a) Loại 1: Áp dụng cho khối lượng khí xác định (không thay đổi khi
chuyển trạng thái).
- Mục đích: Áp dụng các biểu thức của các đẳng quá trình nhiệt động cho một khối lượng khí xác định và áp dụng công thức của phương trình trạng thái
của khí lí tưởng.
- Phương pháp tiếp cận hoạt động:
GV khắc sâu cho HV mục đích giải bài tập định lượng và hướng dẫn
gợi mở cho từng bài tập để HV chủ động giải bài tập.
- Bài tập mẫu:
Một lượng khí ở nhiệt độ 18o
C có thể tích 1m3
và áp suất 1 atm. Người ta nén đẳng nhiệt khí với áp suất 3,5atm. Tính thể tích khí nén.
Hướng dẫn giải theo phương pháp tiếp cận hoạt động:
Hoạt động của GV Hoạt động của HV
- Để học viên chủ động giải được
bài tập GV cần gợi mở nhiều vấn đề
sau:
+ Yêu cầu HV đọc, tóm tắt đầu bài
+ Đổi đơn vị của các đại lượng
+ Trong quá trình biến đổi trạng thái đại lượng nào không thay đổi ?
Biến đổi trạng thái theo quá trình nào?
+ Dựa vào quá trình nhiệt động đã
xác định, áp dụng công thức để giải
bài tập
+ Nhận xét bài làm của HV và khắc
sâu lại mục đích giải bài tập
- HV tóm tắt đầu bài và đưa đơn vị về
một hệ đồng nhất.
- HV chủ động nhớ lại kiến thức và trả
lời câu hỏi GV gợi ý
-HV trả lời câu hỏi của đề bài. Với bài tập mẫu trên đây HV cần áp dụng công
thức của quá trình đẳng nhiệt:
P V = P V 1 1 2 2 Với P 1 1= atm, 3 V =1m 1 và P2=3,5atm, 2 V = ? Suy ra: V =P V1 1= 1.1= 0, 286m3 2 P 3,5 2 )
b) Loai 2: Áp dụng cho khối lượng khí thay đổi trong quá trình biến đổi trạng thái.
- Mục đích: Áp dụng các biểu thức của các đẳng quá trình cho các quá trình mà lượng khí thay đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác, và áp dụng công thức
của phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
- Phương pháp tiếp cận hoạt động:
GV khắc sâu cho HV mục đích giải bài tập định lượng và hướng dẫn gợi mở
cho từng bài tập để HV chủ động giải bài tập.
- Bài tập mẫu
Một phòng có kích thước 8m x 5m x 4m. Ban đầu không khí trong phòng ở điều
kiện chuẩn ( p0 = 76 cmHg, T0 = 273 K ), sau đó nhiệt độ của không khí tăng lên tới 10o
C, trong khi áp suất là 78 cmHg.
a) Tính thể tích khí trong phòng ban đầu?
b) Tính thể tích của lượng khí sau khi nhiệt độ tăng 10o
C ? c) Tính thể tích của lượng khí đã ra khỏi phòng ?
Hướng dẫn giải theo phương pháp tiếp cận hoạt động:
Hoạt động của GV Hoạt động của HV
- Để học viên chủ động giải được
bài tập GV cần gợi mở các vấn đề
sau:
+ Yêu cầu HV tóm tắt đầu bài và
đổi đơn vị của các đại lượng về
một hệ đồng nhất ?
+ Yêu cầu HV xác định xem
trong quá trình biến đổi trạng thái lượng khí có thay đổi không?
- HV tóm tắt đầu bài và đưa đợn vị về đồng nhất.
-HV chủ động nhớ lại kiến thức và trả lời
các câu hỏi GV gợi ý
- Áp dụng công thức của phương trình trạng
thái cho các quá trình mà lượng khí thay đổi
từ trạng thái này sang trạng thái khác.
-HV trả lời câu hỏi của đề bài
Với bài mẫu trên đây có thể hướng dẫn
+ Trong quá trình biến đổi trạng thái đại lượng p,T có thay đổi
không ?
+ Dựa vào quá trình biến đổi
trạng thái từ đó áp dụng công
thức để giải bài tập
+ Nhận xét bài làm của HV và khác sâu lại mục đích giải bài tập
a) Lượng không khí trong phòng ở trạng thái ban đầu (điều kiện chuẩn) : p0 = 76 cmHg, T0 = 273 K và V0 = 5.8.4 = 160 m3
b) Lượng không khí trong phòng ở trạng
thái 2: p2 = 78 cmHg; T2 = 283 K; V = ?2 Áp dụng phương trình trạng thái ta có: 0 0 2 2 0 2 3 0 0 2 2 0 2 p V p V = T T p V T 76.160.283 V = = 161, 60m T p 273.78 ® »
c) Thể tích không khí thoát ra khỏi
phòng:
3 2 0 161, 6 160 1, 6
V V V m
D = - = - =
Chú ý: Dựa vào mục đích giải bài tập định lượng mà GV hướng dẫn cho
HV giải các bài tập dạng tương tự như bài mẫu. Từ đó HV lấy làm phương pháp chung để giải bài tập định lượng loại 1 và 2 chương “chất khí”.
Bài tập vận dụng( Biên soạn cho học viên tự giải)
Bài 1: Trong xilanh của một động cơ đốt trong có 2dm3
hỗn hợp khí dưới
áp suất 1 atm và nhiệt độ 470
C. Pít tông nén xuống làm cho thể tích của hỗn
hợp khí chỉ còn 0,2 dm3 và áp suất tăng lên tới 15 atm. Tính nhiệt độ hỗn hợp
của khí nén.
Bài 2 :Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ 250
C dưới áp suất 0,566. 5
10 Pa.
Khi đèn cháy sáng, áp suất khí trong đèn là 0,959. 5
10 Pa và không làm vỡ
bóng đèn. Tính nhiệt độ khí trong đèn khi cháy sáng ra t0C. Coi thể tích của bóng đèn là không thay đổi.
Đáp số: 2320C
Bài 3 : Một xilanh chứa 150cm3 khí ở áp suất 2. 105Pa Pít-tông nén khí trong xilanh xuống còn 3
100cm . Tính áp suất của khí trong xilanh lúc này, coi nhiệt độ như không đổi.
Đáp số: 3. 5
10 Pa
Bài 4 : Trước khi nén, hỗn hợp khí trong xilanh một động cơ có áp suất là 1 at, nhiệt độ 400
C. Sau khi nén, thể tích giảm đi 6 lần và áp suất là 10 at. Tìm nhiệt độ sau khi nén.
Đáp số: 2490C
Bài 5: Người ta bơm không khí với áp suất 1 atm vào bình có dung tích 10 lít. Tính áp suất không khí trong bình sau 50 lần bơm. Cho biết mỗi lần bơm được 250cm3 không khí. Trước khi bơm áp suất không khí trong bình là áp 1atm và trong khi bơm nhiệt độ không khí trong bình không thay đổi.
Đáp số: 2,25 atm
Bài 6:Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ. Khi đèn sáng, nhiệt độ của bóng đèn là 4000
C, áp suất khí trong bóng đèn bằng áp suất không khí 1 atm. Tính
áp suất khí trong bóng đèn khi chưa phát sáng, ở 220
C.
Đáp số: 0,44 atm
Bài 7:Một bình cầu thủy tinh chứa một khối khí ở 150
C. Hỏi áp suất khí sẽ
giảm đi bao nhiêu lần nếu 40% khí thoát ra khỏi bình cầu đồng thời nhiệt độ
giảm đến 80
C.
Đáp số: 1,7 lần
Bài 8: Khi nén đẳng nhiệt từ thể tích 3 lít đến 2 lít, áp suất khí tăng thêm
0,5 atm. Áp suất ban đầu của khí là bao nhiêu ?
Bài 9:Một chất khí có áp suất 5 2
5.10 N m/ đựng trong một ống nghiệm. Mở
van cho 3/5 khối lượng khí này thoát ra. Áp suất khí trong ống nghiệm sau khi đóng van lại là bao nhiêu ? Cho rằng nhiệt độ của không khí không thay đổi. Đáp số: 2.105N m/ 2
Bài 10: Ở 270
C áp suất của khí trong một bình kín là 5 2
3.10 N m/ . Áp suất
khí bằng bao nhiêu nếu nhiệt độ khí thay đổi-130C ?
Đáp số: 2, 6.105N m/ 2