Thông tin tài liệu
Phần mở đầu I lý chọn đề tài: Đổi phơng pháp dạy học khắc phục phơng ph¸p trun thơ mét chiỊu, rÌn lun thãi quen, nÕp sống t sáng tạo ngời học Để thực đợc nhiệm vụ cần phải bồi dỡng đợc cho học sinh phơng pháp học tập để phát triễn t nhận thức kỹ vận dụng kiến thức vào thực tế Muốn nâng cao chất lợng học tập môn Vật Lý phải có nhiều yếu tố song hành viêc áp dụng phơng pháp hớng dẫn giải tập Vật Lý đóng vai trò quan trọng Trong trình giải tập Vật lý lớp 10 nói chung tập chơng định luật chất khí nói riêng, học sinh nhiều lúng túng, nhiều em cha có phơng pháp giải phù hợp, linh hoạt cha biết vận dụng phơng pháp phân tích - tổng hợp để giải tập cách có hiệu Bài tập vật lí công cụ thiếu đợc trình dạy học Với tính chất phơng tiện dạy học, tập vật lí giữ vị trí đặc biệt quan trọng việc hoàn thành dạy học vËt lÝ: Bµi tËp vËt lÝ gióp häc sinh hiểu sâu quy luật vật lí, biết phân tích chúng ứng dụng chúng vào vấn đề thực tiển Thông qua tập vật lí, với vận dụng linh hoạt kiến thức đà học để tự lực giải tốt tình có vấn đề kiến thức trở nên sâu sắc, hoàn thiện Bài tập vật lí phơng tiện tốt để phát triển óc tởng tợng, tính độc lập suy luận, tính kiên trì việc khắc phục khó khăn Bài tập vật lí hình thức cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức chơng hay phần Đứng mặt điều khiển hoạt động nhận thức tập vật lí phơng tiện kiểm tra kiến thức kĩ học sinh Việc vận dụng phơng pháp phân tích - tổng hợp để giải tập vật lý chơng mở cho em hớng giải tập linh hoạt hơn: sở kiện đề ra, phân tích đại lợng tìm mối liên hệ đại lợng dựa định luật vật lýđà học, tổng hợp lại tìm hớng giải phù hợp toán, nhờ rèn luyện khả phân tích tổng hợp, t sáng tạo cho học sinh II Mục đích đề tài: Thấy đợc tầm quan trọng tập vật lí việc dạy học vật lý Trình bày số tập chơng Các định luật chất khí vật lí 10 THPT Nêu rỏ vai trò ý nghĩa tập vật lí trình ôn tập cố khắc sâu kiến thức III ý tởng đề tài: Có thể chọn xếp hệ thống tập chơng Các định luật chất khí vật lí 10 THPT thông qua việc giải chúng để nâng cao lực phân tích - tỉng hỵp cho häc sinh líp 10 THPT IV nhiệm vụ đề tài: Học sinh nhận biết đợc bớc t phân tích - tổng hợp Vận dụng bớc t phân tích - tổng hợp vào việc giải tập nói chung Thông qua hệ thống tập chơng Các định luËt chÊt khÝ” vËt lÝ 10 THPT lµm cho häc sinh hiểu rèn luyện cho chúng thao tác t phân tích - tổng hợp bớc giải Nội dung Chơng I Cơ sở lí luận việc sử dụng tập vật lý để rèn luyện kỹ phân tích- tổn hợp cho học sinh Vai trò ý nghĩa tập vật lý trình dạy học Bài tập vật lý với t cách phơng tiện dạy học giữ vị trí đặc biệt quan trọng việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học Bài tập vật lý giúp học sinh hiểu sâu quy luật vật lý, tợng vật lý Biết phân tích chúng ứng dụng chúng vào vấn đề thực tiễn Bài tập vật lý đóng vai trò to lớn việc phát triển t phân tích tổng hợp, phát triển tính độc lập suy nghĩ, tính kiên trì việc khắc phục khó khăn Các hình thức khác tập vật lý tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt định luật, định lí thuyết vật lý để tự lực giải thành công tình cụ thể khác kiến thức trở thành sâu sắc hoàn thiện trở thành tri thức riêng Các bớc giải tập vật lý : Bài tập vật lý đa dạng phong phú nhng nêu khái quát chung phơng pháp giải gồm bớc sau: -Bớc 1: Tìm hiểu đề bài: Nghiên cứu kỹ đề bài, lập đợc bảng tóm tắt ký hiệu toán học -Bớc 2: Xác lập mối liên hệ: Phân tích liệu tìm thêm liệu kho tri thức liên quan, xây dựng toán trung gian theo hệ thống dẫn đến việc đáp ứng yêu cầu chung toán Cụ thể dùng phơng pháp phân tích từ đại lợng phải tìm ngợc lại xem xét kiến thức liên quan đến nó, kiến thức tìm đờng gần đến dự kiện đà cho -Bớc 3: Gải tìm kết quả: Có thể theo lối chiếu từ toán trung gian hệ thống đà thiết lập Có thể theo lối tổng hợp nêu công thức tổng quát thoà mÃn yêu cầu, sau tìm đại lợng công thức cách giải toán phụ, cuối thay giá trị vào công thức tổng quát -Bớc 4: Kiểm tra xác nhận kết quả: Kiểm tra tính toán đà xác cha, giải hết yêu cầu toán đặt cha, kết thu đợc có phù hợp thực tế không kiểm tra thứ nguyên đại lợng vật lý đà tìm * Đối với tập vật lý trắc nghiệm khách quan bớc thực nh trên, riêng bớc thực lời giải đợc làm giấy nháp, kết lời giải việc chọn câu đánh dấu vào dó Phơng pháp phân tích tổng hợp: Trên nói lên bớc chung để giải tập vật lý, nhng để thực bớc tốt cần nắm vững phơng pháp phân tích - tổng hợp Phân tích-tổng hợp hai mặt trình t thống Phân tích sở tổng hợp, đợc tiến hành theo hớng dẫn tới tổng hợp Sự tổng hợp diễn sở phân tích, phân tích tổng hợp nhiều xen kẽ Phân tích sâu tổng hợp đầy đủ, tri thức vật tợng phong phú a, Các bớc phơng pháp phân tích- tổng hợp Bớc1: Khảo sát đối tợng cần nhận thức cách toàn Nếu đối tợng cần nhận thức vật thể ta khồng khảo sát đối tợng hình thức bề mà phải xem xét mục đích sử dụng chức đối tợng dï r»ng ®èi víi mét sè vËt thĨ häc sinh ®· biÕt nhiỊu vỊ mơc ®Ých sư dơng cđa chóng Bớc2: Phân chia đối tợng cần nhận thức thành yÕu tè, c¸c bé phËn c¸c tÝnh chÊt, c¸c mèi liên hệ Bớc3: Tách yếu tố bản chất khỏi yếu tố không không chất Bớc4: Tập hợp yếu tố thành đối tợng trừu tợng Mối liên hệ chức yếu tố đợc làm rõ Nếu đối tợng nhận thức vật thể vẽ sơ đồ diễn tả hiệu phối hợp yếu tố Bớc5: Khái quát hoá tìm mối liªn hƯ cã tÝnh quy lt, rót quy lt hoạt động cho tất đối tợng tơng tự Bớc 6: Kiểm tra lại khái quát hoá đối tợng loại nhng không thuộc đối tợng nghiên cứu b, Cách hớng dẫn học sinh giải tập phơng pháp phân tích- tổng hợp Muốn hớng dẫn học sinh giải tập đó, giáo viên cần phân tích đợc phơng pháp giải tập cách vận dụng hiểu biết t giải tập vật lý Đồng thời với mục đích rèn luyện t phân tích-tổng hợp cho học sinh, hớng dẫn giải giáo viên phải cho học sinh thấy đợc bớc thao tác t để từ họ vận dụng vào giải tập tơng tự - Hớng dẫn theo mẫu (angorit): kiểu hớng dẫn rõ cho học sinh hành động cụ thể cần thực trình tự thực hành động để đạt đợc kết mong muốn Những hành động đợc gọi hành động sơ cấp, đợc học sinh hiểu đơn giản nắm vững - Hớng dẫn tìm tòi(oristic) : kiểu hớng dÉn mang tÝnh gỵi ý cho häc sinh suy nghÜ, tìm tòi phát cách giải vấn đề, giáo viên gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác địng hành động cần thực để đạt đợc kết - Hớng dẫn khái quát chơng trình hoá: kiểu hớng dẫn học sinh tự tìm cách giải quyết, giáo viên định hớng t học sinh theo đờng lối khái quát việc giải vấn đề Sự định hớng ban đầu đòi hỏi học sinh tự lực tìm tòi giải Nếu học sinh không đáp ứng đợc giúp đỡ giáo viên phát triển định hớng khái quát ban đầu, cụ thể hoá thêm bớc cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp phạm vi tìm tòi, giải quyết, cho võa søc häc sinh NÕu häc sinh vÉn cha t×m tòi, giải đợc hớng dẫn giáo viên chuyển dần thành hơng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn thành đợc yêu cầu bớc 1, từ tiếp tục yêu cầu học sinh tự tìm tòi, giải bớc Nếu cần giáo viên giúp đỡ thêm, nh giải xong vấn đề Chơng II tập chơng định luật chất khí vật lý 10 THPT nhằm rèn luyện kỹ phân tích-tổng hợp cho học sinh I Bài tập định luật bôi-lơ - ma-ri-ốt: A Kiến thức : Quá trình đẳng nhiệt : Quá trình biến đổi trạng thái nhiệt độ đợc giữ không đổi gọi trình đẳng nhiệt Định luật Bôi-Lơ - Ma-ri-ốt : Trong trình đẳng nhiệt lợng khí định, áp st tØ lƯ nghÞch víi thĨ tÝch P1 V = P2 V ⇒ P1 V 1=P V hay P V = số p 3.Đờng đẳng nhiệt: - Đờng biểu diễn phụ biến thiên áp suất theo thể tích nhiệt độ không đổi gọi đờng đẳng nhiệt Trong hệ toạ độ(p,V) đờng đờng hypebol - Đờng đẳng nhiệt có nhiệt độ lớn nhiệt độ đờng đẳng nhiƯt ë díi ( T2 > T1 ) Chóng ta chứng minh điều cách kẻ đờng thẳng vuông góc với trục 0V cắt hai đờng đẳng nhiệt hai vị trí Trạng thái 2có số: T2> p thông TT1 ¿ p1 V1 T1 ¿{{ ¿ ; TT2 ¿ p2 V 2=V T2 ¿{{ ¿ 2P O V2= V1 T1 T T V Quá trình biến đổi trạng thái từ đến trình đẳng tích nên theo định luật Sac- lơ ta cã P1 T V× p2 = P2 T B tập mẫu: Bài 1: > p1 nên T2 > T1 ( đpcm) Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 10 lít đến lít áp suất tăng lên lần? Bớc1 Tóm tắt đề: Đại lợng đà biết: V1= 10 lít ; V2 = lít P2 Đại lợng cần tìm: Tỉ số P1 Bớc2 Phân tích tập kế hoạch giải: Xác định rỏ lợng khí không đổi nén đẳng nhiệt, nên xác định tăng áp suất ta áp dụng định luật B-M Bớc3 Thực kế hoạch giải: áp dụng ®Þnh luËt B-L: P1V1=P2V2 Suy ra: P2 V1 10 2,5 P1 V2 Bíc4 Cđng cè: Chó ý: tính tỉ số độ lớn đại lợng dùng đơn vị tuỳ ý chung cho mẫu số tử số Bài 2: Một bọt khí đáy hồ sâu m lên đến mặt nớc Hỏi thể tích bọt khí tăng lên lần? Giải: Bớc1 Tóm tắt đề: Đại lợng đà cho: áp P1 độ sâu m nớc; áp suất khí P2 V2 Đại lợng cần tìm: Tỉ số V1 Bớc2 Phân tích tập kế hoạch giải: Cần tính đại lợng đà cho thành số, sau áp dụng định luật B-L Ta cã: P2=1atm=1,013.105 Pa P1=P2 + P Trong P độ chênh áp suất ứng với độ chênh h độ sâu m nớc( nớc có khối lợng riêng =1000kg/m3) P= g h=1000.9,81.6=58860 Pa Bíc3 Thùc hiƯn kế hoạch giải: Theo định luật B-M: P1V1=P2V2 Suy ra: P2 V1 1, 6016.105 1,58 P1 V2 1, 013.105 Vậy thể tích bọt khí tăng lên 1,6 lần Bíc4 Cđng cè: Chó ý: ¸p st khÝ qun không cho biết cụ thể phải coi atm ii Bài tập định luật sác-lơ: A Kiến thức : Quá trình đẳng tích: Quá trình biến đổi trạng thái thể tích không đổi trình đẳng tích Định luật sác-lơ: Trong trình đẳng tích lợng khí định, ¸p st tØ lƯ thn víi nhiƯt ®é thut ®èi P1 P2 p P V V2>V T =h»ng sè hay T1 T2 P1 V P2 T(k ) T2>T1 Đờng đẳng tích: Đờng biểu diễn biến thiên áp theo nhiệt độ thể tích không đổi gọi đờngđẳng tích - Đờng đẳng tích tích nhỏ thể tích đờng đẳng tích dới ( V2 > V1 ) Chúng ta chứng minh điều cách kẻ đờng thẳng vuông góc với trục 0T cắt hai đờng đẳng nhiệt hai vị trí Trạng thái có thông sè: TT1 ¿ p1 V1 T1 ¿{{ ¿ ; ¿ p2 V2 T =T ¿{{ ¿ TT2 Qu¸ trình biến đổi trạng thái từ đến trình đẳng nhiệt nên theo định luật Bôi lơ - Marièt ta cã: P1 V V× p1> p2 nên V2 > V1 ( đpcm) = P2 V B tập mẫu: Bài 1: Một bình kín chứa khí áp suất 100 kP a nhiệt độ 17oC Làm nóng bình đến o 57 C a) Tính áp suất P khí bình 57oC b) Vẽ đờng biểu diễn biến thiên áp suất theo nhiệt độ c) Vẽ đờng biểu diễn trình đồ thị P-V, biết thể tích khí V0 Giải: Bớc1 Tóm tắt đề: Đại lợng đà biết: t1=17oC; P1=100 kPa Đại lợng cần tìm: áp suất P2 nhịêt ®é t2: ®êng biĨu diƠn ¸p st theo nhiƯt ®é Bớc2 Phân tích tập kế hoạch giải: Cần ®ỉi nhiƯt ®é: T1=t1+273=290k T2=t2+273=330k P(kpa Bíc3 Thùc hiƯn kÕ hoạch giải: a) áp dụng định luật Sác-lơ: P2 P1 T2 T1 Suy ra: P2 T2 330 P1 10 1,138.105 pa T1 290 b) §êng biĨu diễn đoạn thẳng nối hai điểm đồ thị P-T 114 100 O 290 300 T(k) Bớc4 Củng cố: Chú ý đoạn thẳng kéo dài đờng biểu diễn áp suất theo nhiệt độ ®i qua gãc to¹ ®é O øng víi nhiƯt ®é T=Ok P=O Bài2: Một bình khí đợc đóng kín b»ng mét nót cã tiÕt diƯn 3,2 cm ¸p suất khí áp suất khí bên ngoài, nhiệt độ khí 0C Lực ma sát giữ nút có giá trị cực đại N Hỏi phải đun nóng khí đến nhiệt độ nàođể nút bật Bớc1 Tóm tắt đề: Đại lợng đà biết: P1=P0=1,013.105Pa ; t1=70C ; Fms=8N; S=3,2cm2 Đại lợng cần tìm: t2 để nút bật Bớc2 Phân tích tập kế hoạch giải: Để nút bật áp suất khí bình cần có giá trị lớn áp suất khí cộng với áp suất lực ma sát tác dụng lên nút bình Có nghĩa phải đun nóng khí lên nhiệt độ t2 để khí bìng có áp suất: P2 P0 Pms Lợng khí hai trạng thái: P1=P0=1,013.105Pa ; T1=273+ t1=280k 4 P2=P0+ Pms=013.105 + 3, 2.10 =1,263.105 Pa ; T2 =273+t áp dụng định luật Sác-Lơ ta tìm đợc nhiệt độ cần xác định Bớc3 Thực kế hoạch giải: Cần tăng nhiệt độ khí bình vợt giá trị T2 đợc xác định nh sau: áp dụng định luật Sác-Lơ: P2 P1 T2 T1 Suy ra: T2 P2 1, 263.105 T1 280 347, K P1 1, 013.105 VËy ph¶i ®un nãng khÝ ®Õn nhiƯt ®é 347,2K, tøc lµ 74,20C Bớc4 Củng cố: Phải làm rỏ đợc chất vấn đề muốn cho nút bật áp suất khí bình phải lớn áp suất khÝ qun céng víi ¸p st lùc mas¸t t¸c dụng lên nút Bài3: Van an toàn nồi ¸p suÊt sÏ më ¸p suÊt nåi atm 200C, nồi áp suất 1,5 atm Hỏi nhiệt độ van an toàn mở? Bớc1 Tóm tắt đề: Đại lợng đà biết: t1=200C, p1=1,5 atm, p2=9 atm Đại lợng cần tìm: t2=? Bớc2 Phân tích tập kế hoạch giải: Lợng khí nåi ¸p st van cha më cã thĨ tích không đổi nên trình đẳng tích Trạng thái đầu có: T1=273+t1=293k, p1=1,5 atm Trạng thái cuối có: T2=273+t2, p1=9 atm áp dụng định luật Sác-Lơ để tìm t2 Bớc3 Thực kế hoạch giải: áp dụng định luật Sác-Lơ: P2 P1 T2 T1 Suy ra: T2 P2 T1 293 1758k P1 1,5 Vậy nhiệt độ khí 1758k hay 14850C Bớc4 Củng cố: Nồi áp suất có tác dụng làm tăng nhiệt sôi chất lỏng iii Bài tập định luật gay-luy-xác: A Kiến thức : Quá trình đẳng áp: Quá trình biến đổi trạng thái áp suất không đổi gọi trình đẳng áp 2.Định luật gay-luy-xác: Trong trình đẳng áp lợng khí định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt ®é tuyÖt ®èi V T =h»ng sè hay V1 V2 T1 T2 Đờng đẳng áp: -Đờng biểu diễn biến thiên thể tích theo nhiệt độ áp suất không đổi gọi đờng đẳng áp V P1 P2>P1 V1 P2 V2 O T(k) T2=T1 - §êng đẳng áp có áp suất nhỏ áp suất đờng đẳng áp dới ( p2 > p1 ) Chúng ta chứng minh điều cách kẻ đờng thẳng vuông góc với trục 0T cắt hai đờng đẳng nhiệt hai vị trí Trạng thái có thông sè: TT1 ¿ p1 V1 T1 ¿{{ ¿ ; TT2 ¿ p2 V2 T =T ¿{{ ¿ Qu¸ trình biến đổi trạng thái từ đến trình đẳng nhiệt nên theo định luật Bôi lơ - Marièt ta cã: P1 V V× V1> V2 nên p2 > p1 ( đpcm) = P2 V B tập mẫu: Bài1: Một lợng khí đựng xi lanh đợc đậy kín pittông, pittông chuyển động tự đợc Lúc đầu lợng khí có nhiệt độ 200C đo đợc thể tích khí 12 lít Đa xi lanh đến nơi có nhiệt độ 70 0C, khí nở đẩy pittông lên Thể tích lơng khí xi lanh lúc bao nhiêu? Bớc1 Tóm tắt đề: Đại lợng đà biết: t1=200C ; V1=12lit; t2=700C Đại lợng cần tìm: V2 Bớc2 Phân tích tập kế hoạch giải: Vì lơng khí đợc đậy kín xilanh tự dịch chuyển nên nhiệt độ tăng lên pittông lên vị trí cân nên áp suất khí bình không đổi Ta áp dụng định luật Gay-Luy-Xác để tìm V2 Bớc3 Thực kế hoạch giải: áp dụng định luật Gay-Luy-Xác: V1 V2 T1 T2 T 273 70 343 V2 V1 12 12 14 T1 273 20 293 (lit) Suy ra: VËy thĨ tÝch cđa khí xi lanh lúc 14 lit Bớc4 Củng cố: Trong toán nhận biết đợc ban đầu khí xinh lanh có áp suất xác định áp suất khí cộng với áp suất do pittông có trọng l ợng gây Khi tăng nhiệt độ khí giản nở pitông lên, pittông tự chuyển động nên phải đến vị trí cho áp suất bình áp suất khí cộng với áp suất do pittông có trọng lợng gây iv Bài tập phơng trình trạng thái khí lý tởng: A Kiến thức : Các thông số trạng thái: Một lợng khí đà cho trạng thái cân có áp suất P, thể tích V nhiệt độ T xác định P,V,T gọi thông số trạng thái lợng khí 2 Phơng trình trạng thái: Một lợng khí xác định biến đổi trạng thái thông số có mối quan hệ sau: pV T h»ng sè h»ng sè phô thuéc vào lợng khí B tập mẫu: Bài1: Nén 10 lÝt khÝ ë nhiƯt ®é 270C ®Ĩ cho thĨ tÝch lit nhiệt độ 60 C áp suất khí tăng lên lần? Bớc1 Tóm tắt đề: Đại lợng đà biết: t1=270C ; V1=10lit; t2=600C; V2=4lit P2 Đại lợng cần tìm: P1 Bớc2 Phân tích tập kế hoạch giải: Trạng thái đầu: V1=10lit, T1=273+27=300k, P1 Trạng thái cuối: V1=4lit, T1=273+60=333k, P2 Bớc3 Thực kế hoạch giải: áp dụng phơng trình trạng thái: PV PV 1 2 T1 T2 Suy ra: p2 V1T2 2, 775 2,8 P1 V2T1 Vậy áp suất khí tăng lên 2,8 lần Bớc4 Củng cố: Khi vận dụng phơng trình trạng thái, đại lợng p V tính đơn vị bất kì, miễn giá trị áp suất p p2 giá tri thể tích V V2 tính theo đơn vị; nhiệt độ phải tính theo đơn vị nhiệt giai tuyệt đôi( nhiệt giai kenvin) Bài2: Trong xi lanh đặt thẳng đứng tiết diện S=100cm đợc đậy pittông cách đáy xi lanh h=0,4m, có chứa lợng không khí nhiệt độ t1=270C Đặt lên mặt pittông vật nặng khối lợng 50kg thấy pittông xuống đoạn 8cm dừng lại Tính nhiệt độ không khí xi lanh Cho biết áp suất khÝ qun lµ p 0=105 N/m2 Bá qua ma sát khối lợng pittông, lấy g=10m/s2 Bớc1 Tóm tắt đề: Đại lợng đà biết: S=100cm3 ; h=0,4m; t1=270C; m=50kg p0=105 N/m2 ; d=8cm Đại lợng cần tìm: t2=? Bớc2 Phân tích tập kế hoạch giải: Ban đầu pittông nằm cân bằng, áp suất không kí xi lanh khí nhau: p1=p0 Khi đặt vật nặng lên pittông, pittông xuống dừng lại, pitiông nằm cần vị trí áp lực nên: p2 p0 mg S Khi pittông xuống tác dụng trọng lực thông số p, V, T thay đổi phải nghĩ đến phơng trình trạng thái Bớc3 Thực kế hoạch giải: áp dụng phơng trình trạng thái: Suy ra: PV PV 1 2 T1 T2 ®ã V =S.h ; V =S (h-d) ; T = 300K pV T2 2 T1 p1V1 ( p0 mg )(h d ) S T1 p0 h Thay số ta tìm đợc nhiệt độ không khí xi lanh: T2=360k hay t2=870C v Bài tập cla-pê-rôn men-đê-lê-ép: A Kiến thức : Với lỵng khÝ cã khèi lỵng m, khèi lỵng mol cđa khí ba thông số trạng thái p, V, T tuân theo phơng trình pV m RT gọi phơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep m Tỷ số số mol lợng khí Khi vận dụng phơng Cla-pê-rôn Men- đen- lê-ep hệ đơn vị SI: đơn vị áo suất p P a, đơn vị thể tích m3, đơn vị nhiệt độ T nhiệt độ tuyệt đối k(Ken-vin), đơn vị khèi lỵng cã thĨ lÊy t ý nhng thèng nhÊt cho m Khi số chất khí R có giá trị R=8,31J/mol.K B tập mẫu: Bài1: Một bình vỏ thép, đựng khí áp suất 50,4 atm, nhiệt độ 27 0C Dung tÝch cđa chai lµ 50 lit a) TÝnh sè mol khí chai b) Nếu khí ôxi có khối lợng mol 32g/mol khố lợng khí chai bao nhiêu? Bớc1 Tóm tắt đề: Đại lợng đà biết: p=50,4 atm=50,4.1,013.105=5,106.106Pa V=50 lit=0,05 m3 T=27+273=300k Đại lợng cần tìm: số mol, khối lợng m Bớc2 Phân tích tập kế hoạch giải: Bài toán cho thông số trạng thái bắt tìm số mol nên vận dụng phơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep Bớc3 Thực kế hoạch giải: áp dụng phơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep pV RT Suy Khối lợng khÝ pV 5,106.106.0, 05 102, RT 8,31.300 m 102, 4.32 3277 g 3, 277 kg Bíc4 Cđng cố: Trong toán dể nhầm lẫn tÝnh sè mol th× lÊy thĨ tÝch chia cho 22,4 Tức ta nhầm lẫn chổ hiểu mổi mol khí tích 22,4 lít điều kiện tiêu chuẩn 1tam, Ok 1mol khí cã thĨ tÝch lµ 22,4, chóng ta cã thĨ sư dụng ph ơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep để kiểm chứng điều Bài2: Một bình chứa hỗn hợp hai khí ôxi heli có dung tích 26,6 lit; áp suất 200kPa nhiệt độ 70C khối lợng hỗ nợp 45g Tính khối lợng khí hỗn hợp Bớc1 Tóm tắt đề: Đại lợng đà biết: p=200kPa=2.105Pa; V=26,6lit=0,0266m3; T=280k Khối lợng hỗn hợp: m=mO+mHe=45g Đại lợng cần tìm: Khối lợng mol: O =32g/mol; He =4g/mol Khối lợng: mO mHe Bớc2 Phân tích tập kế hoạch giải: Muốn tìm khối lợng khí ta tìm số mol khí, nhng từ phơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep suy đợc tổng số mol hai khí, phơng trình chứa hai ẩn, để giải đợc ta áp dụng dự kiện thứ hai tổng khối lợng hai khí Bớc3 Thực kế hoạch giải: Trớc hết áp dụng phơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep, tính số mol hỗn hỵp pV 2.105.0, 0266 2, 286 RT 8,31.280 mol m m o o He He o vµ sè mol cđa heli He Số tổn số mol ôxi mo mo m m o He 2, 286 o o 32 Nh vậy: (1) Ngoài ra, có: mO+mHe=45g (2) Kết hợp (1) (2) giải hệ ta đợc: mO =40,98g mHe=4,02g Bớc4 Củng cố: Khi vận dụng phơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep ý đến đơn vị đại lợng đặc biệt số chất khí, có nhiều tài liệu khác chọn giá trị khác Khi đơn vị áp suất p P a, đơn vị thể tích m3, đơn vị nhiệt độ T nhiệt độ tuyệt đối k(Ken-vin), đơn vị khối lợng lấy tuỳ ý nhng thống cho m Khi số chất khí R có giá trị lµ R=8,31J/mol.K Bµi2: Cã 20g Heli chøa xilanh cã pittông dịch chuyển chậm từ trạng P thái tích V1=32 lit áp suất p1=4,1 atm tới trạng thái tích V2=9 lit áp suất p2=15,5 atm.Nhiệt độ P lớn mà khối khí có đợc đờng biểu diễn trình biến đổi từ trạng thái từ sang nh hình vẽ Bớc1 Tóm tắt đề: P Đại lợng đà biết: V1=32 lit, p1=4,1 atm, V2=9 lit p2=15,5 atm m=20g, 4 O V2 V1 V Đại lợng cần tìm: Tmax=? Bớc2 Phân tích tập kế hoạch giải: Trong toạ độ p-V đờng biểu diễn phụ thuộc áp suất vào thể tích đoạn thẳng đờng hypebol nên qua trình đẳng nhiệt mà trình biến đổi trạng thái có biến đổi nhiệt độ Vì đờng 1-2 đờng thẳng nên phơ thc cđa p theo V cã thĨ viÕt: p= aV+b (1) áp dụng phơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep: pV RT (2) Từ hai phơng trình (1) (2) ta tìm phụ thuộc T vào p V ta tìm đợc Tmax Bớc3 Thực kế hoạch giải: Vì đờng 1-2 đờng thẳng nên sù phơ thc cđa p theo V cã thĨ viÕt: p= aV+b Ta cã: p1= aV1+b vµ p2= aV2+b Thay số ta tìm đợc: a=-0,5; b=20 Suy ra: p=-0,5V+20 (3) áp dụng phơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep: pV RT T pV mR (4) T pV ( 0.5V 20V ) mR mR Thay (3) vào (4) ta đợc: (5) Từ (5) ta thấy T phơ thc vµo hµm bËc cđa V cã hƯ số a âm nên T max V=b/2a=20 lit, p=-0,5.20 + 20=10 atm Thay giá trị p=10 atm v=20 lit vào (4) ta tìm đợc Tmax=490 Bớc4 Củng cố: Chú ý thay giá trị p=10 atm v=20 lit vào (4) phai đôi đơn vi áp suất Pa thể tích m3 ; R=8,31J/mol.K Kết luận - Là đề tài dựa kinh nghiệm thân đồng nghiệp thực tế giÃng dạy, dựa nghiên cứu lý luận dạy học vật lý phơng pháp giÃng dạy tập vật lý để nâng cao nhận thức cho học sinh thông qua hệ thống tập chơng định luật chất khí - Trong trình nghiên cứu đà vận sở dạy học nêu vấn đề, quan điểm trình t phân tích tình có vấn đề , quan điểm vùng phát triển gần nhấtđể nêu ý kiến trình giÃng dạy ch ơng định luật bảo toàn - Trên sỏ nghiên cứu nhiều tài liệu: sách giáo khoa, sách tập chơng định luật chất khí đà chọn hệ thống tËp cđa tõng néi dung cđa ch ¬ng - Chóng đà phân tích, đa câu hỏi định hớng hớng dẫn học sinh giải Ngày 19 tháng năm 2009 Ngời làm Dơng Văn Thành
Ngày đăng: 11/04/2021, 15:17
Xem thêm:
