1 .Phân tích chương trình phần “nhiệt học” vật lí 0 cơ bản
2. Hệ thống giáo án phần “nhiệt học” vật lí 10 cơ bản:
2.5. Giáo án bài 31:Phương trình trạngthái của khí lí tưởng (tiết 2):
Ngày soạn: Ngày …, tháng …, năm …. 2.5.1. Mục tiêu:
a. Kiến thức
- Nêu được định nghĩa quá trình đẳng áp.
-Dựa vào phương trình trạng thái khí lí tưởng, viết được biểu thức liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng áp và nhận được dạng đường đẳng áp (p, T) và (p,t).
- Hiểu ý nghĩa vật lí của “độ khơng tuyệt đối”.
b. Kỹ năng
- Vận dụng được phương trình trạng thái của quá trình đẳng áp để giải được các bài tập trong SGK và các bài tập tương tự.
2.5.2. Chuẩn bị:
a.Giáo viên:
-Bảng ghi so sánh ba đẳng quá trình.
b.Học sinh:
-Đọc bài và chuẩn bị bài trước khi học tiết tiếp theo. -Ôn lại các bài 29 và 30.
2.5.3.Tiến trình dạy học:
Hoạt động 1 (5 phút): Ổn định lớp và kiểm tra bài cũ:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh -Câu1: Nêu định nghĩa khí thực, khí lí
tưởng và so sánh 2 loại khí trên?
-Câu 1:-Khí thực: Là các chất khí tồn tại
trong thực tế, chỉ tuân theo gần đúng các định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ôt và định luật Sáclơ. Giá trị của tích pV và thương
T p
thay đổi theo bản chất, nhiệt độ và áp suất của
47
-Câu 2: Viết phương trình trạng thái
của khí lí tưởng? và từ đó suy ra phương trình của quá tình đăng nhiệt và q trình đẳng tích?
-Gọi học sinh nhận xét. -Tổng kết và cho điểm.
chất khí.
-Khí lí tưởng: là chất khí tuân theo đúng các định luật về chất khí đã học.
-Câu 2:
-Phương trình trạng thái khí lí tưởng:
2 2 2 1 1 1 T V p T V p
-Khi biến đổi đẳng nhiệt: Ta có ; suy ra: -Khi biến đổi đẳng tích: Ta có ; suy ra:
-Nhận xét câu trả lời của bạn.
Hoạt động 2 (30 phút):Tìm hiểu quá trình đẳng áp.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng
* Tìm hiểu quá trình đẳng áp:
-Yêu cầu học sinh nhắc lại khái niêm thế nào là đẳng quá trình? Định nghĩa q trình đẳng nhiệt, q trình đẳng tích?
-Đẳng quá trình là quá trình biến đổi trạng thái mà trong đó có 1 thơng số trạng thái không thay đổi. - Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái khi nhiệt độ không đổi.
-Q trình đẳng tích là q trình biến đổi trạng thái khi thể tích khơng đổi. -Đưa ra định nghĩa quá trình đăng áp: lá quá trình biến đổi trạng thái khi áp
III. Quá trình đẳng áp: 1.Quá trình đẳng áp:
Định nghĩa: Quá trình biến đổi
trạng thái khi áp suất khơng đổi gọi là q trình đẳng áp.
2. Liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong q trình đẳng áp: Ta có phương trình trạng thái khí lí tưởng: 2 2 2 1 1 1 T V p T V p
Ta thấy; khi , nghĩa là khi áp suất khơng đổi thì:
48
-Tương tự, yêu cầu học sinh đưa ra định nghĩa quá trình đẳng áp. *Tìm hiểu liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng áp:
-Yêu cầu học sinh lên bảng viết phương trình trạng thái của khí lí tưởng cho quá trình biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2. -Rút ra kết luận: Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. *Tìm hiểu đường đẳng áp:
-Yêu cầu học sinh nêu lại các đặc điểm của đường đẳng nhiệt và đường đẳng tích. -Yêu cầu học sinh đọc sgk và nêu định nghĩa đường đẳng áp. -Giới thiệu về các đặc điểm đường đẳng áp.
suất không đổi.
-Lên bảng viết phương trình trạng thái: 2 2 2 1 1 1 T V p T V p Ta thấy; khi , nghĩa là khi áp suất khơng đổi thì:
hay = hằng số -Ghi nhận kết luận của giáo viên.
-Nhắc lại đặc điểm của đường đẳng nhiệt và đường đẳng tích. -Nêu định nghĩa đường đẳng áp: Đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo nhiệt độ khi áp suất khơng đổi gọi là đường đẳng áp.
-Ghi nhận các đặc điểm của đường đẳng áp.
hay = hằng số
* Kết luận: Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
3. Đường đẳng áp:
-Định nghĩa: Đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo nhiệt độ khi áp suất khơng đổi gọi là đường đẳng áp.
- Dạng đường đẳng áp:
+Trong hệ tọa độ OVT, đường đẳng áp là một đường thẳng có phần kéo dài đi qua gốc tọa độ. +Ứng với các áp suất khác nhau của cùng một lượng khí có những đường đẳng áp khác
49
*Bài tập vận dụng: -Đọc đề và yêu cầu học sinh chép đề.
-Yêu cầu học sinh đọc lại đề và tóm tắt đề. -Gọi học sinh lên tóm tắt đề lên bảng.
-Hướng dẫn học sinh giải bài tập.
-Gọi học sinh lên bảng trình bày bài giải.. -Yêu cầu nhận xét bài làm của bạn. -Chép đề vào vở bài tập. -Lên bảng tóm tắt đề và giải. nhau. +Đường đẳng áp ở trên có áp suất nhỏ hơn đường đẳng áp ở dưới.
Đề vận dụng: Ở 273 độ C; thể tích của một lượng khí là 10 lít. Tính thể tích của lượng khí đó ở 546 độ C khi áp suất khơng đổi. - Tóm tắt: Tt 1: Tt 2: -Giải: Vì đây là một quá trình đẳng áp nên ta có: Suy ra: -Nhận xét bài làm của bạn.
Hoạt động 3 (5 phút):Tìm hiểu về “độ khơng tuyệt đối.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng
-Yêu cầu học sinh đọc -Đọc Sgk.
IV. “Độ không tuyệt đối”:
50
phân IV sgk. -Giới thiệu với học sinh về độ không tuyệt đối.
-Lắng nghe Gv giới thiệu thế nào là “độ không tuyệt đối”.
-Ghi nhận khiến thức.
0 K gọi là độ không tuyệt đối. -Các nhiệt độ trong nhiệt giai Ken-vin đều có giá trị dương và mỗi độ chia trong nhiệt giai này cũng bằng mỗi độ chia trong nhiêt giai Xen-xi-út.
Hoạt động 4 (5 phút):củng cố tiết học.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
-Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học trong bài.
-Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập từ 5 đến 8 trang 166 SGK.
-Tóm tắt lại những kiến thức đã học trong bài.
-Ghi các bài tập về nhà.
IV: RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY:
.............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................
2.6. Giáo án bài 31: Bài tập ơn tập phương trình trạng thái của khí lí tưởng
Ngày soạn: Ngày …, tháng …, năm …. 2.6.1. Mục tiêu:
a. Kiến thức
-HS nắm được cách xác định các thông số trạng thái. -Giúp học sinh ôn lại các kiến thức đã học ở các bài trước.
-Ôn lại đặc điểm của các đẳng quá trình và đặc điểm của các đường biểu diễn của chúng.
b. Kỹ năng
-Rèn cho HS kĩ năng vận dụng giải BT.
2.6.2. Chuẩn bị:
a.Giáo viên:
-Hệ thống một số kiến thức liên quan và một số bài tập vận dụng:
b.Học sinh:
-Giải bài tập ở nhà.
51
Hoạt động 1: (10 phút) Ổn định lớp và kiểm tra bài cũ
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
-Câu 1: -Nêu định nghĩa quá trình đẳng áp. Viết công thức biểu thị mối liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng áp?
-Câu 2: Nêu định nghĩa đường đẳng áp và đặc điểm của đường đẳng áp trong hệ tọa độ OVT.
-Câu 1: định nghĩa quá trình đăng áp: lá quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi.
-Biểu thức:
hay = hằng số
Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
Câu 2: -Định nghĩa: Đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo nhiệt độ khi áp suất không đổi gọi là đường đẳng áp. +Trong hệ tọa độ OVT, đường đẳng áp là một đường thẳng có phần kéo dài đi qua gốc tọa độ.
+Ứng với các áp suất khác nhau của cùng một lượng khí có những đường đẳng áp khác nhau.
+Đường đẳng áp ở trên có áp suất nhỏ hơn đường đẳng áp ở dưới.
Hoạt động2: (30 phút) Nhắc lại kiến thức cũ và giải bài tập.
Hoạt động của giáo viên và học sinh Nôi dung ghi bảng
-Nhắc lại kiến thức đã học.
-Yêu cầu học sinh nhắc lại định nghĩa của các đẳng quá trình và viết các biểu thức đã học trong chương chất khí. -Yêu cầu học sinh ghi bài.
I. Lý thuyết: Định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt: p V 1 hay pV = hằng số Hoặc p1V1 = p2V2 = … Định luật Sác-lơ. -Biểu thức: T p = hằng số
52
-Đọc đề cho học sinh chép.
-Bài tập:
Câu 1: Một quả bóng thám khơng có
thể tích V1 = 200 lít ở nhiệt độ t1 = 270c trên mặt đất. Bóng được thả ra và bay lên đến độ cao mà ở đó áp suất khí quyển chỉ cịn bằng 0,6 áp suất khí quyển ở mặt đất và nhiệt độ là t2 = 50c. Tính thể tích của quả bóng ở độ cao đó (bỏ qua áp suất phụ gây ra bởi vỏ
bóng).
Câu 2: Một lượng khí lí tưởng ở nhiệt
độ 27độC, được biến đổi qua hai giai đoạn: nén đẳng nhiệt từ thể tích về thể tích thì áp suất tăng từ . Sau đó cho dãn nở đẳng áp trở vê thể tích ban đầu.(như hình vẽ).Tìm nhiệt độ cuối cùng của khí.
hay 1 1 T p = 2 2 T p = …
Khi áp suất không đổi:
hay = hằng số
=> Phương trình trạng thái khí lí tưởng:
2 2 2 1 1 1 T V p T V p II.Vận dụng: Câu 1: Tóm tắt: trạng thái 1: trạngthái2: tính Giải:
áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng ta có: 2 2 2 1 1 1 T V p T V p Suy ra: Câu 2: Tóm tắt: trạng thái 1: , trạng thái2: trạng thái3: ; Giải: Ta có phương trình trạng thái: Suy ra: (1) Mặc khác:
53
Hoạt động 3: (5 phút) ôn tập và củng cố.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
-Yêu cầu học sinh nhắc lại các nội dung học trong bài.
Dặn dò học sinh về nha chuẩn bị, tiết sau ôn tập tiếp.
-Nhắc lại các nội dung trên.
-Ghi nhận lời gv.
IV: RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY:
..............................................................................................................................................
2.7 Giáo án bài 32: Nội năng và sự biến thiên nội năng.
Ngày soạn: …, tháng …, năm …
2.7.1. Mục tiêu: a. Kiến thức
- Nắm được định nghĩa nội năng trong nhiệt động lực học và định nghĩa được độ biến thiên nội năng của vật.
Câu 3:
Đồ thị bên cho biết chu trình biến đổi trạng thái của một lượng khí lý tưởng được biểu diễn trong hệ toạ độ(p,T). a, nêu tên gọi của các quá trình 1-2, 2-3, 3-1,
b, Hãy biểu diễn chu trình trên trong hệ toạ độ(V,T). 2 2 2 1 1 1 T V p T V p Suy ra: (2) Từ (1) và (2) ta suy ra: Câu 3: a. 1-2: quá trình đẳng áp. 2-3: q trình đẳng nhiệt, 3-1:q trình đẳng tích.
54
- Nắm được nguyên nhân nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích.
-Nắm được cách làm thay đổi nội năng của vật.
- So sánh hai cách làm thay đổi nội năng của vật và nêu được các ví dụ cụ thể về thực hiện cơng và truyền nhiệt.
- Nắm được cơng thức tính nhiệt lượng.
b. Kỹ năng
- Vận dụng được công thức tính nhiệt lượng để giải các bài tập ra trong bài và các bài tập tương tự.
2.7.2. Chuẩn bị:
a.Giáo viên:
Thí nghiệm ở hình 32.1a và 32.1b SGK.
b.Học sinh:
Ôn lại những kiến thức về sự thực hiện công và truyền nhiệt đã học ở THCS.
2.7.3.Tiến trình dạy học: Hoạt động 1:
Hướng dẫn của GV Hoạt động của học sinh
-Nêu câu hỏi:
Nêu nội dung của thuyết động học phân tử chất khí.
-Gọi học sinh trả bài.
-Gọi học sinh nhận xét và cho điểm.
Nội dung thuyết động học phân tử:
+ Chất khí được cấu tạo từ các phân tử riêng rẽ, có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.
+ Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng; chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ của chất khí càng cao.
+ Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào nhau và va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình.
Hoạt động 2: (10 phút): Tìm hiểu về nội năng và sự biến đổi nội năng.
Hướng dẫn của GV Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng *Nội năng:
-Yêu cầu học sinh nhắc lại định -Nhắc lại định nghĩa và
I. Nội năng.
55
nghĩa và biểu thức tính động năng và thế năng.
-Rút ra cho học sinh: một phân tử cũng có động năng và thế năng, tổng động năng và thế năng phân tử được gọi là nội năng.
-Yêu cầu học sinh đọc sgk và nhắc lại định nghĩa nội năng và ghi bài vào vở.
-Giới thiệu: kí hiệu nội năng là U, đơn vị là jun (J).
-Yêu cầu học sinh đọc và trả lời câu hỏi C1 và C2 sgk.
-Yêu cầu học sinh rút ra kết luận.
*Độ biến thiên nội năng:
-Yêu cầu học sinh phân biệt giữa độ biến thiên với độ tăng, độ giảm.
-Giới thiệu cho học sinh: trong nhiệt động lực học, người ta không quan tâm đến nội năng
biểu thức tính động năng và thế năng.
-Theo dõi giáo viên giảng bài.
-Đọc sgk và ghi nhận định nghĩa nội năng.
-ghi nhận kí hiệu và đơn vị của nội năng.
-Thực hiện câu C1.
-Kết luận: Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật: U = f(T, V)
-Thực hiện câu C2.
-Kết luận: Nội năng khí lí tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật: U = f(T). -Phân biệt độ biến thiên với độ tăng, độ giảm
-Ghi nhận và ghi bài vào vở.
-Định nghĩa: Nội năng của vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật.
-Kí hiệu: U, đơn vị là jun (J).
-Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật: U = f(T, V)
2. Độ biến thiên nội năng.
Trong nhiệt động lực học người ta không quan tâm đến nội năng của vật mà quan tâm đến độ biến thiên nội năng U của vật, nghĩa là phần nội năng tăng thêm hay giảm bớt đi trong một quá trình.
56
của vật mà chỉ quan tâm đến độ biến thiên nội năng của vật. -kí hiệu: ΔU
Hoạt động 3: (20 phút): Tìm hiểu các cách làm thay đổi nội năng.
Hướng dẫn của GV Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng
-Yêu cầu học sinh nhắc lại hai cách làm thay đổi nhiệt độ của vật đã học ở lớp 8; và cho ví dụ.
*Thực hiện cơng:
-Làm thí nghiệm thực hiện cơng cho học sinh quan sát: lấy tấm vải cọ sát với thanh sắt.cho học sinh lên sờ thử. -Nhận xét: nhiệt độ tăng=> nội năng thay đổi.
-Yêu cầu học sinh kết luận cách thực hiên công.
-Chú ý: Trong quá trình thực hiện cơng thì có sự biến đổi qua lại giữa nội năng và dạng năng lượng khác
*Quá trình truyền nhiệt: -Yêu cầu học sinh nên cách khác để làm nóng vật mà không cần thực hiện công. -Nhận xét: cho vật tiếp xúc với nguồn nhiệt, làm thay đổi nội năng của vật.
-Yêu cầu học sinh đọc sgk, rút ra định nghĩa quá trình
-Hai cách: thực hiện công và truyền nhiệt. -VD: mài đá, cọ sát,nấu nước, tắm nắng… -Quan sát học sinh làm thí nghiệm. -Rút ra nhận xét.
-Kết luận: Khi thực hiện công lên hệ hoặc cho hệ thức hiện cơng thì có thể làm thay đổi nội năng của hệ.
-Ghi nhận.
-Nêu vd: nung nóng, phơi nắng,….
-Q trình làm thay đổi nội năng khơng có sự thực hiện
II. Các cách làm thay đổi nội năng.