I. MỤC TIÊU
1.Kiến thức
- Nhận biết được các khái niệm “trạng thái” và “quá trình”. - Nêu được định nghĩa quá trình đẳng nhiệt.
- Phát biểu và nêu được biểu thức của định luật Bôilơ –Mariot. - Nhận biết được dạng đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ p-V.
2.Kỹ năng
- Vận dụng được các phương pháp xử lí các số liệu thu được bằng thí nghiệm vào việc xác định mối quan hệ giữa p-V trong quá trình đẳng nhiệt.
- Vận dụng được định luật Bôilơ-Mariot để giải các bài tập trong bài và các bài tập tương tự.
II. CHUẨN BỊ:
1.Giáo viên: Chuẩn bị các thí nghiệm. 2.Học sinh: Ôn lại kiến thức
37
3.Dự kiến nội dung ghi bảng
Bài 29. QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT. ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ -MA-RI-ỐT I. Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái:
Trạng thái khí được xác định bằng 3 thông số: thể tích V, nhiệt độ T và áp suất P.
II. Quá trình dẳng nhiệt:
Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt.
III. Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ôt. 1. Đặt vấn đề.
2. Thí nghiệm.
Thay đổi thể tích của một lượng khí, đo áp suất ứng với mỗi thể tích ta có kết quả :
Thể t ch V p suất pV (10-6 m3) (105 Pa) (Nm) 20 1,00 2 10 2,00 2 40 0,50 2 30 0,67 2
3. Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ôt.
Trong quá trình đẵng nhiệt của một khối lượng khí xác định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. p V 1 hay pV = hằng số Hoặc p1V1 = p2V2 = pnVn IV. Đƣờng đẳng nhiệt:
Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi gọi là đường đẳng nhiệt T2 > T1 T2 O V p T1
38
III. TIẾN TRÌNH LÊN LỚP
Hoạt động 1: Ổn định và kiểm tra bài cũ (6 phút)
Câu hỏi 1: Nêu nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử? Định nghĩa khí lí
tưởng?
Trả lời:
* Nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử là:
- Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ với khoảng cách giữa chúng.
- Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, chuyển động này càng nhanh khi nhiệt độ chất khí càng cao.
- Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình.
* Chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm được gọi là khí lí tưởng.
Hoạt động 2: Giới thiệu bài mới (3 phút)
Chúng ta hãy quan sát và cùng thực hiện một thí nghiệm nhỏ Mời 2 em làm cùng làm thí nghiệm.
- Phát cho 2 em học sinh 2 cái xi lanh rồi yêu cầu học sinh làm theo mình: Lấy 1 ngón tay bịt lỗ hở của xi lanh, sau đó ấn pittông xuống để thể tích khí trong xi lanh giảm.
- Trong quá trình ấn pittông các em có nhận xét gì? - Vì sao có hiện tượng này?
- Khi thể tích của 1 lượng khí giảm thì áp suất tăng (biểu hiện là khó nén), nhưng ta vẫn chưa biết được mối quan hệ định lượng giữa áp suất và thể tích của 1 lượng khí. Để tìm ra mối quan hệ này chúng ta đi vào nghiên cứu bài học hôm nay: Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-Lơ-Ma-Ri-Ốt.
39
3. Hoạt động dạy - học:
Hoạt động 3: Tìm hiểu khái niệm thông số trạng thái, quá trình biến đổi trạng thái và quá trình đẳng nhiệt (8 phút)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Yêu cầu HS đọc SGK thảo luận và trả lời các câu hỏi sau:
+Nhiệt độ tuyết đối là gì? Nó có quan hệ như thế nào với nhiệt giai Celssus (0C): T= t+ ?
+ Trạng thái của một lượng khí được xác định bằng những đại lượng nào? Những đại lượng đó được gọi là gì?
+ Thế nào là quá trình biến đổi trạng thái?
+ Thế nào là đẳng quá trình? Có thể có các đẳng quá trình nào?
- Mời các nhóm khác nhận xét câu trả lời của bạn
- Giáo viên nhận xét câu trả lời của học sinh
- Trong quá trình biến đổi lượng khí từ trạng thái này sang trạng thái khác cả 3 thông số trạng thái này đều thay đổi rất phức tạp. Để đơn giản ta tìm mối liên hệ của 2 trong 3 thông số trạng thái đó, còn
- HS thảo luận, sau đó trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của GV.
+ Nhiệt độ tuyệt đối là nhiệt độ theo nhiệt giai Ken-vin, có đơn vị là K. T= t + 273
+ Trạng thái của 1 lượng khí được xác định bằng thể tích V, áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T. Những đại lượng này được gọi là thông số trạng thái của một lượng khí.
+ Quá trình biến đổi trạng thái là quá trình biến đổi lượng khí từ trạng thái này sang trạng thái khác.
+ Quá trình có 2 thông số biến đổi, còn một thông số không đổi gọi là đẳng quá trình. Có quá trình đẳng nhiệt, đẳng áp, đẳng tích.
- Các nhóm khác nhận xét câu trả lời của nhóm bạn.
40 1 thông số ta giữ không đổi Đó chính là các đẳng quá trình.
Vậy quá trình đẳng nhiệt là quá trình như thế nào ta đi vào nghiên cứu mục II. Quá trình đẳng nhiệt
- Dựa vào khái niệm đẳng quá trình em nào có thể cho biết thế nào là quá trình đẳng nhiệt?
- Nhận xét câu trả lời của học sinh.
- Lời dẫn chuyển hoạt động: trong điều kiện nhiệt độ giữ nguyên không đổi, nếu ta thay đổi thể tích của 1 lượng khí thì áp suất tác dụng lên nó thay đổi như thế nào. Để trả lời câu hỏi này ta đi vào nghiên cứu phần III Định luật Bôi-lơ- Ma-ri-ốt.
- HS lắng nghe và trả lời câu hỏi
Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ nguyên không đổi.
Hoạt động 4: Xác định hệ thức giữa áp suất và thể tích của một lƣợng khí trong quá trình đẳng nhiệt. Phát biểu và viết biểu thức của định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt (15 phút)
Đặt vấn đề:
- Ở thí nghiệm đầu bài, nhận thấy, khi nhiệt độ không đổi, nếu thể tích của một lượng khí giảm thì áp suất của nó tăng và ngược lại. Nhưng liệu áp suất có tăng tỉ lệ nghịch với thể tích không?
- Để trả lời được câu hỏi này người ta đã tiến hành làm thí nghiệm như trong SGK hình 29.2.
- Giới thiệu về dụng cụ thí nghiệm: 1 xi lanh có pittông để thay đổi thể tích của khí, 1 áp kế để đo áp suất, vạch đo thể tích.
41 - Qua thí nghiệm người ta đã thu được kết quả thí nghiệm bảng 29.1
- Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C1 với số liệu vừa thu được.
- Chú ý cho HS để tích p.V là hằng số thì cần có điều kiện gì?
- Từ kết quả thu được, hãy phát biểu mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của một lượng khí trong quá trình đẳng nhiệt? - Giới thiệu sơ về tên gọi của định luật. Tóm lại nội dung định luật: Ở nhiệt độ không đổi, tích p.V của một lượng khí nhất định là 1 hằng số.
- Từ nội dung định luật các em hãy viết biểu thức của định luật?
- Nếu gọi p1, V1 là áp suất và thể tích của lượng khí ở trạng thái 1; p2, V2 là áp suất và thể tích của lượng khí ở trạng thái 2, theo định luật Bôi-lơ - Ma-Ri-Ốt ta có điều gì?
- Cá nhân xử lí số liệu trong bảng kết quả thí nghiệm. Thể t ch V p suất pV (10-6 m3) (105 Pa) (Nm) 20 1,00 2 10 2,00 2 40 0,50 2 30 0,67 2 Nhận xét: Một cách gần đúng tích p.V không đổi nên trong quá trình đẳng nhiệt áp suất của lượng khí tỉ lệ nghịch với thể tích.
- Như vậy chỉ trong quá trình đẳng nhiệt của 1 lượng khí không đổi, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. Đó chính là nội dung của định luật Bôi-Lơ- Ma-Ri-Ốt.
- Trong quá trình đẳng nhiệt, với cùng một lượng khí, khi áp suất tăng thì thể tích giảm và ngược lại.
- Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.
- Biểu thức: p ~ 1/V hay p.V = hằng số - Ta có: p1V1 = p2V2
42
Hoạt động 5: Vẽ và nhận dạng đƣờng đẳng nhiệt (8 phút)
- Hoàn thành yêu cầu C2? - Theo dõi, hướng dẫn HS. - Đường biểu diễn có dạng gì?
- Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi gọi là đường đẳng nhiệt có dạng là đường hypebol.
- Ứng với 1 nhiệt độ có 1 đường đẳng nhiệt. - So sánh T1 và T2?
Hướng dẫn HS phương pháp so sánh :
+ Dựng đường thẳng song song với OV, cắt T1 và T2 tại 2 điểm I và II.
+ Từ I và II hạ các đoạn thẳng vuông góc với trục V. So sánh T1 và T2
- Hoàn thành yêu cầu C2 trên giấy đã chuẩn bị theo từng nhóm.
- Vẽ đường đường đẳng nhiệt và nhận dạng . Tiếp thu, ghi nhớ.
Chú ý lắng nghe Lập luận và so sánh