CAC TRANG Z72(‹Á2 CAU FAO CHAF
C) Khoảng thời gian mà mỗi phân tử chất lỏng có thể tổn tại ở một vị
4. TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CỤ THỂ
+ằ Tổ chức tỡnh huống vật lớ:
Giáo viên tổ chức các tình huống đã được chuẩn bị sẵn, phù hợp với đối tượng học sinh và chứa đựng kiến thức cần xây dựng. Tình huống cụ thể
được trình bày rõ ở giáo án.
% Vấn dé nhân thức:
Trong quá trình đẳng nhiệt, thể tích và áp suất của một khối khí liên hệ với nhau như thế nào? Biểu thức nào biễu điễn mối quan hệ trên?
+ Giả thuyết:
- Sử dụng mô hình động học chất khí:
© Chất khí gồm một số rất lớn các phân tử.
e Khoảng cách giữa các phân tử rất lớn.
e© Lực tương tác giữa các phân tử rất nhỏ, chỉ đáng kể khi va
chạm.
SOTH: Haugen Thye Uyen. Trang 96
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHÓA 2001 - 2005 GVHD: Thầy Nguyễn Mạnh Hùng
e Các phân tử sắp xếp hỗn độn. chuyển động tự do về mọi
phía.
- Cho mô hình trên hoạt động và phân tích:
Các phân tử khí trong khi chuyển động sẽ va chạm với thành
bình. lực của các phân tử khí tác dụng vuông góc lên một đơn vị diện tích thành
bình tạo ra áp suất chất khí. Độ lớn của áp suất chất khí phụ thuộc vào hai yếu
tỐ sau;
+ Số va cham của các phân tử trên một đơn vị diện tích
thành bình trong một đơn vị thời gian. Số va chạm này phụ thuộc vào mật độ
phân tử chất khí và vận tốc của phân tử (tức phụ thuộc nhiệt độ chất khí).
+ Cường độ va chạm của các phân từ chất khí lên thành bình. Cường độ va chạm này lại phụ thuộc vào vận tốc của các phân tử, tức phụ thuộc nhiệt độ chất khí.
Trong quá trình đẳng nhiệt, nhiệt độ chất khí được giữ không đổi. như vậy cường độ va chạm của các phân tử khí lên thành bình không đổi.
Với một khối lượng khí xác định (số phân tử khí xác định). nếu giảm thể tích V, mật độ phân tử tăng, số va chạm tăng nên áp suất P sẽ tăng.
Đơn vị áp suất:
+ Pascal (P): IP = IN/mỶ.
+ Atmotphe kỹ thuật (at): tar = “4% =9,81.101-^C,
lem m + Torr hay milimet thủy ngân (tor, mmHg):
lior = lmmHg = 133,322,
+ Atmotphe Vật Li (atm): lam = 760mmHg = 1,013.10" ul = 1,033ar.
mì
% Hệ quả:
Trong quá trình đẳng nhiệt, nếu thể tích chất khí giảm thì áp suất
chất khí sé tăng.
SOUTH: Uguyin Thue Uyen. Trang 9]
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHÓA 2001 — 2005 GVHD: Thầy Nguyễn Mạnh Hùng
% Thí nghiệm kiểm chứng hé quả:
Phương án thí nghiệm kiểm chứng được trình bày cụ thể trong
Trong quá trình đẳng nhiệt, áp suất và thể tích của một lượng khí
xác định tỷ lệ nghịch với nhau.
- Giải thích thí nghiệm đưa ra trong tình huống.
% Kiến thức:
Định luật Boyle-Mariotte:” Trong quá trình đẳng nhiệt, áp suất và thể tích của một lượng khí xác định là hằng số: P.V = const”.
Trước khi nghiên cứu định luật Boyle — Mariotte, các em sẽ làm
quen với một số khái niệm có liên quan:
* Trong Cơ học, trạng thái của một vật được xác định bằng những đại
lượng nào?
> Trong Cơ học, trạng thái của một vật được xác định bởi tọa độ và
vận tốc của vật đó.
% Trong vật lí, những đại lượng vật lí dàng để đặc trưng cho trạng thái của vật gọi là thông số trạng thái. Trong Nhiệt học, ta có thể sử dụng các thông
số trạng thái trên để xác định trạng thái bên trong của vật được không?
> Không. Vì các vật vĩ mô được cấu tạo gdm một số rất lớn các phân tử, nguyên tử và chúng chuyển động hỗn loạn không ngừng.
s* Vậy trong Nhiệt hoc, trang thái của một lượng khí được xác định
bằng những đại lượng nào?
> Nhiệt độ tuyệt đối, áp suất, thể tích.
SOTH: Haugen “Thục Uyen. Trang 98
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHOA 2001 ~ 2005 GVHD: Thầy Nguyễn Mạnh Hùng
s* Nhiệt độ là gì Nhiệt độ tuyệt đối được xác định bằng biểu thức nào?
Din vị.
> Nhiệt độ là đại lượng đặc trưng cho trạng thái cân bằng nhiệt, thể hiện mức độ nhanh hay chậm của chuyển động hỗn loạn của các phân tử cấu tạo
nên vật đó.
Nhiệt độ tuyệt đối: T (°K) = t+ 273 (°C),
Đơn vị: Kelvin (K).
s* Áp suất chất khí là gì? Nguyên nhân nào tạo ra áp suất của chất
khí?
> Theo quan điểm vi mô, áp suất chất khí là đại lương đặc trưng cho
sự nén của khí lên thành bình. Và, nguyên nhân gây ra áp suất chất khí là do sự và chạm của các phân tử khí lên thành bình đựng nó.
Đơn vị áp suất: Pascal (Pa); N/m*; mmHg; at; atm.
+ Quá trình mà lượng khí chuyển từ trạng thái (P;,Vị,T,) sang trạng thái(P;.V;,T;) gọi là quá trình biến đổi trang thái.
Hầu hết các thông số trạng thái của các quá trình trong tự nhiên đều thay đổi. Phương trình thiết lập mối quan hệ giữa các thông số trạng thái của
chất khí gọi là phương trình trạng thái.
Quá trình mà chỉ có hai thông số thay đổi, thông số còn lại không đổi, gọi là đẳng quá trình. Ví dụ: quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là gud rrình đẳng nhiệt. (Giáo viên cho học sinh tự hình
thành khái niệm về quá trình đẳng áp và đẳng tích).
4.2.2 Dink luật 28oqle-ệfariettc:
4 Giáo viên tạo tình huống bằng một thí nghiệm sau:” Thổi quả
bong bóng phống lên vừa phải (đừng quá căng), cột chặt miệng bong bóng lại,
3⁄72: Uguyén “Thục (lfụên. Frang 99
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHÓA 2001 - 2005 GVHD: Thầy Nguyễn Mạnh Hùng
dùng tay nhẹ nhàng dồn khí vào phần đầu quả bóng (nén khí). Nếu cứ tiếp tục như thế thì hiện tượng gì sẽ xảy ra?”,
> Bong bóng căng dẫn và đến một lúc nào đó thì bể.
®& Vậy nguyên nhân do đâu mà bong bóng bể?
> Do áp suất trong bóng lúc này lớn hơn áp suất khí quyển. Chính
sự chênh lệch áp suất đã làm cho bong bóng bể.
4$ Giả sử lúc đấu khi chưa nén khí, chất khí ở trạng thái 1 và
trạng thái lúc bong bóng rất căng là trạng thái 2; ngoài ra, trong quá trình biến đổi từ trạng thái | đến trạng thái 2, nhiệt độ của chất khí trong bong bóng thay
đổi không đáng kể, Vậy trong quá trình làm thí nghiệm, thể tích và áp suất chất
khí biến đổi như thế nào?
> Thể tích giảm din và áp suất tăng dần.
4 Như vậy, trong quá trình đẳng nhiệt, áp suất và thể tích của chất
khí có mối liên hệ với nhau. Vấn để đặt ra là: Làm thế nào để có thể thiết lập
được biểu thức biéu dién mối quan hệ ấy?