

độ không đổi, áp suất tỉ lệ nghịch với thể

tích.Để biết chúng tỉ lệ với nhau cụ thể bằng

biểu thức toán học nào, chúng ta cùng học

bài hôm nay:bài 45: Định luật Bôi Lơ –

Mariot

- HS suy nghĩ và dự kiến câu trả lời:

Lần ấn pittong thứ hai tay ta khó đẩy hơn

Khi ta ấn cho thể tích khí trong ống xilanh càng giảm thì tay ta có cảm giác càng khó đẩy hơn

Hiện tượng này chứng tỏ áp suất tăng

- HS suy nghĩ và dự kiến trả lời: áp suất tăng, thể tích giảm chứng tỏ p và V

tỉ lệ nghịch với nhau

Hoạt động 2: Tìm hiểu về định luật Bôi – lơ- ma – ri -ốt

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản

- Hỏi: vậy để kiếm chứng xem thực sự p có tỉ lệ nghịch với V không thì chúng ta sẽ phải làm như thế nào?

- Vậy thí nghiệm để kiểm chứng xem p, V có thực sự tỉ lệ nghịch với nhau không thì các

em suy nghĩ và đưa ra xem cần thiết bị, dụng cụ gì?

- Chia lớp thành 2 nhóm và tự thiết kế thí nghiệm, sau đó lên bảng trình bày thí nghiệm của mình

- Hỏi rõ công dụng các công cụ khi HS đề xuất

- Nhận xét HS và nói về thí nghiệm: bộ thí nghiệm của chúng ta gồm1 pitton gắn vào giá

đỡ, đầu pitton có 1 nút cao su để đảm bảo giam khí kín bên trong Pitton gắn trên 1 bảng chia vạch Đằng sau pitton có ốc xoáy cho phép di chuyển thay đổi thể tích khí bên trong Pitton có hệ thống bôi trơn để giảm ma sát

- Vậy với những công cụ trên các em hãy suy nghĩ xem mình cần tiến trình thí nghiệm như thế nào để kiểm chứng được p tỉ lệ nghịch với V?

- Hỏi: vậy với tiến trình các em đưa ra hãy suy nghĩ xem thí nghiệm của chúng ta có ưu,

nhược điểm gì? ( Gợi ý: Khi dùng pitton ta cùng lúc thay đổi được cả V và p của khối khí

tuy nhiên ta cần giữ cho nhiệt độ không đổi, nhưng pitton di chuyển sẽ sinh ra cái gì?)

+ Chúng ta cần lưu ý gì trong tiến trình làm thí nghiệm để khắc phục nhược điểm đó không?

+ Tại sao lại phải làm thí nghiệm chậm?

- Vậy nguyên nhân làm thay đổi nhiệt độ chính là do pitton rắn, vậy các em thử nghĩ xem với kiến thức cũ khi học cơ học chất lưu thì ta có thể khắc phục được nhược điểm trên?

- Nhận xét câu trả lời của HS: dùng pitton lỏng để đảm bảo khí được giảm kín hoàn toàn

và ma sát không đáng kể, tuy nhiên lượng khí có thể thay đổi do hơi nước bốc lên

- Sau đây chúng ta sẽ quan sát thí nghiệm trên slide và ghi kết quả thực nghiệm vào bảng

- Chia lớp thành 4 nhóm để tính các số liệu (p + V), (p - V), (p x V), (p : V), rồi yêu cầu

HS đưa ra nhận xét về kết quả thu được

- Từ đó yêu cầu học sinh khái quát lên với mỗi khối khí xác định khác nhau, khi nhiệt độ không đổi thì p, V có quan hệ với nhau như thế nào?

- Nhận xét

- Biểu thức chúng ta thu được cũng chính là biểu thức định luật Boyle – Mariotte (Boyle

và Mariotte là 2 nhà khoa học cùng tìm ra định luật này một cách độc lập, Boyle tìm ra năm 1662 và Mariotte tìm ra năm 1676)

- Gọi 1 học sinh phát biểu Định luật Boyle – Mariotte trong SGK/ 224

- Nghiên cứu SGK/223, chúng ta so sánh ưu, nhược điểm giữa bộ thí nghiệm của chúng

ta và Boyle

- Nhận xét và bổ sung

Ngoài quan hệ thể hiện bằng biểu thức thì người ta còn mô tả quá trình biến đổi trạng thái của một lượng khí trong quá trình đẳng nhiệt bằng đồ thị Vì nhiệt độ không đổi nên người ta quan tâm mối quan hệ giữa áp suát và thể tích

CH: Bằng các số liệu vừa rồi em hãy vẽ đường biểu diễn quan hệ giữa áp suất và thể tích

của lượng khí vừa xét?

KL: Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa áp suất P và thể tích V của một lượng khí trong quá trình đẳng nhiệt là đường hyperbol hay trong hệ toạ độ P-V, đường đẳng nhiệt là

Hyperbol

- Chuẩn bị giấy A4 cho các nhóm và giao nhiệm vụ tiếp theo cho các nhóm với hệ toạ độ (p,T) và (V,T)

- Cho các nhóm nhận xét và GV nhận xét

- HS trả lời: thí nghiệm kiểm chứng

- HS trình bày thí nghiệm

- Trả lời:

+ Trước tiên ta phải có 1 lượng khí xác định, tức không thay đổi khối lượng, số phân tử khí, do đó lượng khí này phải được nhốt trong 1 bình kín

+ Đo thể tích ta dùng bình chia độ, đo áp suất ta dùng áp kế nối với bình., cố định nhiệt

độ T

+ Dùng pitton cao su để nén hoặc giãn khí

- Tiến trình thí nghiệm:

• Đẩy pittong để thay đổi thế tích khí trong xilanh

• Với mỗi giá trị V ta đọc được giá trị p tương ứng trên áp kế

• Ghi lại kết quả vào bảng số liệu.

- Gợi ý cho HS trả lời:

+ Ưu:dễ làm, đơn giản

+ Nhược: ma sát khi di chuyển pitton là thay đổi nhiệt độ hay phá vỡ quá trình đẳng nhiệt

- Cách khắc phục: làm thí nghiệm thật chậm hoặc bôi trơn pitton bằng dầu nhớt

+ Để nhiệt sinh ra do ma sát sẽ toả ra môi trường và đảm bảo nhiệt độ không đổi

- HS: dùng pitton lỏng để đảm bảo khí được giảm kín hoàn toàn và ma sát không đáng kể

- HS quan sát thí nghiệm và ghi kết quả.

- Từ bảng số liệu tính (p + V), (p - V), (p x V), (p : V), rút ra nhận xét: tích p.V gần đúng bằng hằng số

- Dự kiến HS trả lời: với mỗi khối khí xác định, khi nhiệt độ không đổi thì tích pV luôn không đổi

HS phát biểu và ghi lại

- HS so sánh:

Boyle sử dụng pitton trong nước nên giảm được ma sát tốt hơn, nhiệt sinh ra được làm nguội đi nhờ nước, nhưng lượng khí có thể bị thay đổi do hơi nước bốc lên

1 THÍ NGHIỆM

a) Bố trí thí nghiệm

+ Yêu cầu:

• 1 lượng khí xác định

• Cố định T

• Đo (V1,p1), (V2, p2)…

+ Dụng cụ:

• Bình chứa khí có chia vạch để có thể đọc được thể tích

• Khí xác định trong bình

• Áp kế để đo áp suất khí

- Bố trí thí nghiệm và tiến hành

b) Tiến hành thí nghiệm

c) Kết quả thí nghiệm

Lần 1 2 3 P(10^5

pa)

1 1,5 2

V

(cm3)

3 2 1,5

Kết quả

d) Nhận xét

P1V1= P2V2=P3V3=P4V4

Hay pV = const

2 Định luật Boyle – Mariotte

* Nội dung định luật: Ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất p và thể tích V của 1 lượng

khí xác định là 1 hằng số

* Biểu thức định luật:

p ~

1

V

hay pV =const

* Cách viết khác của định luật:

p 1 V 1 = p 2 V 2

Trong đó: p1V1, p2V2 lần lượt là áp suất và thể tích tương ứng của lượng khí ở hai trạng

thái 1 và 2

* Điều kiện áp dụng Định luật

- Khí lí tưởng

- Lượng khí xác định

- Nhiệt độ không đổi

Hệ toạ độ p - T

Hệ toạ độ T- V

Hoạt động 3: Bài tập vận dụng

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Dùng định luật Boyle – Mariotte giải

thích lại câu hỏi về bơm tiêm nêu ra ở

tiêu đề.

Xét 0.1 mol khí trong điều kiện chuẩn: áp suất p0= 1 atm= 1,013.105Pa, nhiệt độ t0=

0oC

a,Tính thể tích V0 của khí Vẽ trên đồ thị

p-v điểm A biểu diễn trạng thái nói trên

B, Nén khí và giữ nhiệt độ không đổi( nén đẳng nhiệt) 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 câu b

vẽ đường biểu diễn.Đường biểu diễn có dạng hình gì?