Bài 47. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng. Định luật Gay Luy-xác tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án...
KIEÅM TRA BAØI CUÕ KIEÅM TRA BAØI CUÕ 1 2 1. PHÁT BIỂU ĐỊNH LUẬT BOYLE – MARIOTTE, SAC-LO? Trả lời: Phát biểu: Ở nhiệt độ khơng đổi, tích của áp suất p và thể tích V của một lượng khí xác định là một hằng số. Với một lượng khí có thể tích khơng đổi thì áp suất p phụ thuộc vào nhiệt độ t của khí. 2.THẾ NÀO LÀ KHÍ LÍ TƯỞNG, KHÍ THỰC ? Khí lí tưởng (theo quan điểm vĩ mô)là khí tuân theo đúng hai định luật BOYLE – MARIOTTE và SÁC-LƠ Traû lôøi: Khí thực là khí có tính chất gần đúng như khí lí tưởng. Ở áp suất thấp thì có thể coi mọi khí thực như khí lí tưởng. - Xét một khối khí lí tưởng biến đổi từ trạng thái 1(P 1 ,V 1 ,T 1 ) sang trạng thái 2 (P 2 ,V 2 ,T 2 ) qua trạng thái trung gian 2’ - Qúa trình đẳng tích từ (1) sang (2’) P 1 T 1 P 2 ’ T 2 ’ = T 2 P 2 ’ = T 2 T 1 P 1 - Qúa trình đẳng nhiệt từ (2’) sang (2) Ta có: P 2 ’ V 2 ’ = P 2 V 2 V 1 (a) (b) Ta có: P O ● 1 P 1 V 1 ● 2 P 2 V 2 ● 2’ T 1 V P 2 ’ (P 2 ’,V 1 ,T 2 ) I. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI Thay (a) vaứo (b) T 2 T 1 P 1 = P 2 V 2 P 1 V 1 T 1 = P 2 V 2 T 2 ẹaõy laứ phửụng trỡnh traùng thaựi khớ lớ t ng V 1 hay: P 1 V 1 T 1 =C= const QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP – ĐỊNH LUẬT GAY- LUSSAC: 2. Đònh luật Gay – Lussac: Từ phương trình trạng thái: P 1 V 1 T 1 = P 2 V 2 T 2 Ta thấy, khi áp suất không đổi P 1 = P 2 thì: V 1 T 1 = V 2 T 2 hay: V T = = hằng số Thể tích V của một lượng khí có áp suất khơng đổi thì tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối của khí. C P 1 1. Quá trình đẳng áp: Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi gọi là quá trình đẳng áp 3. Đường đẳng áp: Đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo nhiệt độ khi áp suất không đổi gọi là đường đẳng áp. O V T P 1 P 2 P 1 < P 2 Trong hệ trục tọa độ (V,T), đường đẳng áp là đường thẳng qua gốc tọa độ. Câu 1: Trong các hệ thức sau đây, hệ thức nào không phù hợp với phương trình trạng thái khí lý tưởng? A. PV T = hằng số B . P 1 T 1 V 1 = P 2 T 2 V 2 C. P 1 V 1 T 2 = P 2 V 2 T 1 D . T 1 P 1 V 1 = T 2 P 2 V 2 Kiểm tra cũ Phỏt biu nh lut Sỏc l: Nhỳng qu búng Vy phi dựng Cỏc s bn bthụng bp vo nc núng thỡtrỡnh hin no phng trng thỏi no tng gỡ xynh vi mi xỏc Búng bn ca lng khớ qu búng? Nc núng liờn h gia thụng qu búng C thụng s trng thỏi sthay cai? lng khớ u thay i ny ? p T V I Phửụng trỡnh traùng thaựi: Hóy quan sỏt s bin i trng thỏi ca mt lng khớ t trng thỏi (1) sang trng thỏi (2) Gi tờn tng quỏ trỡnh bin i v vit biu thc liờn h gia cỏc thụng s trng thỏi tng quỏ trỡnh? p (1) p1 p2 T1 (2) (2) p2 O O V1 V2 V2 V1 V2 V2 T2 (1) (2): ng tớch p (1) p1 Hóy Hóy vit vit biu biu p1 pthc ca thc ca nh nh 2' (a) = lut Sỏcl lut chop T1 Bụi-l Ttrng 2' - Ma-ri-t thỏi v p ng nhit (2) (2):cho trng thỏi trng thỏi ?2 v trng thỏi 2?O 2' 2' 2 (b) (2) p V =p V T1 (2) V1 V2 V2 T2 V p1 p2' = T1 T2 ' T2' T2' (a) p2' = p1, thay vào (b): p1 V2' = p2V2 T2 T1 T1 p ' V2 ' = p V2 (b) V1 = V2' , T2 = T2' T (a) v p1(b), V1 hóy p V2tỡm h trc tip = mi liờn T1 T2gia cỏc thụng s ca khớ pV pV hai trng thỏi (1) v (2)? TT ==const const pV p2V2 1 = T1 T2 p (1) p1 p2 (2) PTTT ca khớ lớ tng p2 O T1 (2) V1 V2 V2 T2 V II ẹũnh luaọt Gay Luyxaực: thỡ i g n ụ h k t u s p khớ cú ỏ g n l t m a c V Th tớch khớ a c i t y tu t t l vi nhi I v p t i II B : g n d n pV = const T Hay: p1V1 p V2 = T1 T2 Bi: Mt lng khớ ng xilanh cú pittụng chuyn ng c Cỏc thụng s trng thỏi ca lng khớ ny l: atm, 15 lớt, 300K Khi pittụng nộn khớ, ỏp sut ca khớ tng lờn ti 3,5 atm, th tớch gim cũn 12 lớt Xỏc nh nhit ca khớ nộn Bi: Mt lng khớ ng xilanh cú pittụng pV = const chuyn ng c Cỏc thụng s trng thỏi ca T lng khớ ny l: atm, 15 lớt, 300 K Khi pittụng p1V1 p V2 nộn khớ, ỏp sut ca khớ tng lờn ti 3,5 atm, th Hay: = T1 T2 tớch gim cũn 12 lớt Xỏc nh nhit ca khớ nộn Túm tt: p1 = atm; 3,5(atm).12(lit) T2 = 300(K) = ? 2(atm).15(lit) T1 = 300 K Gii: p1V1 p V2 p V2 = T1 T suy T2 = T1 T2 p2 = 3,5 atm; p1V1 V1 = 15 lớt; V2 = 12 lớt T2 = ? Thay s, c kt qu: T2 = 420 K Bài 47: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG. ĐỊNH LUẬT GAY LUY -XÁC 1. MỤC TIÊU 1.1. Kiến thức: - Biết cách tổng hợp kết quả của định luật Bôi-lơ-Ma- ri -ốt và định luật Sác- lơ để tìm ra phương trình thể hiện sự phụ thuộc lẫn nhau của ba đại lượng: thể tích, áp suất, nhiệt độ của một lượng khí xác định. - Biết cách suy ra qui luật của sự phụ thuộc thể tích một lượng khí có áp suất không đổi vào nhiệt độ của nó, dựa vào phương trình trạng thái. 1.2. Kĩ năng: - Vận dụng phương trính suy ra các quá trình đó là các định luật. - Vận dụng giải các bài tập liên quan. 2. CHUẨN BỊ 2.1. Giáo viên: - Biên soạn câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung câu 1-6 SGK. - Vẽ hình trong SGK. 2.2. Học sinh: - Ôn lại các định luật chất khí đã học. 2.3.Gợi ý ứng dụng CNTT. - Chuẩn bị hình ảnh các nhà bác họcliên quan đến chương này. - Mô phỏng các đẳng quá trình, các định luật. 3. TIẾN TRÌNH DẠY, HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên -Phát biểu định luật Sác –lơ? Nhiệt -Nêu câu hỏi về định luật Sác –lơ và độ tuyệt đối? -Nhận xét câu trả lời của bạn. nhiệt độ tuyệt đối. -Yêu cầu HS trả lời. -Nhận xét câu trả lời. Hoạt động 2 ( phút): Phương trình trạng thái,định luật Gay luy-xác. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Đọc SGK phần 1, tìm hiểu bài toán. - Xây dựng phương trình thông qua trạng thái trung gian. - Ghi nhận công thức (47.4). - Tìm ra định luật từ phương trình trạng thái.Ghi nhận cộng thức (47.5). - Trả lời câu hỏi c1 - Yêu cầu HS đọc SGK. - Gợi ý: nếu cả ba đại lượng thay đổi thì quan hệ các đại lượng như thế nào? - Hướng dẫn HS xây dựng mối liên hệ thông qua trạng thái trung gian. - Nhận xét cách làm của HS. - Từ phương trình trạng thái cho HS rút ra định luật Gay luy- xác. - Nêu câu hỏi c1. Hoạt động 3 ( phút): Vận dụng,củng cố. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Trả lời câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung câu 1-6 SGK. - Làm bài tập phần 3 SGK. - Nhận xét bài làm của bạn. - Nêu câu hỏi. - Yêu cầu HS làm bài tập vận dụng phần 3 SGK - Đánh giá nhận xét kết quả giờ dạy. - Kể chuyện về các nhà bác học. Hoạt động 4 ( phút): Hướng dẫn về nhà. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Những chuẩn bị cho bài sau - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: Bài 47. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG. ĐỊNH LUẬT GAY LUSSAC A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Biết tổng hợp kiến thức của định luật Boyle-Mariotte và định luật Charles để tìm ra sự phụ thuộc lẫn nhau của ba đại lượng nhiệt độ, áp suất, thể tích của một lượng khí nhất định. - Biết cách suy ra quy luật phụ thuộc của thể tích vào nhiệt độ khi áp suất không đổi dựa vào phương trình trạng thái. 2. Kỹ năng - Từ phương trình trạng thái suy ra các phương trình ứng với các quá trình đẳng nhiệt, đẳng áp, đẳng tích. - Vận dụng phương trình trạng thái của khí lý tưởng để giải các bài toán liên quan. B. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên - Đồ thị các quá trình đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp. 2. Học sinh - Ôn lại các định luật Boyle – Mariotte và Charles. 3. Gợi ý ứng dụng CNTT - Mô phỏng chuyển động của các phân tử khí trong các đẳng quá trình. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Bài ghi của HS - Nêu câu hỏi về định luật Charles, khí lý tưởng và nhiệt độ tuyệt đối. - Nhận xét câu trả lời của HS. - Phát biểu định luật Charles; khái niệm khí lý tưởng, nhiệt độ tuyệt đối. - Nhận xét câu trả lời của bạn. Hoạt động 2: Phương trình trạng thái khí lý tưởng, định luật Gay Lussac Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Bài ghi của HS Đặt vấn đề: Với một khối khí xác định thì ba đại lượng p, V, T liên hệ với nhau như thế nào? - Hướng dẫn học sinh xây dựng mối liên hệ p, V, T giữa hai trạng thái thông qua trạng thái trung gian. Từ đó đi đến phương trình trạng thái. - Nhận xét cách làm của HS. - Từ phương trình trạng thái, hướng dẫn HS rút ra định luật Gay Lussac. - Hướng dẫn HS trả lời câu hỏi C1. - Thiết lập phương trình trạng thái theo hướng dẫn của GV. - Áp dụng phương trình trạng thái cho quá trình đẳng áp, rút ra định luật Gay 1.Phương trình trạng thái khí lý tưởng: Xét một khối khí biến đổi từ trạng thái 1 (p 1 , V 1 , T 1 ) sang trạng thái 2 (p 2 , V 2 , T 2 ). Chia quá trình thành hai đẳng quá trình: đẳng nhiệt (1-2’) và đẳng tích (2’-2). Trong quá trình (1-2’), định luật Boyle-Mariotte cho ta: 2 ' 211 VpVp (1) Trong quá trình (2’-2), định luật Charles cho ta: 2 1 2 ' 2 T T p p hay 2 1 2 ' 2 T T pp (2) Từ (1) và (2): 2 22 1 11 T Vp T Vp Vì các trạng thái 1 và 2 được chọn Lussac. - Trả lời câu hỏi C1. bất kỳ nên ta có thể viết: const T pV Đây là phương trình trạng thái của khí lý tưởng. 2. Định luật Gay Lussac: Trong quá trình đẳng áp (p = const) thì phương trình trạng thái cho ta: const T V Phát biểu định luật: Thể tích V của một lượng khí có áp suất không đổi thì tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối của khí. Hoạt động 3: Vận dụng, củng cố Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Bài ghi của HS - Hướng dẫn HS trả lời các câu hỏi trong SGK và các câu hỏi thực tế liên quan đến định luật, làm bài tập ở phần 3 SGK. - Trả lời câu hỏi và làm bài tập vận dụng. Hoạt động 4: Hướng dẫn làm việc ở nhà Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Bài ghi của HS - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Hướng dẫn HS chuẩn bị bài sau. - Bài 47: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG. ĐỊNH LUẬT GAY LUY -XÁC 1. MỤC TIÊU 1.1. Kiến thức: - Biết cách tổng hợp kết quả của định luật Bôi-lơ-Ma- ri -ốt và định luật Sác- lơ để tìm ra phương trình thể hiện sự phụ thuộc lẫn nhau của ba đại lượng: thể tích, áp suất, nhiệt độ của một lượng khí xác định. - Biết cách suy ra qui luật của sự phụ thuộc thể tích một lượng khí có áp suất không đổi vào nhiệt độ của nó, dựa vào phương trình trạng thái. 1.2. Kĩ năng: - Vận dụng phương trính suy ra các quá trình đó là các định luật. - Vận dụng giải các bài tập liên quan. 2. CHUẨN BỊ 2.1. Giáo viên: - Biên soạn câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung câu 1-6 SGK. - Vẽ hình trong SGK. 2.2. Học sinh: - Ôn lại các định luật chất khí đã học. 2.3.Gợi ý ứng dụng CNTT. - Chuẩn bị hình ảnh các nhà bác họcliên quan đến chương này. - Mô phỏng các đẳng quá trình, các định luật. 3. TIẾN TRÌNH DẠY, HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên -Phát biểu định luật Sác –lơ? Nhiệt độ tuyệt đối? -Nhận xét câu trả lời của bạn. -Nêu câu hỏi về định luật Sác –lơ và nhiệt độ tuyệt đối. -Yêu cầu HS trả lời. -Nhận xét câu trả lời. Hoạt động 2 ( phút): Phương trình trạng thái,định luật Gay luy-xác. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Đọc SGK phần 1, tìm hiểu bài toán. - Xây dựng phương trình thông qua trạng thái trung gian. - Ghi nhận công thức (47.4). - Tìm ra định luật từ phương trình trạng thái.Ghi nhận cộng thức (47.5). - Yêu cầu HS đọc SGK. - Gợi ý: nếu cả ba đại lượng thay đổi thì quan hệ các đại lượng như thế nào? - Hướng dẫn HS xây dựng mối liên hệ thông qua trạng thái trung gian. - Nhận xét cách làm của HS. - Từ phương trình trạng thái cho HS - Trả lời câu hỏi c1 rút ra định luật Gay luy- xác. - Nêu câu hỏi c1. Hoạt động 3 ( phút): Vận dụng,củng cố. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Trả lời câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung câu 1-6 SGK. - Làm bài tập phần 3 SGK. - Nhận xét bài làm của bạn. - Nêu câu hỏi. - Yêu cầu HS làm bài tập vận dụng phần 3 SGK - Đánh giá nhận xét kết quả giờ dạy. - Kể chuyện về các nhà bác học. Hoạt động 4 ( phút): Hướng dẫn về nhà. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Những chuẩn bị cho bài sau - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. 4. RÚT KINH NGHIỆM Bài 47: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG ĐỊNH LUẬT GAY LUY -XÁC MỤC TIÊU 1.1 Kiến thức: - Biết cách tổng hợp kết định luật Bôi-lơ-Ma- ri -ốt định luật Sáclơ để tìm phương trình thể phụ thuộc lẫn ba đại lượng: thể tích, áp suất, nhiệt độ lượng khí xác định - Biết cách suy qui luật phụ thuộc thể tích lượng khí có áp suất không đổi vào nhiệt độ nó, dựa vào phương trình trạng thái 1.2 Kĩ năng: - Vận dụng phương trính suy trình định luật - Vận dụng giải tập liên quan CHUẨN BỊ 2.1 Giáo viên: - Biên soạn câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung câu 1-6 SGK - Vẽ hình SGK 2.2 Học sinh: - Ôn lại định luật chất khí học 2.3.Gợi ý ứng dụng CNTT - Chuẩn bị hình ảnh nhà bác họcliên quan đến chương - Mô đẳng trình, định luật TIẾN TRÌNH DẠY, HỌC Hoạt động ( phút): Kiểm tra cũ Hoạt động Học sinh Trợ giúp Giáo viên -Phát biểu định luật Sác –lơ? Nhiệt -Nêu câu hỏi định luật Sác –lơ độ tuyệt đối? nhiệt độ tuyệt đối -Yêu cầu HS trả lời -Nhận xét câu trả lời bạn -Nhận xét câu trả lời Hoạt động ( phút): Phương trình trạng thái,định luật Gay luy-xác Hoạt động Học sinh Trợ giúp Giáo viên - Đọc SGK phần 1, tìm hiểu toán - Yêu cầu HS đọc SGK - Gợi ý: ba đại lượng thay đổi quan hệ đại lượng - Xây dựng phương trình thông qua nào? trạng thái trung gian - Hướng dẫn HS xây dựng mối liên - Ghi nhận công thức (47.4) hệ thông qua trạng thái trung gian - Tìm định luật từ phương trình - Nhận xét cách làm HS trạng thái.Ghi nhận cộng thức (47.5) - Từ phương trình trạng thái cho HS - Trả lời câu hỏi c1 rút định luật Gay luy- xác - Nêu câu hỏi c1 Hoạt động ( phút): Vận dụng,củng cố Hoạt động Học sinh Trợ giúp Giáo viên - Trả lời câu hỏi trắc nghiệm theo nội - Nêu câu hỏi dung câu 1-6 SGK - Yêu cầu HS làm tập vận dụng - Làm tập phần SGK phần SGK - Đánh giá nhận xét kết dạy - Nhận xét làm bạn - Kể chuyện nhà bác học Hoạt động ( phút): Hướng dẫn nhà Hoạt động Học sinh Trợ giúp Giáo viên - Ghi câu hỏi tập nhà - Nêu câu hỏi tập nhà - Những chuẩn bị cho sau - Yêu cầu: HS chuẩn bị sau RÚT KINH NGHIỆM ... pV p2V2 1 = T1 T2 p (1) p1 p2 (2) PTTT ca khớ lớ tng p2 O T1 (2) V1 V2 V2 T2 V II ẹũnh luaọt Gay Luyxaực: thỡ i g n ụ h k t u s p khớ cú ỏ g n l t m a c V Th tớch khớ a c i t y tu