I Mục tiêu 1. Kiến thức + Phát biểu được quá trình đẳng tích, đường đẳng tích. + Phát biểu được nội dung định luật Sáclơ. + Viết được biểu thức định luật Sáclơ. + Nhận biết, vẽ được dạng đường đẳng tích trong hệ tọa độ pOT. 2. Kĩ năng + Quan sát, xử lý số liệu để rút ra mối quan hệ giữa áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định. + Vẽ được đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ tuyệt đối trong hệ tọa độ pOT. + Biết cách vận dụng định luật Sáclơ để giải một số bài tập trong sách giáo khoa và các bài tập tương tự. II Chuẩn bị 1. Giáo viên + Hình ảnh về bộ thí nghiệm định luật Sáclơ. + Thí nghiệm mô phỏng định luật Sáclơ. + Hình ảnh bộ thí nghiệm hình 30.1. + Hình ảnh về bảnh số liệu thí nghiệm và đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ. 2. Học sinh + Ôn lại nội dung lý thuyết bài 28 và 29. + Xem lại các dụng cụ trong bộ thí nghiệm đã khảo sát định luật BôilơMariốt III Tiến trình dạy học Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1: ( 2 phút) Ổn định trật tự lớp và dẫn dắt vào bài học mới Ổn định trật tự lớp: kiểm tra sĩ Đặt vấn đề vào bài học mới: + Tại lốp xe thường bị nổ vào những ngày mùa hè hơn là vào mùa đông? + Tại sao trong quá trình sản xuất bóng đèn sợi đốt người ta lại nạp đầy khí trơ vào bóng đèn ở áp suất thấp? Để biết được nguyên nhân của những hiện tượng trên ta sẽ cùng nghiên cứu bài học hôm nay. Bài 30: QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT SÁCLƠ Hoạt động 2: (5 phút) Tìm hiểu về quá trình đẳng tích. Nhắc lại định nghĩa quá trình đẳng nhiệt. Từ định nghĩa quá trình đẳng nhiệt hãy nêu định nghĩa quá trình đẳng tích. Thí nghiệm hình 30.1 là một ví dụ cho quá trình đẳng tích. Hình 30.1 Thí nghiệm này cho phép ta rút ra mối liên hệ gì giữa áp suất và nhiệt độ khi thể tích không đổi? Giải thích tại sao trong quá trình này áp suất lại tăng? Kết luận: Xét về mặt định tính thì trong quá trình đẳng tích của một lượng khí xác định thì áp suất tăng. Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt. Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích. Khi thể tích không đổi, áp suất tăng theo nhiệt độ. Vì các phân tử khí chuyển động không ngừng gây va chạm lên thành bình gây ra áp suất. khi nhiệt độ tăng. Hoạt động 3: (20 phút) Tìm hiểu định luật Sáclơ và biểu thức của định luật Sáclơ. Đề xuất phương án thí nghiệm khảo sát sự thay đổi của áp suất theo nhiệt độ của một lượng khí nhất định trong quá trình đẳng tích. → Gợi ý: + Dụng cụ gì để đo nhiệt độ, áp suất? + Dụng cụ gì giúp ta có được lượng khí không đổi? + Làm thế nào để ta thay đổi nhiệt độ khối khí? + Sử dụng bộ thí nghiệm đã dùng để khảo sát định luật BôilơMariốt. + Bổ sung thêm: một nhiệt kế điên tử, một bếp điện và một chậu thủy tinh có chứa nước. Thông báo: tiến trình thí nghiệm Tiến hành thí nghiệm mô phỏng. Sau khi tiến hành thí nghiệm, ta thu được bảng số liệu Lần đo T(K) P(105 Pa) 1 301 1,00 2 331 1,10 3 350 1,20 4 365 1,25 Yêu cầu học sinh chia nhóm để quan sát và thảo luận để đưa ra dự đoán về mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng tích? Từ bảng số liệu ta thấy T tăng thì p tăng, nhưng từ đây mình có thể kết luận rằng đây là hai đại lượng tỉ lệ thuận trong quá trình đẳng tích hay chưa? Và chúng sẽ là hai đại lượng tỉ lệ thuận khi nào? → Gợi ý: Hai đại lượng tỉ lệ thuận khi pT là một hằng số. Xử lí số liệu để tìm ra mối quan hệ định lượng giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng tích của một khối khí nhất định. Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí không đổi thì áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T tỉ lệ thuận với nhau. Đây là mối quan hệ về mặt định lượng giữa p và T trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định. Mối quan hệ này đã được nhà Vật lý học Sáclơ phát biểu thành định luật. ٭Tìm hiểu nội dung định luật, biểu thức định luật Sáclơ. Nội dung định luật: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí xác định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Biểu thức: pT = hằng số. Hãy viết biểu thức của định luật Sáclơ cho một lượng khí xác định ở 2 trạng thái như sau: + Trạng thái 1: áp suất p1, nhiệt độ tuyệt đối T1. + Trạng thái 2: áp suất p2, nhiệt độ tuyệt đối T2. Chú ý: Điều kiện áp dụng định luật + Khối khí xác định (m = hằng số). + Thể tích không đổi (V = hằng số). + Nhiệt kế điện tử, áp kế. + Xi lanh có chứa pittong. + Bếp điện. + p, T tỉ lệ thuận với nhau. + Từ đây ta chưa thể kết luận chúng tỉ lệ thuận với nhau. + Chúng là hai đại lượng tỉ lệ thuận khi pT là hằng số. Xử lí số liệu. Lần đo T(K) p(105 Pa) 1 301 1,00 3,322.103 2 331 1,10 3,323.103 3 350 1,20 3,429.103 4 365 1,25 3,425.103 Nhận xét số liệu: p T là hằng số → p tỉ lệ thuận với T. Hệ thức:
GIÁO ÁN ĐIỆN TỬ Bài 30: Q TRÌNH ĐẲNG TÍCH ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ (Vật lý 10- Cơ bản) Ngày dạy: Sinh viên: Lê Thị Kiều Quanh Lớp: Sư phạm Vật lý- K35 I- Mục tiêu Kiến thức + Phát biểu q trình đẳng tích, đường đẳng tích + Phát biểu nội dung định luật Sác-lơ + Viết biểu thức định luật Sác-lơ + Nhận biết, vẽ dạng đường đẳng tích hệ tọa độ pOT Kĩ + Quan sát, xử lý số liệu để rút mối quan hệ áp suất p nhiệt độ tuyệt đối T trình đẳng tích lượng khí định + Vẽ đường biểu diễn biến thiên áp suất theo nhiệt độ tuyệt đối hệ tọa độ pOT + Biết cách vận dụng định luật Sác-lơ để giải số tập sách giáo khoa tập tương tự II- Chuẩn bị Giáo viên + Hình ảnh thí nghiệm định luật Sác-lơ + Thí nghiệm mơ định luật Sác-lơ + Hình ảnh thí nghiệm hình 30.1 + Hình ảnh bảnh số liệu thí nghiệm đường biểu diễn biến thiên áp suất theo nhiệt độ Học sinh + Ôn lại nội dung lý thuyết 28 29 + Xem lại dụng cụ thí nghiệm khảo sát định luật Bơi-lơ-Ma-ri-ốt III- Tiến trình dạy học Page | Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Hoạt động 1: ( phút) Ổn định trật tự lớp dẫn dắt vào học - Ổn định trật tự lớp: kiểm tra sĩ - Đặt vấn đề vào học mới: + Tại lốp xe thường bị nổ vào ngày mùa hè vào mùa đông? + Tại q trình sản xuất bóng đèn sợi đốt người ta lại nạp đầy khí trơ vào bóng đèn áp suất thấp? Để biết nguyên nhân tượng ta nghiên cứu học hơm Bài 30: Q TRÌNH ĐẲNG TÍCH ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ Hoạt động 2: (5 phút) Tìm hiểu trình đẳng tích -Nhắc lại định nghĩa q trình đẳng nhiệt - Từ định nghĩa trình đẳng nhiệt nêu định nghĩa q trình đẳng tích - Q trình biến đổi trạng thái nhiệt độ giữ khơng đổi gọi q trình đẳng nhiệt - Q trình biến đổi trạng thái thể tích khơng đổi q trình đẳng tích - Thí nghiệm hình 30.1 ví dụ cho q trình đẳng tích Hình 30.1 - Thí nghiệm cho phép ta rút mối liên hệ áp suất nhiệt độ thể tích khơng đổi? - Khi thể tích khơng đổi, áp suất tăng theo nhiệt độ Page | - Giải thích q trình áp suất lại tăng? Kết luận: Xét mặt định tính q trình đẳng tích lượng khí xác định áp suất tăng - Vì phân tử khí chuyển động khơng ngừng gây va chạm lên thành bình gây áp suất nhiệt độ tăng Hoạt động 3: (20 phút) Tìm hiểu định luật Sác-lơ biểu thức định luật Sác-lơ - Đề xuất phương án thí nghiệm khảo sát thay đổi áp suất theo nhiệt độ lượng khí định q trình đẳng tích → Gợi ý: + Dụng cụ để đo nhiệt độ, áp suất? + Nhiệt kế điện tử, áp kế + Dụng cụ giúp ta có lượng khí khơng đổi? + Xi lanh có chứa pittong + Bếp điện + Làm để ta thay đổi nhiệt độ khối khí? + Sử dụng thí nghiệm dùng để khảo sát định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt + Bổ sung thêm: nhiệt kế điên tử, bếp điện chậu thủy tinh có chứa nước Thơng báo: tiến trình thí nghiệm - Tiến hành thí nghiệm mơ - Sau tiến hành thí nghiệm, ta thu bảng số liệu Lần đo T(K) P(105 Pa) 301 1,00 331 1,10 350 1,20 365 1,25 - Yêu cầu học sinh chia nhóm để quan sát thảo luận để đưa dự đoán mối quan hệ áp suất nhiệt độ tuyệt đối trình đẳng tích? + p, T tỉ lệ thuận với Page | - Từ bảng số liệu ta thấy T tăng p tăng, từ kết luận hai đại lượng tỉ lệ thuận q trình đẳng tích hay chưa? Và chúng hai đại lượng tỉ lệ thuận nào? → Gợi ý: - Hai đại lượng tỉ lệ thuận p/T số + Từ ta chưa thể kết luận chúng tỉ lệ thuận với + Chúng hai đại lượng tỉ lệ thuận p/T số Xử lí số liệu để tìm mối quan hệ định - Xử lí số liệu lượng áp suất nhiệt độ tuyệt đối q trình đẳng tích khối khí định Lần T(K) đo p(105 Pa) p T 301 1,00 3,322.10-3 331 1,10 3,323.10-3 350 1,20 3,429.10-3 365 1,25 3,425.10-3 - Nhận xét số liệu: - Trong q trình đẳng tích lượng khí khơng đổi áp suất p nhiệt độ tuyệt đối T tỉ lệ thuận với p / T số → p tỉ lệ thuận với T - Đây mối quan hệ mặt định lượng p T q trình đẳng tích lượng khí định Mối quan hệ nhà Vật lý học Sác-lơ phát biểu thành định luật ٭Tìm hiểu nội dung định luật, biểu thức định luật Sác-lơ - Nội dung định luật: Trong q trình đẳng tích lượng khí xác định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối - Biểu thức: p/T = số - Hãy viết biểu thức định luật Sác-lơ cho lượng khí xác định trạng thái sau: - Hệ thức: p p T T 2 + Trạng thái 1: áp suất p1, nhiệt độ tuyệt Page | đối T1 + Trạng thái 2: áp suất p2, nhiệt độ tuyệt đối T2 Chú ý: Điều kiện áp dụng định luật + Khối khí xác định (m = số) + Thể tích khơng đổi (V = số) Hoạt động 4: ( phút) Tìm hiểu đường đẳng tích - Thực yêu cầu C2 vào phiếu học tập (làm theo nhóm) sau cử đại diện lên bảng thực -Thực yêu cầu C2 vào phiếu học tập (làm theo nhóm) sau cử đại diện lên bảng - Nhận xét: Đường biểu diễn thu đường gãy khúc, độ gãy khúc không đáng kể - Bằng nhiều thí nghiệm xác hơn, loại bỏ sai số đường biểu diễn thu đường thẳng Đường biểu diễn đường đẳng tích hệ tọa độ pOT - Dựa vào định nghĩa đường đẳng nhiệt nêu định nghĩa đường đẳng tích p - Đường biểu diễn biến thiên áp suất theo nhiệt độ thể tích khơng đổi gọi đường đẳng tích V O T( K) - Đường đẳng tích hệ tọa độ pOT - Nêu đặc điểm đường đẳng tích đường thẳng kéo dài qua hệ tọa độ pOT gốc tọa độ - Với lượng khí định, tỉ số p/T khác ứng với thể tích V khác nhau, từ ta thu họ đường đẳng tích hình vẽ p V1 Page | (V1 < V2) V2 T( K) O - Từ hình vẽ chứng minh V1 < V2 → Gợi ý: Dựa vào thuyết động học phân tử chất khí dựa vào cơng thức định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt: p.V = số ٭Về nhà biểu diễn đường đẳng tích hệ tọa độ pOV, VOT Hoạt động 5: ( - Kẻ đường thẳng song song với trục Op, cắt OT T0, cắt đường đẳng tích 1, - Kẻ đường song song với OT cắt Op p1, p2 - Từ biểu thức định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt ta thấy p1 > p2 nên ta có V1 < V2 phút) Củng cố Tóm tắt nội dung chính: - Định ngĩa q trình đẳng tích - Nội dung định luật Sác-lơ biểu thức định luật - Giải thích tượng đầu giảng đặt - Bài tập nhà: 1→ SGK - Xe đạp để ngồi nắng nhiệt độ tăng áp suất tăng lên, dẫn đến lốp xe dễ bị nổ - Khi bóng đèn sáng nhiệt độ tăng lên nên áp suất khí trơ lúc cân với áp suất khí nên bóng đèn không bị nổ VI- Nội dung ghi bảng Page | Bài 30: Q TRÌNH ĐẲNG TÍCH ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ I- Q trình đẳng tích Q trình biến đổi trạng thái thể tích khơng đổi gọi q trình đẳng tích II- Định luật Sác-lơ Thí nghiệm a Dụng cụ b Tiến trình thí nghiệm Kết thí nghiệm Lần đo T(K) P(105 Pa) p T 301 1,00 3,322.10-3 331 1,10 3,323.10-3 350 1,20 3,428.10-3 365 1.25 3,425.10-3 xét: Nhận p ≈ T số → p,T tỉ lệ thuận với Định luật Sác-lơ - Nội dung: Trong trình đẳng tích lượng khí xác định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối p = số T - Hệ thức: Hay: p p T T 2 *Chú ý: Điều kiện áp dụng định luật + Khối lượng khí khơng đổi + Thể tích khí khơng đổi III- Đường đẳng tích Page | - Đường biểu diễn biến thiên áp suất theo nhiệt độ thể tích khơng đổi gọi đường pđẳng tích V O T(K) Page | ... quan hệ nhà Vật lý học Sác- lơ phát biểu thành định luật ٭Tìm hiểu nội dung định luật, biểu thức định luật Sác- lơ - Nội dung định luật: Trong q trình đẳng tích lượng khí xác định, áp suất tỉ lệ... hiểu q trình đẳng tích -Nhắc lại định nghĩa trình đẳng nhiệt - Từ định nghĩa trình đẳng nhiệt nêu định nghĩa trình đẳng tích - Q trình biến đổi trạng thái nhiệt độ giữ khơng đổi gọi q trình đẳng. .. động 3: (20 phút) Tìm hiểu định luật Sác- lơ biểu thức định luật Sác- lơ - Đề xuất phương án thí nghiệm khảo sát thay đổi áp suất theo nhiệt độ lượng khí định q trình đẳng tích → Gợi ý: + Dụng cụ