SKKN một số phương pháp giải quyết các bài toán nhiệt học trong chương trình bồi dưỡng HSG THPT

MỤC LỤC Nội dung Trang PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 2 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG 2.1 Mục đích yêu cầu 2.2 Phạm vi ứng dụng ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU PHẦN II: CÁC GIẢI PHÁP CẢI TIẾN THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 Phương pháp nghiên cứu 2.2 Phương pháp thực III CÁCH THỰC HIỆN CƠ SỞ LÝ THUYẾT Tổng quan kiến thức phần nhiêṭhọc 1.1 Cac định luâṭvề chất li tưởng 3 1.2 Cac nguyên li nhiêṭđôngg̣ lưc học Phương pháp giải bài tâpp 2.1 Phương pháp giải bài tâpg̣ cac định luâṭvề chất li tưởng 2.2 Phương pháp giải bài tâpg̣ cac nguyên li nhiêṭđôngg̣ lưc học Bài tâpp vâṇ dụng vàà̀ minh họpa 3.1 Bàà̀i tập phương trình trạng thái 3.2 Bàà̀i tập nguyên lí I, II nhiệt động lực họg̣c 10 PHẦN III: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ BÀI HỌC KINH NGHIỆM 19 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC BÀI HỌC KINH NGHIỆM 19 19 KIẾN NGHỊ 20 Trang PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong chương trinh bồi dưỡng HSG vâṭlý phổ thông, Nhiêṭhọc là môṭtrong những nôịdung quan trọng Nôịdung trinh Chuyên phân Nhiêṭhọc tâpg̣ trung ở lớp 10, là lớp đâu cấp Vi vây,g̣ phai hinh thành chắc chắn cho cac em từ năm học này phương phap học môn Chuyên của cac em mới bắt đâu hinh thành Đo là môṭtrong những kho khăn day phân này Ngoài ra, so với chương trinh nâng cao, nôịdung chương trinh Chuyên phân Nhiêṭhọc co sư chênh lêcḥ rất lớn, đòi hỏi cac em phai nắm được cac kiến thưc toan học cao cấp và kiến thưc vâṭ lý rất sâu Để gop phân giúp học sinh tiếp câṇ và hướng dẫn cac em tư nghiên cưu sâu thêm phân Nhiêṭhọc chương trinh chuyên, đã tiến hành nghiên cưu đề tài: “Môṭsố phương pháp giải quyết các bài toán Nhiêṭhọc chương trình bời dưỡng HSG THPT” MỤC ĐÍCH U CẦU VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG 2.1 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Hê g̣thống hoa cac kiến thưc chuyên sâu phân Nhiêṭhọc Trinh bày cac phương phap đăcg̣ trưng giai quyết cac bài toan Nhiêṭhọc chương trinh bồi dưỡng HSG Hướng dẫn HS giai quyết cac bài toan Nhiêṭhọc thông qua g̣thống bài tâpg̣ vi du và bài tâpg̣ tư giai 2.2 Phạm vi áá́p dụpng: Bồà̀i dưỡỡ̃ng họg̣c sinh giỏỏ̉i môn Lýý́ THPT ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cưu: Phương phap giai bài tâpg̣ Nhiêṭhọc Đối tượng thưc nghiêm:g̣ Học sinh giỏỏ̉i trường THPT Lê Lợg̣i- Thọg̣ Xuân Trang PHẦN II: CÁC GIẢI PHÁP CẢI TIẾN THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ: Trong q trình giảng dạy bờà̀i dưỡỡ̃ng họg̣c sinh giỏỏ̉i trườà̀ng THPT Lê Lợg̣i nhận thấý́y sốý́ em họg̣c sinh hoc phần nhiệt Đặc biệt phần nguyên lí nhiệt động lực họg̣c em họg̣c sinh lung túý́ng gặp bàà̀i tập phần nàà̀y nguyên nhân: - Trong phần bàà̀i tập nàà̀y sách giáo rấý́t - Thờà̀i lượg̣ng phân phớý́i chương trình khơng đượg̣c nhiềà̀u - Phần kiếý́n thức nằm ngoàà̀i chương trình sách giáo khoa nhiềà̀u PHƯƠNG PHÁP: 2.1 Phương pháp nghiên cứu của đề tài - Tổng hợp kiến thưc từ cac tài liêụ bồi dưỡng HSG, cac đề thi HSG cấp tỉnh, HSG QG, kinh nghiêṃ giang day của ban thân và cac đồng nghiêpg̣ - Dựa vàà̀o cơng trình nghiên cứu vềà̀ tâm lýý́ lứa t̉ỏ̉i củỏ̉a nhàà̀ khoa họg̣c - Dựa vàà̀o lýý́ luận chung cho cấý́p họg̣c 2.2 Phương pháá́p thực hiện: - Dựa bàà̀i lýý́ thuyếý́t phần chấý́t khí lớý́p 10 - Dựa tàà̀i liệu bồà̀i dưỡỡ̃ng HSG III CÁCH THỰC HIỆN CƠ SỞ LÝ THUYẾT Tổng quan kiến thức phần nhiêṭhọc 1.1 Các định luâṭvề chất khí lí tưởng a Đớý́i vớý́i lượg̣ng khí khơng đởỏ̉i, q trình biếý́n đởỏ̉i trạng thái củỏ̉a ń tn theo phương trình trạng thái khí lí tưởỏ̉ng: pV T const b Từà̀ phương trình trạng thái, chúý́ng ta coý́ thểỏ̉ suy địg̣nh luật củỏ̉a đẳng trình: - Q trình đẳng nhiệt (Địg̣nh luật Bơi lơ – Ma ri ơt): pV - Q trình đẳng tích (Địg̣nh luật Sac lơ): T Trang p const const V - Quá trình đẳng áp (Địg̣nh luật Gay – Luy săc): T - Quá trình đoạn nhiệt: pV const , đoý́ const Cp làà̀ tỉỏ̉ sốý́ nhiệt dung đẳng C V áp vớý́i nhiệt dung đẳng tích - Q trình đẳng dung (Nhiệt dung khơng đởỏ̉i hay q trình đa biếý́n): pV const Trong đoý́ Cp C CV C c Đớý́i vớý́i q trình biếý́n đởỏ̉i củỏ̉a khí lí tưởỏ̉ng đ́ khớý́i lượg̣ng khí thay đởỏ̉i, chúý́ng ta cần áp dụng phương trình Clappayron – Mendeleev pV T m M RT Trong đ́ m làà̀ khớý́i lượg̣ng khí, M làà̀ khớý́i lượg̣ng mol củỏ̉a chấý́t khí đ́; R làà̀ sớý́ chấý́t khí Nếý́u p đo Pa, V đo m3 vàà̀ T đo K R=8,31J/mol.K d Đớý́i vớý́i hỗn hợg̣p khí khơng phản ứng h́a họg̣c vớý́i chúý́ng ta coý́ đinh luật Dalton vềà̀ áp suấý́t toàà̀n phần củỏ̉a hỗn hợg̣p khí p p i i e Dướý́i quan điểỏ̉m thốý́ng kê chúý́ng ta coý́ mốý́i liên hệ giữỡ̃a áp suấý́t vàà̀ động trung bình củỏ̉a phân tử khí lí tưởỏ̉ng sau: p n0 kT n0W đ Đây làà̀ phương trình củỏ̉a khí lí tưởỏ̉ng Động trung bình củỏ̉a phân tử khí lí tưởỏ̉ng liên hệ vớý́i nhiệt độ tuyệt đốý́i sau: W đ 32 kT Trong hai công thức trên, k=R/NA=1,38.10-23J/K gọg̣i làà̀ sốý́ Boltzmann; n0 làà̀ mật độ phân tử khí (sớý́ phân tử khí đơn vịg̣ thểỏ̉ tích) 1.2 Các ngun lí nhiêṭđơngp lưc học a Ngun lí I nhiệt động lực họg̣c Nguyên lí I nhiệt động lực họg̣c thực chấý́t làà̀ địg̣nh luật bảo toàà̀n vàà̀ chuyểỏ̉n hoý́a lượg̣ng áp dụng cho trình nhiệt Biểỏ̉u thức nguyên lí I: Trang Q A U Trong đoý́: Q làà̀ nhiệt lượg̣ng truyềà̀n cho vật A làà̀ công vật thực U làà̀ độ biếý́n thiên nội củỏ̉a vật Khi áp dụng biểỏ̉u thức Nguyên lí I ta cần chúý́ ýý́ đếý́n qui ướý́c dấý́u sau: Q >0 làà̀ vật nhận nhiệt, Q0 vật sinh công dương, A0 nội hệ tăng, U 0, ngượg̣c lại A