Bài 31: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng

Tiết 50: Phơng trình trạng thái của khí lý tởng A. Mục tiêu: 1. Kiến thức: + Từ các phơng trình của định luật Bôi Lơ - Ma Ri ốt và Sác Lơ xây dựng phơng trình trạng thái CLa Pê rôn và từ biểu thức của phơng trình này viết biểu thức đặc trng cho các đẳng quá trình. 2. Kĩ năng : + Rèn luyện cho học sinh kĩ năng sử dụng phơng pháp nghiên cứu sự phụ thuộc của một đại lợng đồng thời vào nhiều đại lợng khác. Cụ thể là sự phụ thuộc của P đồng thời vào V, T. + Rèn luyện kĩ năng vận dụng phơng trình trạng thái vào giải bài tập. B. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: 2. Học sinh: Ôn lại các kiến thức cũ tiết 49, 50. C. Thiết kế tiến trình dạy học. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cần đạt đ ợc Thế nào là khí lý tởng ? Khí lý tởng tuân theo đúng các định luật về chất khí, còn khí thực chỉ tuân theo một cách gần đúng. Yêu cầu học sinh đọc SGK nhận xét : Trong trờng hợp nào có thể coi gần đúng khí thực là khí lý tởng ? Phát biểu và viết biểu thức của định luật Sác Lơ và định luật Bôi Lơ - Ma Ri ốt ? Nhận xét : Các định luật này khảo sát sự biến đổi mấy thông số trạng thái của khí lý tởng ? Trong thực tế, khi trạng thái của một lợng khí thay đổi thì cả 3 thông số P, V, T đều thay đổi. Phơng trình nào có thể xác định mối quan hệ giữa ba thông số trạng thái này? Giả sử một khối khí biến đổi trạng thái nh đồ thi hình vẽ. Hãy cho biết sự chuyển trạng thái của khối lợng khí theo những quá trình nào? Viết biểu thức biểu diễn mối liên hệ của các thông số giữa các trạng thái đó? Hoàn thành yêu cầu C1. Khi chuyển trạng thái từ (1) (1 ) thì thông số nào không học sinh nhắc lại k/n khí lý tởng Cá nhân đọc sách giáo khoa Thực hiện yêu cầu của giáo viên Học sinh nhắc lại nội dung và viết biểu thức của 2 định luật đã học và trả lời: Các định luật này chỉ khảo sát sự biến đổi của 2/3 thông số trạng thái. Cá nhân học sinh nhận thức vấn đề cần nghiên cứu. Cá nhân học sinh thực hiện yêu cầu của giáo viên + Lợng khí chuyển từ TT I- Khí thực và khí lý tởng: - Khí lý tởng tuân theo đúng các định luật về chất khí đã học. - Khi không cần độ chính xác cao ( ở những nhiệt độ và áp suất thông thờng) có thể áp dụng các định luật của khí lí t- ởng cho khí thực. II- Phơng trình trạng thái của khí lý t- ởng: Xét một khối lợng khí m + ở trạng thái có: P 1 , V 1 , T 1 + Chuyển sang trạng thái 2 có: P 2 , V 2 , T 2 , qua trạng thái trung gian 1 có: P ,V 2 , T 1 . + Khi chuyển từ TT (1) TT (1 ) ta có: 1 O P P 2 P 1 V 1 V 2 V P (1) (1 ) (2) đổi? Viết biểu thức của định luật biểu diễn quá trình đó. Tơng tự hãy cho biết khi chuyển trạng thái từ (1 ) (2) thì thông số nào không đổi? Viết biểu thức của định luật biểu diễn quá trình đó. Từ các biểu thức trên, hãy viết công thức biểu diễn mối liên hệ giữa các thông số của tTT (1) và TT (2). Rút ra nhận xét về quan hệ giữa các thông số ở các trạng thái khác nhau. PT (4) đợc nhà Vật lý Cla - Pê - rôn tìm ra năm 1834 gọi là PT trạng thái của khí lí tởng hay PT Cla - Pê - rôn Hằng số trong PT (4) phụ thuộc vào yếu tố nào? Các PTTT áp dụng cho khối lợng khí nh thế nào? Vận dụng kiến thức vừa học làm bài tập thí dụ và giải bài tập 7 SGK. Hãy xác định rõ các thông số của mỗi trạng thái đầu bài đã cho và thông số đầu bài yêu cầu tìm sau đó vận dụng biểu thức của PTTT giải bài toán . Chú ý: Đổi đơn vị của các đại lợng thống nhất. (1) TT (1 ) bằng quá trình đẳng nhiệt T = T 1 , biểu thức tuân theo định luật Bôi Lơ - Ma ri ốt. + Lợng khí chuyển từ TT (1 ) TT (2) bằng quá trình đẳng tích , biểu thức tuân theo định luật Sác Lơ. Cá nhân học sinh thực hiện theo yêu cầu của giáo viên. Đọc SGK, trả lời câu hỏi của Giáo viên. PTTT áp dụng cho khối lợng khí không đổi. Cá nhân tự lực giải bài tập và ví dụ. Gọi học sinh lên bảng giải bài tập. ' 1 1 2 P V P V= ' 1 1 2 P V P V = (1) + Khi chuyển từ TT (1 ) TT (2) ta có : ' 2 1 2 P P T T = ' 2 1 2 P T P T = (2) + từ (1) (2) ta đợc : 1 1 2 2 1 2 P V P V T T = (3) hay tổng quát : (4) (4 ) là PTTT của khí lý tởng . Độ lớn của hằng số trong (4) phụ thuộc vào khối lợng khí ta xét. Ví dụ : Cho một khối lợng khí + ở TT (1) có : V 1 = 100cm 3 , t 1 = 27 o C P 1 = 10 5 at. V 2 = 20cm 3 ; t 2 = 39 0 C P 2 = ? Giải : Theo đb ta có : T 1 = 27 + 273 = 300 0 K T 2 = 39 + 273 = 312 0 K áp dụng PT (4) ta đợc : 5 5 1 1 2 2 2 1 P V T 10 .100.312 P 5,2.10 Pa V T 20.300 = = = Tổng kết bài học : - Giáo viên yêu cầu học sinh tự đọc phần ghi nhớ trong SGK BTVN: Giải bài tập 6,7, 8 và các bài tập trong sách BTVL 10; Đọc trớc bài học giờ sau. 2 PV HS T = . dụng các định luật của khí lí t- ởng cho khí thực. II- Phơng trình trạng thái của khí lý t- ởng: Xét một khối lợng khí m + ở trạng thái có: P 1 , V 1 ,. trình trạng thái của khí lý tởng A. Mục tiêu: 1. Kiến thức: + Từ các phơng trình của định luật Bôi Lơ - Ma Ri ốt và Sác Lơ xây dựng phơng trình trạng thái