C. Lực hút phân tử không thể lớn hơn lực đẩy phân tử D Lực hút phân tử có thể bằng lực đẩy phân tử.
Quá trình đẳng nhiệt Định luật BôI-lơ – Ma-ri-ốt
Định luật BôI-lơ – Ma-ri-ốt
I − Mục tiêu
1. Về kiến thức
− Nhận biết và phân biệt đ−ợc : “trạng thái” và “quá trình”.
− Nêu đ−ợc định nghĩa quá trình đẳng nhiệt.
− Phát biểu và viết đ−ợc biểu thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt.
− Nhận biết và vẽ đ−ợc dạng của đ−ờng đẳng nhiệt trong hệ tọa độ (p, V).
2. Về kĩ năng
− Xử lí số liệu thu đ−ợc từ thực nghiệm và vận dụng vào việc xác định mối quan hệ giữa áp suất và thể tích trong quá trình đẳng nhiệt.
− Vận dụng đ−ợc định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt để giải các bài tập trong SGK và các bài tập t−ơng tự.
II − Chuẩn bị
Giáo viên
− Dụng cụ để làm thí nghiệm nh− hình 29.1 và 29.2.
− Giấy khổ lớn có vẽ khung của bảng “kết quả thí nghiệm”
(Nếu không có dụng cụ làm thí nghiệm thì viết trên giấy khổ lớn kết quả thí nghiệm có trong SGK).
Học sinh
− Mỗi HS một tờ giấy kẻ ô li khổ 15 x 15 cm.
III − Thiết kế hoạt động dạy học
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động 1. (3 phút)
trạng thái. Phát hiện vấn đề cần nghiên cứu
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.
Dự đoán, có thể là :
− áp suất khí tăng khi thể tích khí tăng và ng−ợc lại.
− áp suất khí tăng khi thể tích khí giảm và ng−ợc lại.
− áp suất khí không thay đổi khi thể tích khí tăng, giảm.
Cá nhân quan sát, trả lời : Khi thể tích của một l−ợng khí giảm thì áp suất của khí tăng và ng−ợc lại.
Cá nhân nhận thức đ−ợc vấn đề cần nghiên cứu.
◊. Trạng thái của một l−ợng khí đ−ợc xác định bằng thể tích V, áp suất p và nhiệt độ T. Những đại l−ợng này gọi là thông số trạng thái của một l−ợng khí.
GV giới thiệu dụng cụ thí nghiệm.
O. Dự đoán sự thay đổi của áp suất khí trong bình khi tăng (giảm) thể tích l−ợng khí ?
Tiến hành một lần thí nghiệm hình 29.1 SGK để HS quan sát.
Chú ý : GV cần nói rõ l−ợng khí trong bình là không đổi, khi kéo pittông lên (hoặc đẩy pittông xuống) tức là ta đã tăng (hoặc giảm) thể tích khí trong bình. Cần quan sát đồng hồ đo áp suất khí trong bình ở các điều kiện t−ơng ứng về thể tích.
O. Hãy quan sát thí nghiệm và trả lời câu hỏi : có mối liên hệ nào giữa thể tích và áp suất của cùng một l−ợng khí, ở cùng một nhiệt độ ?
O. Nh− vậy, giữa các thông số trạng thái có một mối liên hệ xác định. Làm thế nào để tìm đ−ợc mối liên hệ định l−ợng giữa áp suất và thể tích của một l−ợng khí khi nhiệt độ không đổi ?
Hoạt động 2.(4 phút)
Tìm hiểu về khái niệm mới
Cá nhân đọc mục I trong SGK, trả lời câu hỏi :
− Nếu trong một quá trình nào
◊. L−ợng khí có thể chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác bằng các quá trình biến đổi trạng thái, gọi tắt là quá trình.
Yêu cầu HS đọc mục I SGK.
đó chỉ có hai thông số thay đổi, một thông số còn lại không đổi thì quá trình đó gọi là đẳng quá trình.
− Thông số trạng thái : Trạng thái 1 : (p1, V1, T). Trạng thái 2 : (p2, V2, T).
◊. Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ đ−ợc giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt.
O. Hãy viết các thông số trạng thái của hai trạng thái của một l−ợng khí trong quá trình đẳng nhiệt ?
O. Trong quá trình đẳng nhiệt, chúng ta sẽ xét mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của cùng một l−ợng khí. Hệ thức nào biểu diễn mối quan hệ đó ?
Hoạt động 3.(20 phút)
Xác định hệ thức giữa áp suất và thể tích của một l−ợng khí xác định trong quá trình đẳng nhiệt
HS thảo luận chung và trả lời câu hỏi của GV :
Dự đoán kết quả thí nghiệm cần thoả mãn hệ thức :
p 1 hay pV const V
∼ =
Quan sát GV làm thí nghiệm và tham gia vào việc thu thập kết quả, ghi nhận kết quả.
Cá nhân xử lí các số liệu trong bảng kết quả thí nghiệm.
Nhận xét : Một cách gần đúng tích p.V không thay đổi nên trong quá trình đẳng nhiệt áp
O. Trong thí nghiệm ở phần mở bài, nhận thấy, khi nhiệt độ không đổi, nếu thể tích của một l−ợng khí giảm thì áp suất của nó tăng và ng−ợc lại. Nh−ng liệu áp suất có tăng tỉ lệ nghịch với thể tích không ?
O. Dự đoán kết quả thí nghiệm nếu áp suất tăng tỉ lệ nghịch với thể tích. Chúng ta sẽ tiến hành thí nghiệm để kiểm tra dự đoán trên.
GV tiến hành thí nghiệm hình 29.1 SGK. Cho HS lên đọc giá trị của thể tích và áp suất t−ơng ứng, điền vào bảng kết quả thí nghiệm.
O. Hãy tính các giá trị của tích pV từ những số liệu thu đ−ợc và rút ra kết luận về dự đoán.
Theo dõi, kiểm tra giúp đỡ HS tính toán cho chính xác (nếu cần).
suất của l−ợng khí tỉ lệ nghịch với thể tích.
Hoạt động 4.(4 phút)
Phát biểu và viết biểu thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt
Cá nhân suy nghĩ, trả lời : Trong quá trình đẳng nhiệt, với cùng một l−ợng khí, khi áp suất tăng thì thể tích giảm và ng−ợc lại.
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.
Làm việc cá nhân : p1V1 = p2V2
GV giới thiệu nhanh về lịch sử đặt tên của định luật.
O. Từ kết quả thu đ−ợc, hãy phát biểu mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của một l−ợng khí trong quá trình đẳng nhiệt.
GV chính xác hoá thành nội dung định luật.
◊. Trong quá trình đẳng nhiệt của một l−ợng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.
Biểu thức : p 1 hay pV const. V
∼ =
GV nên l−u ý cho HS : trong biểu thức pV = const thì độ lớn của hằng số phụ thuộc vào khối l−ợng và nhiệt độ của l−ợng khí đang xét.
O. Viết biểu thức của định luật cho quá trình đẳng nhiệt của một l−ợng khí ở trạng thái 1 và 2 với các thông số trạng thái lần l−ợt là : p1, V1, p2, V2.
Hoạt động 5.(5 phút)
Vận dụng định luật Bôi-lơ – Ma- ri- ốt
Mỗi HS tự lực giải bài tập, một HS lên bảng trình bày bài làm
Yêu cầu HS làm bài tập 8 trong phần bài tập SGK.
− Xác định rõ đại l−ợng đã biết và đại l−ợng cần tìm, quá trình mô tả trong bài là quá trình gì ?
Nhận xét bài làm của HS.
Hoạt động 6.(7 phút)
Vẽ và nhận dạng đ−ờng đẳng nhiệt
O. Hoàn thành yêu cầu C2.
GV h−ớng dẫn HS chọn tỉ lệ xích thích hợp.
Từng học sinh thực hiện lệnh C2 trên giấy đã chuẩn bị.
− Đ−ờng biểu diễn vẽ đ−ợc trong hệ toạ độ (p, V) là đ−ờng hypebol.
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.
Theo dõi HS làm việc, l−u ý cách biểu diễn một trạng thái trong hệ tọa độ.
O. Cho biết dạng của đ−ờng biểu diễn sự biến thiên của p theo V trong hệ toạ độ (P, V) ?
◊. Đ−ờng biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi gọi là đ−ờng đẳng nhiệt. Trong hệ toạ độ (p, V), đ−ờng đẳng nhiệt là đ−ờng hypebol.
◊. ứng với các nhiệt độ khác nhau của cùng một l−ợng khí có các đ−ờng đẳng nhiệt khác nhau. Trong hình 29.3 SGK, đ−ờng đẳng nhiệt ở trên ứng với nhiệt độ cao hơn đ−ờng đẳng nhiệt ở d−ới. Có thể mở rộng cho HS nhận xét đ−ợc dạng của đ−ờng đẳng nhiệt trong các hệ tọa độ (p, T) và (V,T). Hoạt đông 7.(2 phút) Tổng kết bài học Tự đọc phần ghi nhớ. GV nhận xét giờ học.
Bài tập về nhà : làm bài tập trong SGK.
− Giải thích tại sao trong hình 29.3 SGK, đ−ờng đẳng nhiệt ở trên ứng với nhiệt độ cao hơn đ−ờng đẳng nhiệt ở d−ới ?
− Ôn lại khái niệm nhiệt độ tuyệt đối.
− Chuẩn bị một tờ giấy kẻ ô li khổ 15x15 cm.
Bμi 30