II. Những vấn đề cần l uý về nội dung
4. Về thí nghiệm xác lập định luật Saclơ
Xem SGK, bài 46
Bài thí nghiệm này đợc bố trí để giáo viên làm trên lớp, trong khoảng thời gian 10 phút, với những dụng cụ bình thờng mà các trờng PTTH đều có thể có đ- ợc. Trong thí nghiệm này phải luôn luôn giữ đợc sự đồng đều của nhiệt độ trong chất khí, vì vậy mà bình chứa khí A phải đợc đặt trong chậu nớc B đợc khuấy đều bằng một cánh quạt quay bằng điện, ngoài ra công suất toả nhiệt của điện trở R đ- ợc chọn thích hợp để nhiệt độ tăng lên chậm, khoảng < 1 độ/ phút. Khi làm thí nghiệm lấy nhiệt độ và áp suất ban đầu là nhiệt độ và áp suất của phòng thí nghiệm, cho nhiệt độ của khí biến thiên trong một khoảng hẹp là 40C và đo biến thiên tơng ứng của áp suất (nh vậy là vừa với khoảng thời gian 10 phút trên lớp). Chúng ta không lấy nhiệt độ ban đầu là 00C vì muốn thế cần có nớc đá và thiết bị riêng, làm thí nghiệm phức tạp và kéo dài. Có thể dùng lập luận dẫn đến công thức
)1 1 (
0 t p
p= +γ . Chúng ta không để nhiệt độ biến đổi trong một khoảng rộng hơn, thí dụ từ 230C đến 530C, vì mất nhiều thời gian.
Xin lu ý giáo viên một vài điều sau đây:
• Khi hớng dẫn HS nhận xét Bảng ghi kết quả thí nghiệm ở trang 227 SGK, có 4 giá trị của tỉ số
t p
∆
345 (Pa/ 0C). Giá trị trung bình là 350,5 (lấy tròn là 351) với độ lệch cực đại (sai số) là 360-351 = 9. Nh vậy có thể coi 4 giá trị này là bằng nhau và bằng 351 với sai số là 9, nghĩa là với sai số tỉ đối là 8/352 (< 3%). Hằng số B trong công thức (1)
t p
∆
∆ = B ở trang 180 SGKTĐ có giá trị nh sau: B = 351 ± 9 Pa/ 0C trong khoảng nhiệt độ từ 230C đến 270C. Đó là kết quả của thí nghiệm mà giáo viên đã làm trên lớp.
• Nhiều nhà vật lí học, ở nhiều nơi và thuộc nhiều thế hệ khác nhau, đã làm những thí nghiệm chính xác hơn, với phạm vi biến đổi nhiệt độ rộng hơn, chứng tỏ rằng hệ thức (1) là đúng với mọi biến thiên nhiệt độ ∆t khác nhau trong miền nhiệt độ mà trạng thái khí còn tồn tại. Chúng ta thừa nhận điều đó, coi nh sự mở rộng kết quả thí nghiệm nói trên.
•Với sự thừa nhận nh vậy, có thể cho nhiệt độ biến đổi từ 00C đến t0C, ta sẽ có ∆t = t - 0 = t , ∆p = p - p0 trong đó p và p0 lần lợt là áp suất của khí ở nhiệt độ t0C và 00C. Từ (1) suy ra: p - p0 = Bt Hay là: p = p0 + Bt = p0(1+ 0 p B t)
Saclơ là ngời đầu tiên đã chứng tỏ bằng thực nghiệm rằng tỉ số
0
p B
có chung một giá trị đối với mọi chất khí và ở mọi khoảng nhiệt độ,
0 p B = γ = 273 1
Nh vậy thí nghiệm mà chúng ta đã thực hiện trên lớp chỉ thiết lập một phần của định luật Saclơ, phần còn lại đợc thừa nhận theo kết quả của những thí nghiệm khác.