Giáo án quá trình đẳng nhiệt định luật boyle mariotte nguyễn tấn phát

SỞ GD&ĐT …………… CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Trường THPT …………… Độc lập – Tự – Hạnh phúc  GIÁO ÁN GIẢNG DẠY Bài 29: QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT ĐỊNH LUẬT BƠI-LƠ – MA-RI-ỐT I MỤC TIÊU BÀI HỌC Kiến thức - Nhận biết khái niệm “trạng thái” “quá trình” - Nêu định nghĩa trình đẳng nhiệt - Phát biểu nêu hệ thức định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt (Boyle – Mariotte) - Nhận biết dạng đường đẳng nhiệt hệ toạ độ (p , V) Kĩ Vận dụng phương pháp xử lí số liệu thu thí nghiệm vào việc - xác định mối liên hệ p V q trình đẳng nhiệt Vận dụng định luật Bơi-lơ – Ma-ri-ốt để giải tập - tập tương tự Rèn luyện tư Nắm phương pháp thực nghiệm để xây dựng định luật - Giáo dục Thấy vai trò thực nghiệm trình phát triển khoa học vật lý - II PHƢƠNG PHÁP GIẢNG DẠY Sử dụng kết hợp phương pháp giảng giải, phương pháp đàm thoại phương pháp - thực thí nghiệm biểu diễn III CHUẨN BỊ Giáo viên - Dụng cụ để làm thí nghiệm hình 29.2, ống tiêm y tế - Giấy khổ lớn có vẽ khung bảng “kết thí nghiệm” (Nếu khơng có điều kiện tiến hành thí nghiệm thực sử dụng thí nghiệm mơ mơ tả thí nghiệm viết giấy khổ lớn kết thí nghiệm có SGK) Học sinh - Mỗi học sinh tờ giấy kẻ ô li khổ 15 x 15 cm IV KIỂM TRA BÀI CŨ - Câu 1: Trình bày thuyết động học phân tử chất khí - Câu 2: Khí lí tưởng gì? V NỘI DUNG BÀI HỌC MỚI Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm (8 phút) Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung ghi bảng - Thông báo: Trạng thái - Tiếp nhận khái niệm trạng I Trạng thái lượng khí xác định thái khí trình biến đổi trạng thái đại lượng: thể tích V, - Trạng thái áp suất p nhiệt độ tuyệt đối lượng khí xác định T bằng: - Đặt câu hỏi: Vậy đại - Trả lời câu hỏi: Thể tích V: [m3] lượng có đơn vị đo gì? Thể tích V: [m3] Áp suất p: [Pa] Áp suất p: [Pa] Nhiệt độ tuyệt đối T: [K] Nhiệt độ tuyệt đối T: [K] - Nhận xét câu trả lời học - Tiếp nhận kiến thức sinh Mở rộng thêm cho học số đại lượng đo sinh số đơn vị đo khác đại lượng Thể tích: dm3 (l), cm3 (cc), … Áp suất: atm, mmHg, bar, … - Đặt câu hỏi: Đại lượng nhiệt - Trả lời: T[K] = 273 +t[0C] T[K] = 273 + t[0C] độ tuyệt đối T xác định theo độ C theo biểu thức nào? - Thông báo: Bộ ba đại lượng - Tiếp nhận khái niệm - (p,V,T) gọi thơng (p,V,T) lượng khí gọi thơng số trạng thái khí số trạng thái khí thơng số trạng thái lượng khí - Nêu ví dụ để dẫn khái - Theo dõi ví dụ tiếp niệm: Ta có khối khí ban nhận khái niệm q trình đầu trạng thái thứ (1) có biến đổi trạng thái khí p1 = 100kPa (1) V1 = 2l T1 = 300K thông số trạng thái (p1=100kPa, V1=2l, T1=300K) p2 = 2atm Lúc sau, khối khí trạng thái (2) thứ (2) có thơng số trạng V2 = 0.001m3 T2 = 450K thái (p2=2atm, V2=0.001m3, T2=450K) Vậy Quá trình phương pháp đó, khối khí (1) (2) chuyển từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) Ta gọi q trình biến đổi trạng thái khí, gọi tắt q trình - Thơng báo: Trong hầu hết - Theo dõi tiếp nhận khái trình tự nhiên, ba niệm đẳng q trình thơng số trạng thái thay đổi Tuy nhiên, ta thực q trình mà có hai số thơng đổi, thơng số khơng đổi Nêu ví dụ thơng báo khái niệm: Những q trình gọi đẳng trình - Yêu cầu học sinh: Nhắc lại - Trả lời: Đẳng trình khái niệm đẳng trình biến trình biến đổi trạng thái trình biến đổi trạng thái đổi trạng thái khí khí mà có hai khí mà có hai thơng số biến đổi, thơng số thay đổi, thơng số không đổi thông số không đổi - Đặt câu hỏi: Vậy ta - Trả lời: Ba đẳng trình thực đẳng biến đổi trạng thái khí là: - Đẳng q trình: q trình biến đổi trạng thái khí? đẳng nhiệt, đẳng áp đẳng (theo kiến thức học sinh tích tìm hiểu thơng số trạng thái) - Thơng báo: Ngồi phương - Tiếp nhận pháp xây dựng từ lý thuyết, ta sử dụng thực nghiệm để nghiên cứu đẳng trình nêu trên, tìm mối liên hệ cặp thơng số từ xây dựng phương trình mơ tả đồng thời ba thơng số trạng thái - Đặt vấn đề: Bài học ta nghiên cứu đẳng trình trình đẳng nhiệt phương pháp thực nghiệm - Đặt câu hỏi: Vậy trình - Trả lời: Quá trình biến đổi II Quá trình đẳng nhiệt đẳng nhiệt gì? trạng thái nhiệt độ - Là q trình biến đổi giữ khơng đổi gọi trạng thái khí mà q trình đẳng nhiệt nhiệt độ khơng đổi Hoạt động 2: Thí nghiệm nghiên cứu q trình đẳng nhiệt, định luật Bơi-lơ – Ma-ri-ốt (20 phút) Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung ghi bảng - Thực thí nghiệm mở - Nhận xét: Khi thể tích III Định luật Bôi-lơ – đầu: Sử dụng ống tiêm y tế, bịt nhỏ nén khó Ma-ri-ốt chặt đầu ống Sau nén ống khăn hơn, nghĩa áp suất Đặt vấn đề tiêm cho học sinh nhận xét lớn - Khi nhiệt độ khơng đổi, thí nghiệm - Rút nhận xét nêu vấn thể tích khí giảm - Suy nghĩ vấn đề đặt áp suất tăng đề: Ta thực thí nghiệm điều kiện nhiệt độ khí khơng đổi, ta thấy thể tích khí giảm áp suất tăng Nhưng liệu áp suất có tăng tỉ lệ nghịch với thể tích khơng? Ta tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng nhận định - Mục đích thí nghiệm: Đo - Có nhìn tổng qt giá trị áp suất thể tích nhiệm vụ cần làm mục khí trạng thái khác đích cần đạt thí để tìm mối quan hệ áp nghiệm suất thể tích khí Kiểm chứng xem áp suất có tăng tỉ lệ nghịch với thể tích nhận định hay khơng - Mơ tả thí nghiệm (như hình - Xem hình 29.2 kết hợp 29.2): mơ hình thí nghiệm bao theo dõi mơ tả giáo gồm xilanh chứa khí Hai viên bên xilanh có vạch chia để đo thể tích khí xilanh Đầu xilanh nối với áp kế để đo áp suất khí xilanh Hệ thống đặt mơi trường khơng khí có nhiệt độ xem không thay đổi - Thực thí nghiệm: Di - Thực thí nghiệm chuyển piston đến vị trí sau theo nhóm (hoặc quan sát khố chặt chốt đáy piston thí nghiệm mơ phỏng) Nén piston tới vạch 1, 2, Thí nghiệm 3, khắc sẵn Tại vạch đọc giá trị áp suất tương ứng ghi lại giá trị thu Tổ chức cho học sinh tiến hành thí nghiệm theo nhóm (Nếu khơng có điều kiện thực thí nghiệm thực thí nghiệm mơ mơ tả thí nghiệm) - Kết thí nghiệm: u cầu - Trình bày kết thí học sinh thể kết thí nghiệm thu (hoặc nghiệm quan sát kết thu (Khi sử dụng thí nghiệm mơ từ thí nghiệm mơ phỏng) viết kết thí nghiệm lên giấy khổ lớn trình bày cho học sinh) - Yêu cầu: Như nhận định - Dựa vào kết thu trước thực thí nghiệm để tính tích pV trạng điều kiện nhiệt độ thái Rút nhận xét: Tích khơng đổi áp suất tăng tỉ lệ số có giá trị xấp xỉ nghịch với thể tích Vậy để trạng thái kiểm chứng điều em tính tích pV trạng thái nêu nhận xét kết thu - Rút kết luận cho học sinh: - Rút kết luận mối Ta thấy tích số pV xấp xỉ quan hệ p V trạng thái Do ta viết pV = số Điều có nghĩa p tỉ lệ nghịch với V, với nhận định trước thí nghiệm - Thông báo yêu cầu: Thực - Phát biểu định luật Định luật Bôi-lơ – Ma- nhiều thí nghiệm người ri-ốt ta kiểm chứng - Trong trình đẳng áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích nhiệt lượng khí điều kiện nhiệt độ khí định, áp suất tỉ lệ khơng đổi phát biểu thành nghịch với thể tích định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt p~ Hãy phát biểu định luật Bôi-lơ hay pV = số V – Ma-ri-ốt - Giới thiệu sơ nét Bôi-lơ – p1 - Tiếp nhận T=const (1) Ma-ri-ốt lịch sử định p2 (2) V1 luật - Đặt câu hỏi: Nếu khối khí - Trả lời: p1V1 = p2V2 V2 Khi đó: p1V1 = p2V2 trạng thái (1) có áp suất p1, thể tích V1 biến đổi đẳng nhiệt sang trạng thái (2) có áp suất p2, thể tích V2 biểu thức liên hệ đại lượng viết nào? - Yêu cầu học sinh tóm tắt - Tóm tắt giải tập giải nhanh tập 8, SGK trang 159 Hoạt động 3: Hƣớng dẫn học sinh vẽ đồ thị trình đẳng nhiệt tìm hiểu khái niệm đƣờng đẳng nhiệt (10 phút) Hoạt động giáo viên - Đặt vấn đề: Ngoài phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm thu cách nhân p với V ta thực hiện, ta thể Hoạt động học sinh - Tiếp nhận Nội dung ghi bảng IV Đƣờng đẳng nhiệt hai đại lượng đồ thị để tìm mối liên hệ - u cầu: Dựa vào kết thí - Vẽ đồ thị theo hướng dẫn nghiệm ta thu được, giáo viên biểu diễn lên hệ toạ độ (OpV) theo tỉ lệ xích phù hợp (hướng dẫn học sinh chọn tỉ lệ) - Đặt câu hỏi: Hãy nhận xét - Trả lời: Đồ thị đồ thị vừa vẽ đường cong - Thông báo: Đồ thị ta thu hệ toạ độ (OpV) đường hyperbol gọi đường đẳng nhiệt - Đặt câu hỏi: Vậy đường đẳng - Trả lời: Đường biểu diễn - Đường biểu diễn nhiệt gì? biến thiên áp suất biến thiên áp suất theo thể tích nhiệt độ theo thể tích nhiệt độ khơng đổi gọi đường không đổi gọi đường đẳng nhiệt đẳng nhiệt - Thông báo: Ứng với nhiệt - Quan sát hình 29.3 - Trong hệ toạ độ (OpV) độ khác đường đường lượng khí có đường đẳng hyperbol nhiệt khác - Đặt câu hỏi: Tại đường - Trả lời: Tại giá trị áp đẳng nhiệt ứng với nhiệt độ suất bất kì, thể tích ứng với cao lại nằm phía trên? đường lớn thể tích ứng với đường Vì vậy, đường ứng với nhiệt độ cao - Rút nhận xét: Đường đẳng - Quan sát hình vẽ, nhận - Đường đẳng nhiệt ứng nhiệt ứng với nhiệt độ xét với nhiệt độ thấp thấp nằm gần hai trục nằm gần hai trục toạ toạ độ độ VI CỦNG CỐ BÀI HỌC - Nhắc lại khái niệm “trạng thái”, “quá trình”, “đẳng trình” - Nhắc lại khái niệm trình đẳng nhiệt - Nhắc lại định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt - Nhắc lại khái niệm đường đẳng nhiệt VII CÔNG VIỆC Ở NHÀ CỦA HỌC SINH - Làm tập trang 159, SGK Vật Lý 10 Cơ - Chuẩn bị cho học  ... hỏi: Vậy trình - Trả lời: Quá trình biến đổi II Quá trình đẳng nhiệt đẳng nhiệt gì? trạng thái nhiệt độ - Là q trình biến đổi giữ khơng đổi gọi trạng thái khí mà q trình đẳng nhiệt nhiệt độ khơng... - Đặt câu hỏi: Vậy ta - Trả lời: Ba đẳng q trình thực đẳng biến đổi trạng thái khí là: - Đẳng q trình: q trình biến đổi trạng thái khí? đẳng nhiệt, đẳng áp đẳng (theo kiến thức học sinh tích tìm... nhận định trước thí nghiệm - Thơng báo yêu cầu: Thực - Phát biểu định luật Định luật Bơi-lơ – Ma- nhiều thí nghiệm người ri-ốt ta kiểm chứng - Trong trình đẳng áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích nhiệt