- Cố định pit – tơng để khối khí trong xilanh cĩ thể tích khơng đổi V 30ml - Cho nước nĩng ở nhiệt độ khoảng o
55 Cvào bình. Đọc số đo t1 của nhiệt kế (đổi qua nhiệt giai Kelvin là T1), số đo của áp suất p1 và ghi vào phiếu học tập 2.4 (phụ lục 1.9).
- Giảm dần nhiệt độ của nước trong bình bằng cách hút nước nĩng ra và bơm nước lạnh vào (sử dụng ống bơm tiêm). Đọc các số đo nhiệt độ và áp suất tương ứng và ghi vào phiếu học tập 2.4.
+ Xử lí kết quả TN thu được
+ Nhận xét: p hằng số T
+ Kết luận
Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
hay p
p T hằng số T
GIAI ĐOẠN 5. ỨNG DỤNG KIẾN THỨC
Hoạt động dạy học cụ thể:
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
Hoạt động 1 (20 phút). GV hướng dẫn học sinh dự đốn về mối liên hệ giữa áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T trong quá trình đẳng tích (Giai đoạn 1, 2, 3 của tiến trình)
+ GV tiến hành TN:
GV đặt một quả trứng đã luộc chín trên miệng bình thủy tinh. Quả trứng khơng lọt được qua miệng bình. Sau đĩ, GV đốt cháy 1 tờ giấy nhỏ cuộn trịn và nhanh chĩng bỏ vào bình thủy tinh. Đặt quả trứng đã luộc chín vào miệng bình.
Nguồn hình: http://doapsuat.com/ap- suat-va-nhung-tro-choi/
+ GV hỏi: Em hãy nêu hiện tượng xảy ra trong TN
+ GV hỏi: Trong quá trình quả trứng bị
hút vào bình thủy tinh, thơng số trạng thái nào của khí trong bình xem như khơng đổi?
+ GV hỏi: Theo em, khi bỏ tờ giấy bị đốt cháy vào bình thủy tinh, thơng số trạng thái nào của khí trong bình thay đổi? Thay đổi như thế nào?
Vậy khi tờ giấy cháy hết, nhiệt độ khí trong bình thay đổi như thế nào?
+ GV hỏi: Ban đầu, khi chưa bỏ tờ giấy đốt cháy vào bình, áp suất khí trong bình cĩ bằng áp suất khơng khí bên ngồi khơng?
Từ đĩ, so sánh áp lực do khơng khí bên ngồi và khí trong bình tác dụng lên quả trứng?
Khi đĩ, trứng cĩ bị hút vào bình khơng?
GV hỏi: Sau tờ giấy cháy hết, quả trứng bị hút từ từ vào bình. Em hãy dự đốn xem áp lực do khí bên ngồi và khí trong bình tác dụng lên quả trứng lúc này cĩ bằng nhau khơng?
Từ đĩ, rút ra nhận xét áp suất khí trong bình tăng hay giảm so với ban đầu?
+ HS suy nghĩ và trả lời vào phiếu học tập 2.1 (phụ lục 1.6)
Dự đốn câu trả lời của HS: Khi tờ giấy cháy hết, quả trứng bị hút từ từ và chui lọt vào trong bình thủy tinh
+ HS suy nghĩ và trả lời vào phiếu học tập 2.1
Dự đốn câu trả lời của HS: Thể tích xem như khơng đổi
+ HS suy nghĩ và trả lời vào phiếu học tập 2.1
Dự đốn câu trả lời của HS:
Khi bỏ tờ giấy đang cháy vào trong bình, nhiệt độ khí trong bình tăng lên. Khi tờ giấy cháy hết, nhiệt độ khí trong bình giảm.
+ HS suy nghĩ và trả lời vào phiếu học tập 2.1
Dự đốn câu trả lời của HS:
Ban đầu, áp suất khí trong bình bằng áp suất khơng khí bên ngồi Áp lực do khí trong bình và khơng khí bên ngồi tác dụng lên quả trứng bằng nhau Trứng khơng bị hút vào bình.
+ HS suy nghĩ và trả lời vào phiếu học tập 2.1
Dự đốn câu trả lời của HS:
Khi tờ giấy cháy hết, quả trứng bị hút từ từ vào bình Áp lực do khí bên
+ GV hỏi: Em hãy nêu nhận xét về sự thay đổi của các thơng số trạng thái trong quá trình quả trứng đang bị hút vào bình?
+ GV hỏi: Em hãy nêu vấn đề được đặt ra từ TN?
+ GV thu phiếu học tập 2.1
+ GV hướng dẫn HS trả lời câu hỏi trong phiếu học tập 2.1 và nêu vấn đề: Đối với một lượng khí nhất định được giữ ở thể tích khơng đổi, áp suất của khối khí phụ thuộc vào nhiệt độ tuyệt đối của nĩ như thế nào?
+ GV hỏi: Quá trình TN ở trên là đẳng quá trình nào mà em đã học?
+ GV hỏi: Từ kết quả TN, em hãy dự đốn về mối liên hệ giữa áp suất và nhiệt độ trong trường hợp này? Từ đĩ, nêu dự đốn về mối liên hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối của một lượng khí nhất định trong quá trình đẳng tích?
ngồi tác dụng lên quả trứng lớn hơn áp lực do khí bên trong tác dụng lên quả trứng nên đẩy quả trứng chui vào bình.
Áp suất khí trong bình giảm so với ban đầu.
+ HS suy nghĩ và trả lời vào phiếu học tập 2.1
Dự đốn câu trả lời của HS: Thể tích khí khơng đổi, nhiệt độ khí giảm, áp suất khí giảm.
+ HS suy nghĩ và trả lời vào phiếu học tập 2.1
Dự đốn câu trả lời của HS: Đối với một lượng khí nhất định được giữ ở thể tích khơng đổi, áp suất của khối khí phụ thuộc vào nhiệt độ tuyệt đối của nĩ như thế nào?
+ HS suy nghĩ và trả lời vào phiếu học tập 2.2 (phụ lục 1.7)
Dự đốn câu trả lời của HS: Quá trình đẳng tích
+ GV thu phiếu học tập 2.2
GV hướng dẫn HS trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập 2.2 và rút ra dự đốn: Đối với một lượng khí nhất định được giữ ở thể tích khơng đổi, áp suất p
tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối T.
+ GV hỏi: Trong tốn học, em hãy viết biểu thức thể hiện mối liên hệ y tỉ lệ thuận với x?
GV hỏi: Từ đĩ, em hãy viết biểu thức tốn học thể hiện mối liên hệ áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng tích?
+ GV thu phiếu học tập 2.3
+ GV hướng dẫn HS trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập 2.3 và nêu hệ quả: Khi V = hằng số thì p T hay
p hằng số T
tập 2.2
Dự đốn câu trả lời của HS: Từ kết quả thí nghiệm: Nhiệt độ giảm thì áp suất giảm.
Dự đốn: Đối với một lượng khí nhất định được giữ ở thể tích khơng đổi, áp suất p tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối T.
+ HS suy nghĩ và trả lời vào phiếu học tập 2.3 (phụ lục 1.8)
Dự đốn câu trả lời của HS:
y x hay y hằng số x
+ HS suy nghĩ và trả lời vào phiếu học tập 2.3
Dự đốn câu trả lời của HS:
p T hay p hằng số T
Hoạt động 2 (60 phút). Giáo viên hướng dẫn học sinh thiết kế phương án TN kiểm tra tính đúng đắn của dự đốn đã nêu ra (giai đoạn 4 của tiến trình) + GV hỏi: Em hãy nêu mục đích của + HS suy nghĩ và trả lời vào phiếu học
TN?
GV hỏi: Dựa trên mục đích TN, em hãy nêu tên các đại lượng cần đo trong TN?
+ GV hỏi: Em hãy đề xuất một phương án TN kiểm tra tính đúng đắn của hệ thức p hằng số
T ?
+ GV hỏi: Với phương án TN vừa đề xuất, em hãy nêu các dụng cụ cần cĩ trong TN? Cơng dụng của từng dụng cụ?
tập 2.4 (phụ lục 1.9)
Dự đốn câu trả lời của HS: Mục đích của TN: Kiểm tra tính đúng đắn của hệ
thức p hằng số T
+ HS nêu tên các đại lượng cần đo trong TN vào phiếu học tập 2.4
Dự đốn câu trả lời của HS: Nhiệt độ tuyệt đối T và áp suất p
+ HS đề xuất phương án TN vào phiếu học tập 2.4
Dự đốn câu trả lời của HS: Cần cĩ một lượng khí xác định được giữa ở thể tích khơng đổi, tiến hành thay đổi nhiệt độ của khí và đo áp suất tương ứng. Kiểm
tra xem thương số p
T cĩ thay đổi hay
khơng?
+ HS trả lời và ghi vào phiếu học tập 2.4
Dự đốn câu trả lời của học sinh:
- Xilanh cĩ pit – tơng cố định, chứa một lượng khí khơng thay đổi thể tích. - Đo nhiệt độ: Dùng nhiệt kế
- Đo áp suất: Dùng áp kế, nối với xilanh bằng ống dây.
- Bình đun siêu tốc: Dùng để đun sơi nước, thay đổi nhiệt độ nước, từ đĩ thay đổi nhiệt độ của khí chứa trong
+ GV chia HS thành 8 nhĩm, GV cung cấp cho mỗi nhĩm HS những dụng cụ TN cần thiết.
+ GV hỏi: Em hãy nêu các bước tiến hành TN?
+ GV yêu cầu HS tiến hành TN và ghi kết quả thí nghiệm vào phiếu học tập 2.4 Nhiệt độ tuyệt đối 273 o t C K Áp suất (p + 760) mmHg p T
xilanh nhúng ngập vào nước.
+ HS tiến hành lắp ráp dụng cụ TN theo phương án TN đã đề xuất.
+ HS nêu các bước tiến hành TN vào phiếu học tập 2.4
Dự đốn câu trả lời của HS:
- Cố định pit – tong để khối khí trong xilanh cĩ thể tích khơng đổi V = 30ml
- Cho nước nĩng ở nhiệt độ khoảng
55oCvào bình. Đọc số đo của nhiệt kế
1
t (đổi qua nhiệt giai Kelvin là T1), số đo của áp suất p1 và ghi vào phiếu học tập 2.4
- Giảm dần nhiệt độ của nước trong bình bằng cách hút nước nĩng ra và bơm nước lạnh vào (sử dụng ống bơm tiêm). Đọc các số đo nhiệt độ và áp suất tương ứng và ghi vào phiếu học tập 2.4 + HS tiến hành làm TN, đọc và ghi kết quả TN vào phiếu học tập 2.4
Dự đốn câu trả lời của HS: Nhiệt độ tuyệt đối 273 o t C K Áp suất (p + 760) mmHg p T 55 + 273 43 + 760 53 + 273 38 + 760 50 + 273 28 + 760
+ GV yêu cầu HS xử lí số liệu vừa thu được và rút ra nhận xét về tính đúng đắn của hệ thức p hằng số T 48 + 273 25 + 760 + HS xử lí số liệu và rút ra nhận xét về tính đúng đắn của hệ thức p hằng số T
Dự đốn câu trả lời của HS: Nhiệt độ tuyệt đối (K) Áp suất (mmHg) p T p T p p T T 55 + 273 43 + 760 2,448 0,003 53 + 273 38 + 760 2,448 0,003 50 + 373 28 + 760 2,439 0,006 48 + 273 25 + 760 2,445 0,000 p T 2,445 p T 0,003 Kết quả TN: p T 2,445 p T 0,003
+ GV thơng báo: Đĩ là nội dung của định luật Charles
“Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối”.
p hằng số T
+ GV đặt vấn đề: Để thấy được một cách trực quan mối quan hệ giữa p và T
ta hãy biểu diễn chúng bằng đồ thị.
+ GV yêu cầu: Dựa vào kết quả TN ở trên, em hãy vẽ đồ thị thể hiện mối liên hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng tích?
+ GV hỏi: Em hãy nêu nhận xét về
0,12% p T p T p T Nhận xét: p hằng số T
Kết luận: Thí nghiệm đã kiểm tra được tính đúng đắn của dự đốn:
p hằng số
T .
+ HS tiếp thu và ghi kết luận.
+ HS vẽ đồ thị vào phiếu học tập 2.4 Dự đốn câu trả lời của học sinh:
hình dạng của đồ thị?
+ GV kết luận
Đường đẳng tích là đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ tuyệt đối khi thể tích khơng đổi.
Trong hệ tọa độ (p, T), đường đẳng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ.
Đồ thị 2.2. Đường đẳng tích
+ HS nhận xét hình dạng của đồ thị vào phiếu học tập 2.4
Dự đốn câu trả lời của học sinh: Đồ thị cĩ dạng là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ.
+ HS tiếp thu và ghi bài
Hoạt động 3 (HS làm tại nhà). Vận dụng kiến thức định luật Charles để giải thích một số hiện tượng thực tế (giai đoạn 5 của tiến trình)
GV yêu cầu: Vận dụng kiến thức định luật Charles để giải thích một số hiện tượng sau. Điền câu trả lời vào phiếu học tập 2.5 (phụ lục 1.10)
Hiện tượng 1. Tại sao khi xe đạp được bơm căng để ngồi trời nắng nĩng, thì vỏ xe dễ bị hỏng?
Đáp án: Khi xe đạp được bơm căng để ngồi trời nắng nĩng, ta xem như thể tích khí trong vỏ xe khơng đổi. Khi đĩ, nhiệt độ khí trong vỏ xe tăng lên áp suất khí trong vỏ xe tăng (theo định luật Sác - lơ) áp lực do các phân tử khí tá dụng lên vỏ xe tăng vỏ xe dễ bị nổ.
Hiện tượng 2. Tại sao khi chế tạo bĩng đèn dây tĩc, người ta nạp đầy khí trơ ở áp suất thấp vào bĩng đèn?
Đáp án: Trong quá trình đèn hoạt động, ta xem như khí trong đèn cĩ thể tích khơng đổi. Khi cĩ dịng điện chạy qua bĩng đèn dây tĩc, dây tĩc bên trong bĩng đèn nĩng lên đến nhiệt độ cao (khoảng 2500oC) và phát sáng nhiệt độ của khí
780 790 800 810 320 322 324 326 328 330 Áp suất (m m Hg)
Nhiệt độ tuyệt đối (K)
Đồ thị thể hiện mối liên hệ giữa p và T trong quá trình
trong đèn tăng lên áp suất khí trong đèn tăng lên và lớn hơn áp suất khơng khí bên ngồi khí này tác dụng áp lực lớn lên đèn làm đèn dễ vỡ. Vì vậy, người ta thường nạp đầy khí trơ ở áp suất thấp vào đèn để khi đèn sáng, áp suất khí trong đèn khơng tăng lên quá cao.
Hiện tượng 3. Tại sao nồi áp suất phải cĩ van an tồn?
Nguồn hình: https://meta.vn/noi-ap-suat-oxy-hoa-mem-bep-dien-tu-supor yl223f10-6-lit-p7793
Đáp án: Nồi áp suất với thiết kế giữ hơi nước khơng cho thốt ra ngồi giúp thực phẩm chín nhanh hơn, ta xem như thể tích khí trong nồi khơng đổi. Khi hoạt động, nhiệt độ khí trong nồi tăng lên đến nhiệt độ cao áp suất khí trong nồi cũng tăng cao. Khi áp suất đến ngưỡng tối đa, van an tồn cĩ nhiệm vụ xả áp nhằm cân bằng áp suất trong nồi, giúp nồi hoạt động an tồn.
2.3.3. Quá trình đẳng áp. Định luật Gay - Lussac a) Mục tiêu bài học a) Mục tiêu bài học
Mục tiêu về kiến thức
Nêu được định nghĩa quá trình đẳng áp.
Phát biểu và viết được biểu thức của định luật Gay - Lussac.
Giải thích được một cách định tính sự phụ thuộc giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của khí khi áp suất khơng đổi dựa vào thuyết động học phân tử chất khí.
Nhận xét và vẽ được dạng của đường đẳng áp trong hệ tọa độ (V, T) và (p, T), (p, V)
Vận dụng kiến thức đã học để giải thích được các hiện tượng thực tế cĩ liên quan.
Mục tiêu về phát triển năng lực
Xác định được nội dung cần học thơng qua TN mở đầu của giáo viên.
Đưa ra được dự đốn về mối liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng áp.
Đề xuất được phương án tiến hành TN để kiểm chứng dự đốn.
Đọc được chính xác các số liệu TN và xử lí được kết quả TN để tìm ra được mối liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của lượng khí xác định khi áp suất khơng đổi.
b) Phương pháp giảng dạy
Sử dụng phối hợp phương pháp thuyết trình và dạy học theo các giai đoạn của PPTN.
c) Chuẩn bị
Giáo viên
Giáo án giảng dạy theo các giai đoạn của PPTN. Dụng cụ TN bài định luật Gay - Lussac
Phiếu học tập 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5
Học sinh
Ơn lại kiến thức về thuyết động học phân tử chất khí
d)Thiết kế hoạt động dạy học
Bài 3. Quá trình đẳng áp. Định luật Gay - Lussac chia làm 2 đơn vị kiến thức được trình bày cụ thể trong bảng 2.3.
Bảng 2.3. Đơn vị kiến thức bài 3. Quá trình đẳng áp. Định luật Gay - Lussac Đơn vị kiến thức Phương pháp giảng dạy Đơn vị kiến thức Phương pháp giảng dạy
1 Quá trình đẳng áp Phương pháp thuyết trình
2 Định luật Gay - Lussac và đường