Giáo án bài 31: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng - Lý 10 - GV.T.Tiên

GIÁO ÁN GIẢNG DẠY MÔN VẬT LÝ LỚP 10 Bài 31 PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG (Tiết 1) I MỤC TIÊU + Từ phương trình định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt định luật Sác-lơ xây dựng phương trình Cla-pê-rơn từ biểu thức phương trình viết biểu thức đặc trưng cho đẳng trình + Nêu định nghĩa trình đẳng áp, viết biểu thức liên hệ thể tích nhiệt độ q trình đẳng áp Nhận biết dạng đường đẳng áp hệ tọa độ (V,T) + Hiểu ý nghĩa “ Độ không tuyệt đối” + Vận dụng phương trình Cla-pê-rơn để giải tập SGK tập tương tự, đặc biệt tập trình đẳng áp II CHUẨN BỊ: 1.Giáo viên: - Một số ví dụ q trình đẳng áp 2.Học sinh: - Ôn lại 29 30 - Bảng hoạt động nhóm III PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: - Phương pháp thuyết trình Phương pháp dạy học nêu vấn đề Phương pháp đàm thoại Phương pháp trình bày trực quan Phương pháp tích cực hóa học sinh (thảo luận làm việc theo nhóm) dẫn giáo viên III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC: HOẠT ĐỘNG 1: (5 phút) Kiểm tra cũ Câu Phát biểu nội dung viết biểu thức định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt? Giải thích đại lượng có mặt biểu thức? Câu Đường đẳng nhiệt gì? Hãy vẻ hình dạng đường đẳng nhiệt hệ tọa độ(pOV)? Câu Phát biểu nội dung viết biểu thức định luật Sác-lơ? Giải thích đại lượng có mặt biểu thức? Câu Đường đẳng tích gì? Hãy vẽ hình dạng đường đẳng tích hệ tọa độ(pOT)? HOẠT ĐỘNG 2: (1phút): Giới thiệu Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt định luật Sác-lơ xác định mối liên hệ hai ba thơng số trạng thái lượng khí thơng số cịn lại khơng đổi Trong thực tế thường xảy q trình ba thơng số p,V,T biến thiên phụ thuộc lẫn Các em nhìn vào hình 31.1, ta nhúng bóng bàn bẹp vào nước nóng, bóng phồng lên cũ Trong trình này, nhiệt độ, thể tích áp suất lượng khí chứa bóng thay đổi Vậy phương trình xác định mối liên hệ ba thơng số lượng khí này? Bài học hôm giúp hiểu rõ điều Chúng ta sang 31: Phương trình trạng thái khí lí tưởng HOẠT ĐỘNG 3: ( phút) Tìm hiểu khí thực khí lí tưởng HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG Bài 31 PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG I Khí thực khí lí tưởng - Một em nhắc lại - Chất khí - Chỉ có khí lí tưởng định nghĩa khí lí tưởng ? phân tử coi chất tuân theo định điểm tương tác va chạm gọi khí lí luật chất khí tưởng - Khí thực gì? - Chất khí tồn thực tế ôxi, nitơ, cacbonic - Ở điều kiện áp - Chúng ta học định - Định luật Bôi-lơ – Masuất nhiệt độ thông luật chất khí, ri-ốt định luật Sác-lơ định luật em? thường coi gần - Có phải chất khí - Khơng Chỉ có khí lí khí thực khí lí tưởng tuân theo định tưởng tuân theo luật không? định luật - Trong trường hợp - Khi khác biệt coi gần khí khí thực khí lí tưởng thực khí lí tưởng? khơng lớn nhiệt độ áp suất thơng thường, ta coi gần khí thực khí lí - Khi khơng u cầu độ tưởng xác cao, ta Khi không yêu cầu độ áp dụng định luật xác cao, ta chất khí lí tưởng để tính áp suất, thể tích nhiệt áp dụng định luật độ khí thực chất khí lí tưởng để tính áp suất, thể tích nhiệt độ khí thực HOẠT ĐỘNG 4: (20 phút) Phương trình trạng thái khí lí tưởng HOẠT ĐỘNG GV - Bây cô xét lượng khí có trạng thái (p1,V1,T1), đẳng q trình, làm cho lượng khí chuyển sang trạng thái (p2,V2,T2) qua trạng thái trung gian 1’(p’,V2,T1) sơ đồ h31.2 SGK - Một em cho biết chuyển từ trạng thái (1) sang trạng thái (1’) thơng số khơng đổi? Vậy q trình gì? - Vậy ta sử dụng định luật tương ứng với đẳng trình này? Biểu thức HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG II Phương trình trạng thái - Nghe tiếp nhận khí lí tưởng vấn đề Xét lượng khí xác định từ trạng thái (p1,V1,T1) trạng thái (p2,V2,T2),qua trạng thái trung gian 1’(p’,V2,T1) - Nhiệt độ khơng đổi.> Q trình đẳng nhiệt - Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt Biểu thức: +giai đoạn 1: 11’: trình p1V1 = p’V2 đẳng nhiệt định luật? - Tương tự em cho cô biết, chuyển từ trạng thái (1’) sang trạng thái (2) thơng số khơng đổi? trình gì? - Định luật biểu thức áp dụng cho trình vậy? (Gọi học sinh lớp trả lời) p1V1 = p’V2 (1) - Thể tích khơng đổi +giai đoạn 2: 1’2: đẳng -> Q trình đẳng tích tích p' p = T1 T2 p 2T1 (2)=> p ' = T2 - Định luật Sác-lơ p' p = Biểu thức: T1 T2 pT - Từ biểu thức (2) ta - p ' = T2 có p’ em? - Từ (1) (3) ta rút điều gì? (2) (3) Thế (3) vào (1) ta được: p1V1 = => p 2T1 V2 T2 p1V1 p 2V2 = T1 T2 pV => = hs T (4) p1V1 p 2V2 = T1 T2  Kết luận: Đối với lượng khí xác định biến đổi trạng pV => = hs T thái pV = hs T - Phương trình (4) gọi phương trình trạng khí lí tưởng hay phương trình Cla-pêrơn - Từ biểu thức (4) - Đối với lượng em cho nhận xét? khí xác định biến đổi trạng thái - Phương trình (4) pV gọi phương T = hs trình trạng khí lí - Nghe ghi nhớ tưởng hay phương trình Cla-pê-rơn - Bây vận dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng để giải tập 4.HOẠT ĐỘNG (12 phút):Vận dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng Hoạt động GV - Yêu cầu học sinh làm tập phiếu học tập Hoạt động HS Nội dung kiến thức - Bài tập áp dụng Giải 1: Bài 1: Một lượng khí đựng Tóm tắt: xilanh có pit-tơng chuyển động Trạng thái 1: Các thơng số trạng thái p1= atm lượng khí : atm, 15 lit, 300 V1= 15 lit ,T1= 300 K K Khi pit-tơng nén khí, áp suất khí tăng lên tới 3,5 atm, thể tích giảm 12 lit Xác định nhiệt độ Trạng thái 2: khí nén? - Hoạt động nhóm, làm p2= 3,5 atm - Gợi ý: bảng nhóm V2= 12 lít, T2=? + Xác định thơng số Áp d ụng: trạng thái p1V1 pV = 2 T1 T2 + Sử dụng phương trình Claperon để tìm thơng số cịn lại ⇒ T2 = - Nhận xét sửa giải T1 p 2V2 p1V1 Thay số ta được: T2= 420K Bài 2: Trong trình sau đây, ba thơng số trạng thái lượng khí xác định thay đổi ? A Khơng khí bị nung nóng bình đậy kín B Khơng khí bóng bàn bị học sinh - Đáp án câu C - Hoạt động nhóm, làm bảng dùng tay bóp bẹp nhóm C Khơng khí xilanh nung nóng, dãn nở đẩy pit-tông dịch chuyển D Trong ba tượng - Yêu cầu học sinh chọn đáp án giải thích - Nhận xét , bổ sung 5.HOẠT ĐỘNG (2 phút):Củng cố học, dặn dò Hoạt động GV Bài học học sinh cần nắm: Hoạt động HS - Phân biệt khí thực khí lí tưởng - Cá nhân củng cố học - Phương trình trạng thái khí lí tưởng - Từ phương trình trạng thái khí lí tưởng rút biểu thức định luật Bôilơ-Mariốt biểu thức định luật Sáclơ.Nếu thông số p không đổi mối quan hệ V T ? - Làm tập lại phiếu học tập SGK Mỹ Tho, ngày 28 tháng năm 2013 Bài 31 PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG (Tiết 2) I MỤC TIÊU: 1.Về kiến thức: - Từ phương trình định luật Bôilơ-Mariốt định luật Sáclơ xây dựng phương trình Claperơn từ biểu thức phương trình viết biểu thức đặc trưng cho đẳng trình - Nêu định nghĩa trình đẳng áp, viết hệ thức liên hệ thể tích nhiệt độ tuyệt đối trình đẳng áp - Nhận dạng đường đẳng áp hệ tọa độ (p,T), (p,V), (V,T) - Hiểu ý nghĩa vật lý “ độ không tuyệt đối ” 2.Về kĩ năng: - Sử dụng phương pháp nghiên cứu phụ thuộc đại lượng đồng thời vào nhiều đại lượng khác Cụ thể phụ thuộc p đồng thời vào V T - Vận dụng phương trình Claperơn để giải tập SGK tập tương tự - Vẽ đường đẳng nhiệt hệ toạ độ (p,v) đường đẳng tích hệ toạ độ (p,v) - Vẽ đường đẳng áp hệ tọa độ (p,T), (V,T), (p,T) 3.Về thái độ: - Hứng thú học tập vật lý, u thích tìm tịi khoa học, trân trọng đóng góp vật lý cho tiến xã hội công lao nhà khoa học - Có tác phong tỉ mỉ ,cẩn thận, xác II CHUẨN BỊ: 1.Giáo viên: - Một số ví dụ q trình đẳng áp - Phiếu học tập 2.Học sinh: - Ôn lại 29 30 - Bảng hoạt động nhóm III PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: - Phương pháp thuyết trình - Phương pháp dạy học nêu vấn đề - Phương pháp đàm thoại - Phương pháp trình bày trực quan - Phương pháp tích cực hóa học sinh (thảo luận làm việc theo nhóm) dẫn giáo viên IV TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: Hoạt động (5 phút) : Kiểm tra cũ - Cho biết khí thực khí lí tưởng khác điểm ? - Viết phương trình trạng thái khí lí tưởng Hoạt động 2: (5 phút) Q trình đẳng áp gì? HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG - Một em nhắc lại - Cá nhân tiếp thu câu hỏi III Quá trình đẳng áp trình gì? Đẳng trả lời Quá trình đẳng áp trình gì? Quá trình biến đổi trạng thái áp suất - Vậy có - Có đẳng q trình: khơng đổi gọi trình đẳng trình em? Đẳng T, đẳng V, đẳng p đẳng áp Đó đẳng + Trạng thái 1: p, V1,T1 trình nào? + Trạng thái 2: p, V2,T2 - Các đẳng trình - Gọi học sinh trả lời mà ta học lớp? Còn trình mà ta chưa học? Vậy tiết nghiên cứu trình đẳng áp - Dựa vào khái niệm đẳng - Quá trình biến đổi trạng trình, em thái áp suất khơng đổi phát biểu q trình đẳng gọi q trình đẳng áp áp gì? - Em lên bảng + Trạng thái 1: p, V1,T1 viết thông số trạng + Trạng thái 2: p, V2,T2 thái hai trạng thái trình đẳng áp? - Chúng ta thấy từ trạng thái chuyển sang trạng thái áp suất khơng đổi, có V T thay đổi Để biết mối liên hệ hai đại lượng với qua phần Hoạt động 3:(15phút) Liên hệ thể tích, nhiệt độ tuyệt đối trình đẳng áp HOẠT ĐỘNG GV - Em lên bảng viết lại phương trình trạng thái khí lí tưởng - Nếu cho p1= p2 phương trình trạng thái khí lí tưởng viết lại nào? HOẠT ĐỘNG HS p1V1 p 2V2 = T1 T2 pV1 pV2 V V = ⇒ = T1 T2 T1 T2 ⇒ NỘI DUNG Liên hệ thể tích nhiệt độ tuyệt đối trình đẳng áp - Phương trình trạng thái khí lí tưởng: p1V1 p 2V2 = T1 T2 - Khi p = const: pV1 pV2 V V = ⇒ = T1 T2 T1 T2 V = const T ⇒ V = const T Trong qúa trình đẳng áp - Hãy phát biểu lời - Trong qúa trình đẳng áp lượng khí lượng khí biểu thức vừa thu được? định, thể tích tỉ lệ thuận định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt nhiệt độ tuyệt đối - Tương tự đường đẳng nhiệt đường đẳng tích, q trình biến - Đường đẳng áp đổi trạng thái lượng khí xác định p = const biểu diễn đường gì? Hoạt động 4: ( phút) Đường đẳng áp HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG Đường đẳng áp - Đường đẳng áp gì? - Đường biểu diễn biến - Đường biểu diễn thiên thể tích theo biến thiên thể tích nhiệt độ áp suất không theo nhiệt độ áp suất đổi gọi đường đẳng áp không đổi gọi đường - Dựa vào khái niệm V đẳng áp đường đẳng áp, em p p1 p1 < p2 V lên bảng vẽ đường p2 đẳng áp hệ tọa độ (V,T)? V0 - Chứng minh p1