8. Cấu trúc của luận văn
2.3.Phương pháp sử dụng Bài tập thí nghiệm dạy học chương “Chất khí”
2.3.1. Sử dụng bài tập thí nghiệm trong tiết luyện tập, ôn tập. Giáo án 1 Bài tập về phương trình trạng khí lý tưởng
A. MỤC TIÊU BÀI DẠY 1. Kiến thức:
Viết được các công thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, định luật Sác-lơ, phương trình trạng thái khí lý tưởng.
2. Kỹ năng:
- Vận dụng các công thức để giải các bài tập. - Phân tích được các quá trình biến đổi trạng thái.
B. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên: Chuẩn bị bài tập của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, định luật Sác- lơ, phương trình trạng thái.
2. Học sinh: Ôn lại các công thức và giải trước các bài tập theo yêu cầu của giáo viên.
C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Em hãy phát biểu và viết công thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt ?
- Em hãy viết công thức của phương
- Phát biểu và viết công thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt.
trình trạng thái khí lý tưởng, và giải thích từng đại lượng trong biểu thức.
trạng thái khí lý tưởng, và giải thích từng đại lượng trong biểu thức.
Hoạt động 2: Giải một số bài toán cơ bản
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
* Giáo viên cho học sinh chép bài tập 1:
Một quả bóng có dung tích V không đổi . Người ta bơm không khí ở áp
suất 105 Pa vào bóng. Mỗi lần bơm
được 125 cm3 không khí.Dùng thước
dây, xác định áp suất của không khí trong quả bóng sau 45 lần bơm. Coi quả bóng trước khi bơm không có không khí và trong khi bơm nhiệt độ
của không khí không thay đổi.
- Giáo viên định hướng:
+ Ta vận dụng định luật nào để giải, vì sao?
+ Viết phương trình của định luật Bôi- lơ – Ma-ri-ốt
+ Đề bài cho biết những đại lượng nào và tìm đại lượng nào?
+ Thể tích khí sau 45 lần bơm ở áp suất 105 Pa chính là V1, ta tìm như thế nào?
+ Từ phương trình của định luật Bôi-lơ
* Học sinh chép đề theo yêu cầu của giáo viên.
- Học sinh đọc kĩ đề, suy nghĩ và tìm phương pháp giải. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Theo dõi sự hướng dẫn của giáo viên. + Ta vận dụng định luật Bôi-lơ – Ma- ri-ốt, vì nhiệt độ được giữ không đổi. + Viết phương trình: 2 2 1 1V p V p = (*) + Đề cho: p1 = 105 Pa 3 2 3 4 R V = π V = 125 cm3 Tìm p2 ? + Ta có: V1= 45V = 45.125 = 5625 cm3 = 5,625l
– Ma-ri-ốt, hãy suy ra biểu thức tính p2.
- Nhận xét: trong bài toán này ta thấy khó xác định được áp suất p1 và thể tích V1.
- Giáo viên cho sinh chép đề bài tập 2:
Một chiếc lốp ô tô chứa không khí có áp suất 5 bar và nhiệt độ 25oC. Khi xe chạy nhanh lốp xe nóng lên làm cho nhiệt độ không khí trong lốp xe tăng lên tới t2. Cho biết nhiệt độ khí bằng nhiệt độ lốp xe. Dùng nhiệt kế, hãy xác định áp suất của không khí trong lốp xe lúc này.
- Giáo viên gợi ý:
+ Đề bài cho biết điều gì?
+ Nếu bỏ qua sự dãn nở vì nhiệt của lốp ô tô, ta coi thể tích của lốp ô tô là không đổi. Ta áp dụng định luật nào để giải?
+ Viết Công thức định luật Sác-lơ. + Trong công thức định luật Sác-lơ, nhiệt độ là nhiệt độ gì?
- Công thức đổi từ độ C sang độ K như
+ Từ (*) suy ra: 3 5 2 1 1 2 3 4 625 , 5 . 10 R V V p p π = = Đo R là ta xác định được p2.
- Chép đề bài tập 2 theo yêu cầu của giáo viên.
- Lắng nghe sự gợi ý của giáo viên. + Đề cho: p1 = 5 bar t1 = 25oC t2 Tính p2 ? - Áp dụng định luật Sác-lơ. + Công thức: 2 2 1 1 T p T p =
+ Nhiệt độ tuyệt đối. + Ta có: T = t + 273 Bài giải:
thế nào?
- Các em tìm lời giải, sau đó một em lên trình bày kết quả.
- Giáo viên nhận xét và cho điểm.
- Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 3:
Tính khối lượng riêng của không khí ở đỉnh núi Phăng-xi-păng cao 3140m. Biết mỗi khi lên cao them 10m thì áp suất khí quyển giảm 1mmHg và nhiệt độ trên đỉnh núi là t0C. Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện chuẩn
( áp suất 760 mmHg và nhiệt độ 0oC)
là 1,29 kg/m3.Chỉ được dùng nhiệt kế
và sách tra cứu.
-Yêu cầu học sinh tính áp suất trên đỉnh núi.
- Yêu cầu học sinh viết phương trình trạng thái.
Ta có:
T1 = t1 + 273 = 25 + 273 = 298 K T2 = t2 + 273
Theo định luật Sác-lơ , ta có :
2 2 1 1 T p T p = Suy ra : ( 273) 298 5 2 2 1 1 2 = T = t + T p p
Vậy dùng nhiệt kế đo nhiệt độ lốp xe, ta sẽ xác định được p2.
- HS lắng nghe nhận xét và sửa bài. - HS chép đề bài tập 3 theo yêu cầu của giáo viên. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Tính áp suất khí trên đỉnh núi. - Viết phương trình trạng thái .
-Viết biểu thức tính thể tích theo khối lượng và khối lượng riêng.
- Thay vào phương trình trạng thái, suy ra và tính khối lượng riêng của không
- Hướng dẫn học sinh tìm biểu thức tính thể tích theo khối lượng và khối lượng riêng.
- Yêu cầu học sinh thay vào, suy ra và tính khối lượng riêng của không khí trên đỉnh núi.
- Giáo viên yêu cầu một học sinh lên bảng trình bày bài giải.
- Giáo viên nhận xét, bổ sung hoàn thiện bài giải, đánh giá và cho điểm.
khí trên đỉnh núi.
- Học sinh lên bảng trình bày lời giải. - Bài giải :
+ Áp suất của không khí trên đỉnh núi là :
p1 = po – 314 = 760 – 314 = 446 (mmHg)
+ Theo phương trình trạng thái :
1 1 1 0 0 0 T V p T V p = Thay : 1 0 0 ; ρ ρ m V m V = = Ta có : 1 1 1 0 0 0 ρ ρ T m p T m p = Suy ra : 7601,29.(.446273.273) 0 1 0 1 0 1 = T p = t+ T p ρ ρ
Dùng sách tra cứu và nhiệt kế đo nhiệt độ là ta xác định được ρ1.
- Học sinh lắng nghe nhận xét của giáo viên và sửa bài.
Hoạt động 3 : Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
hóa các công thức, kiến thức đã gặp trong tiết học.
- Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập.
- Giáo viên yêu cầu học sinh làm trước các bài tập.
đã học trong tiết học.
- Học sinh chép đề bài tập.
- Học sinh làm theo yêu cầu của giáo viên.
Bài tập về phương trình trạng thái và định luật Gay-luyxăc A. Mục đích :
1. Kiến thức :
- Hệ thống lại các kiến thức đã học về chất khí.
- Phân biệt được các quá trình biến đổi trạng thái để giải các bài tập chất khí.
2. Kỹ năng :
Vận dụng công thức của bài để giải bài tập.
B. Chuẩn bị : 1. Giáo viên :
Chuẩn bị câu hỏi và bài tập của bài phương trình trạng thái khí lí tưởng, định luật Gay-luyxăc. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2. Học sinh :
- Ôn lại các công thức của bài phương trình trạng thái khí lí tưởng, định luật Gay – luyxăc.
- Làm các bài tập trước ở nhà.
C. Tổ chức các hoạt động dạy học 1. Hoạt động 1 : Kiểm tra bài cũ
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Hãy thiết lập công thức của phương trình trạng thái khí lí tưởng qua hai quá trình biến đổi trạng thái là đẳng nhiệt
- Thiết lập công thức của phương trình trạng thái khí lí tưởng.
và đẳng tích ?
- Quá trình đẳng áp là gì ? Hãy viết công thức của định luật Gay-luyxăc, và giải thích các đại lượng trong biểu thức.
- Phát biểu Quá trình đẳng áp và viết biểu thức, giải thích các đại lượng.
2. Hoạt động 2 : Giải các bài tập
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Giáo viên cho học sinh chép bài tập 1 :
Một bình hình cầu, thể tích 150 cm3,
thông với một ống nhỏ nằm ngang AB, tiết diện 0,2 cm2 (như hình vẽ). Bình chứa đầy không khí. Giọt thủy ngân H trong ống nằm cách A một đoạn 5 cm, khi nhiệt độ trong bình là 0oC.
Xác định vị trí giọt thủy ngân khi bình nóng lên 15oC. Dùng thí nghiệm để kiểm tra kết quả.
- Giáo viên định hướng :
+ Trong quá trình này, áp suất biến đổi như thế nào ?
+ Ta áp dụng công thức của định luật nào để giải ?
+ Công thức liên hệ giữa thể tích và chiều dài của ống như thế nào ?
- Gọi một học sinh lên bảng giải.
- Chép đề bài tập 1.
Suy nghĩ để tìm phương pháp giải.
- Lắng nghe sự định hướng của giáo viên:
+ Trong quá trình biến đổi, áp suất không đổi.
+ Áp dụng công thức của định luật Gay-luyxăc.
- Giáo viên sửa bài, nhận xét và cho điểm.
* Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 2 : Một xilanh kín hai đầu được một pít-tông cách nhiệt chia hai ngăn
+ Công thức liên hệ V và l: V = l.S Gọi V0 là thể tích của bình, S là tiết diện của ống, a1 là chiều dài của đoạn AH khi nhiệt độ 0oC, a2 là chiều dài khi nhiệt độ là 15oC.
Ta có: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khi t = 0oC, các thông số trạng thái của khí là :
V1=Vo+Sa1=150 + 0,2.5= 151 cm3. T1 = 0 + 273 = 273 K
Khi t = 15oC, các thông số trạng thái của khí là : V2=Vo+Sa2=150 + 0,2.a2. T2 = 15 + 273 = 288 K Áp dụng định luật Gay-luyxăc : 2 2 1 1 T V T V = Suy ra : 1 2 1 2 T T V V = 273 288 . 151 . 2 , 0 150+ a2 = Rút ra : a2 = 46,5 cm
Sau đó, ta dùng thước để kiểm tra kết quả tính toán.
- Lắng giáo viên nhận xét và sửa bài. - Chép đề bài tập 2 :
A, B bằng nhau, mỗi ngăn dài ℓ (hình vẽ). Lượng khí ở hai ngăn đều có áp suất 1 atm và nhiệt độ 20oC.
Người ta nung nóng lượng khí ở ngăn A, và pít-tông di chuyển một đoạn a cm. Dùng thước kẻ, hãy xác định áp suất và nhiệt độ của lượng khí ở ngăn A sau khi nó được nung nóng.
- Giáo viên gợi ý :
+ Trạng thái ban đầu, các thông số trạng thái của hai ngăn được xác định như thế nào ?
+ Trạng thái sau khi nung nóng, các thông số trạng thái được xác định như thế nào ?
+ Áp suất hai ngăn có bằng nhau không ?
- Giáo viên sửa bài, nhận xét và cho
- Lắng nghe giáo viên gợi ý.
+ Trạng thái ban đầu của hai ngăn :p1 = 1 atm, V1= ℓ S cm2, T1 = 20 + 273 = 293 K
+ Trạng thái sau nung nóng : với ngăn A có : : p2A=p2B, V2A = (ℓ +a)S cm3, T2A
, với ngăn B có : p2B, V2B = (ℓ -a)S cm3, T2B = T1
+ Áp suất hai ngăn bằng nhau. Giải
Gọi S là tiết diện của xilanh, các thông số trạng thái ở mỗi ngăn : p1 = 1 atm, V1= ℓ S cm3, T1 = 20 + 273 = 293 K. - Sau khi nung nóng ngăn A, các thông số trạng thái ở ngăn B : p2B, V2B = (ℓ -a)
điểm. cm3, T2B = T1.
- Ở ngăn B là quá trình đẳng nhiệt, ta có : p1V1 = p2BV2B, suy ra : a S a S V V p p B B= = − = − ) ( . 1 2 1 1 2
Sau khi nung nóng các thông số trạng thái ở ngăn A : p2A=p2B, V2A = (ℓ +a)S cm3, T2A.
Theo phương trình trạng thái :
A A A T V p T V p 2 2 2 1 1 1 = Suy ra : a a l S a S a V p T V p T A A A − + = − + = = 293( ) ) .( 1 293 . ) ( 1 1 1 2 2 2 Suy ra : 273 ) ( ) ( 293 2 − − + = a l a t A Đo ℓ và a là ta xác định được p2A và t2A. - Lắng nghe nhận xét và sửa bài.
3. Hoạt động 3 : củng cố, dặn dò.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Yêu cầu học sinh hệ thống lại các công thức đã học chương chất khí. - Giao bài tập về nhà, yêu cầu xem bài trước.
- Hệ thống các công thức của chương chất khí.
- Chép bài tập về nhà, chuẩn bị bài ở nhà.
2.3.2. Tổ chức luyện tập dưới hình thức giao bài tập cho nhómA. Mục tiêu: A. Mục tiêu:
Củng cố các kiến thức đã học về chất khí, các quá trình biến đổi trạng thái, các định luật về chất khí. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2. Kỹ năng:
- Vận dụng các định luật về chất khí để giải các bài tập.
- Lập được phương án thí nghiệm và xử lý kết quả thí nghiệm.
B. Chuẩn bị: 1. Giáo viên:
Chuẩn bị các bài tập thí nghiệm và các câu hỏi.
2. Học sinh:
- Ôn lại các kiến thức đã học, và làm các bài tập về nhà.
C. Tổ chức hoạt động dạy học: Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Giáo viên yêu cầu học sinh viết các công thức đã học trong chương chất khí.
- Từ phương trình trạng thái,yêu cầu học sinh suy ra các đẳng quá trình và viết công thức của các đẳng quá trình đó.
- Viết các công thức đã học trong chương chất khí.
- Từ phương trình trạng thái suy ra các đẳng quá trình, viết công thức của các đẳng quá trình.
Hoạt động 2: Giải các bài tập theo nhóm
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Giáo viên yêu cầu học sinh chép đề bài tập 1: Một pit-tông cách nhiệt chia bình thành hai phần bằng nhau. Đốt nóng phần trái để nhiệt độ của nó tăng ∆T và làm lạnh phần bên phải để nhiệt
- Học chép đề bài tập 1 theo yêu cầu của giáo viên.
độ của nó giảm ∆T. Biết thể tích và nhiệt độ ban đầu của mỗi phần bình lần lượt là V và T. Dùng nhiệt kế, hãy xác định độ biến thiên ∆V của thể tích khí. Bỏ qua ma sát giữa pit-tông và thành bình.
- Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm, tìm phương pháp giải bài toán.
- Giáo viên định hướng:
+ Khi đốt nóng phần bên trái, làm lạnh phần bên phải, thì pit-tông chuyển động về phía nào?
+ Khi đó thể tích lúc sau của hai bình như thế nào?
- Do pít-tông không có ma sát với thành bình, nên áp suất ở hai bình bằng nhau. Gọi áp suất ban đầu là p, áp suất lúc sau là p’. Em hãy viết phương trình trạng cho mỗi bình.
- Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả.
- Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải.
- Pit-tông chuyển động về phía bên phải
- Bình trái tăng thể tích ∆V, bình phải giảm thể tích ∆V.
- Giáo viên nhận xét, hoàn thiện bài giải, và cho điểm.
- Giáo viên yêu cầu học sinh chép đề bài tập 2: Trong một ống mao dẫn như hình vẽ, có một khối khí ở nhiệt độ T, áp suất p. Hỏi cần phải đốt nóng nó lên tới bao nhiêu độ để toàn bộ thủy ngân
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});