Giáo án phương trình trạng thái

1 MB

Nhấn vào bên dưới để tải tài liệu

Để tải xuống xem đầy đủ hãy nhấn vào bên trên

GIÁO ÁN GIẢNG DẠY MÔN VẬT LÝ LỚP 10 Bài 31 PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG (Tiết 1) I. MỤC TIÊU + Từ các phương trình của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt và định luật Sác-lơ xây dựng phương trình Cla-pê-rôn và từ biểu thức của phương trình này viết được biểu thức đặc trưng cho các đẳng quá trình. + Nêu được định nghĩa quá trình đẳng áp, viết được biểu thức liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ trong quá trình đẳng áp. Nhận biết được dạng của đường đẳng áp trong hệ tọa độ (V,T). + Hiểu ý nghĩa của “ Độ không tuyệt đối” + Vận dụng được phương trình Cla-pê-rôn để giải được các bài tập trong SGK và các bài tập tương tự, đặc biệt là bài tập về quá trình đẳng áp. II. CHUẨN BỊ: 1.Giáo viên: - Một số ví dụ về quá trình đẳng áp. 2.Học sinh: - Ôn lại các bài 29 và 30. - Bảng hoạt động nhóm. III. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: - Phương pháp thuyết trình. Phương pháp dạy học nêu vấn đề. Phương pháp đàm thoại. Phương pháp trình bày trực quan. Phương pháp tích cực hóa học sinh (thảo luận và làm việc theo nhóm) dưới sự chỉ dẫn của giáo viên. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC: HOẠT ĐỘNG 1: (5 phút) Kiểm tra bài cũ Câu 1. Phát biểu nội dung và viết biểu thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt? Giải thích các đại lượng có mặt trong biểu thức? Câu 2. Đường đẳng nhiệt là gì? Hãy vẻ hình dạng của đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ(pOV)? Câu 3. Phát biểu nội dung và viết biểu thức của định luật Sác-lơ? Giải thích các đại lượng có mặt trong biểu thức? Câu 4. Đường đẳng tích là gì? Hãy vẽ hình dạng của đường đẳng tích trong hệ tọa độ(pOT)? HOẠT ĐỘNG 2: (1phút): Giới thiệu bài mới Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt và định luật Sác-lơ chỉ xác định mối liên hệ giữa hai trong ba thông số trạng thái của một lượng khí khi thông số còn lại không đổi. Trong thực tế thường xảy ra các quá trình trong đó cả ba thông số p,V,T đều biến thiên phụ thuộc lẫn nhau. Các em hãy nhìn vào hình 31.1, khi ta nhúng một quả bóng bàn bẹp vào nước nóng, quả bóng phồng lên như cũ. Trong quá trình này, cả nhiệt độ, thể tích và áp suất của lượng khí chứa trong quả bóng đều thay đổi. Vậy phương trình nào xác định mối liên hệ giữa ba thông số của lượng khí này? Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta hiểu rõ điều đó. Chúng ta sang bài 31: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng. HOẠT ĐỘNG 3: ( 5 phút) Tìm hiểu khí thực và khí lí tưởng. HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG Bài 31. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG I. Khí thực và khí lí tưởng - Một em hãy nhắc lại - Chất khí trong đó các - Chỉ có khí lí tưởng là định nghĩa khí lí tưởng ? phân tử được coi là chất tuân theo đúng các định điểm và chỉ tương tác khi va chạm được gọi là khí lí luật chất khí. tưởng. - Khí thực là gì? - Chất khí tồn tại trong thực tế như ôxi, nitơ, cacbonic... - Ở những điều kiện áp - Chúng ta đã học 2 định - Định luật Bôi-lơ – Masuất và nhiệt độ thông luật về chất khí, đó là ri-ốt và định luật Sác-lơ. định luật nào vậy các em? thường có thể coi gần đúng - Có phải mọi chất khí - Không. Chỉ có khí lí khí thực là khí lí tưởng. đều tuân theo đúng 2 định tưởng là tuân theo đúng 2 luật này không? định luật này. - Trong trường hợp nào - Khi sự khác biệt giữa có thể coi gần đúng khí khí thực và khí lí tưởng thực là khí lí tưởng? không lớn ở những nhiệt độ và áp suất thông thường, ta có thể coi gần đúng khí thực là khí lí - Khi không yêu cầu độ tưởng. chính xác cao, ta có thể <> Khi không yêu cầu độ áp dụng các định luật về chính xác cao, ta có thể chất khí lí tưởng để tính áp suất, thể tích và nhiệt áp dụng các định luật về độ của khí thực. chất khí lí tưởng để tính áp suất, thể tích và nhiệt độ của khí thực. HOẠT ĐỘNG 4: (20 phút) Phương trình trạng thái của khí lí tưởng. HOẠT ĐỘNG GV - Bây giờ cô xét một lượng khí có trạng thái 1 (p1,V1,T1), bằng các đẳng quá trình, cô làm cho lượng khí này chuyển sang trạng thái 2 (p2,V2,T2) qua trạng thái trung gian là 1’(p’,V2,T1) như sơ đồ h31.2 SGK. - Một em cho biết khi chuyển từ trạng thái (1) sang trạng thái (1’) thì thông số nào không đổi? Vậy đây là quá trình gì? - Vậy ta sẽ sử dụng định luật gì tương ứng với đẳng quá trình này? Biểu thức của HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG II. Phương trình trạng thái - Nghe và tiếp nhận của khí lí tưởng. vấn đề. Xét 1 lượng khí xác định từ trạng thái 1 (p1,V1,T1) trạng thái 2 (p2,V2,T2),qua trạng thái trung gian 1’(p’,V2,T1) - Nhiệt độ không đổi.> Quá trình đẳng nhiệt. - Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt. Biểu thức: +giai đoạn 1: 11’: quá trình p1V1 = p’V2 đẳng nhiệt định luật? - Tương tự em nào có thể cho cô biết, khi chuyển từ trạng thái (1’) sang trạng thái (2) thì thông số nào không đổi? và đây là quá trình gì? - Định luật và biểu thức áp dụng cho quá trình này là gì vậy? (Gọi một học sinh bất kì trong lớp trả lời). - Từ biểu thức (2) ta có p’ bằng gì các em? - Từ (1) và (3) ta rút ra được điều gì? - Thể tích không đổi. > Quá trình đẳng tích. - Định luật Sác-lơ. p' p 2  Biểu thức: T1 T2 p 2T1 - p'  T2 p1V1 = p’V2 (1) +giai đoạn 2: 1’2: đẳng tích p' p 2  (2) T1 T2 p 2T1 (2)=> p '  (3) T2 Thế (3) vào (1) ta được: p1V1  => p1V1 pV  2 2 T1 T2  p1V1 pV  2 2 T1 T2  pV hs T p 2T1 V2 T2 pV hs T (4)  Kết luận: Đối với một lượng khí xác định khi biến đổi trạng thái thì pV hs . T - Phương trình (4) được gọi là phương trình trạng của khí lí tưởng hay phương trình Cla-pêrôn. - Đối với một lượng - Từ biểu thức (4) một khí xác định khi biến em hãy cho nhận xét? đổi trạng thái thì pV hs . T - Phương trình (4) được gọi là phương - Nghe và ghi nhớ trình trạng của khí lí tưởng hay phương trình Cla-pê-rôn. - Bây giờ chúng ta vận dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng để giải bài tập. 4.HOẠT ĐỘNG 5 (12 phút):Vận dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng Hoạt động của GV - Yêu cầu học sinh làm bài tập trong phiếu học tập. Hoạt động của HS Nội dung kiến thức - Bài tập áp dụng. Giải bài 1: Bài 1: Một lượng khí đựng trong Tóm tắt: một xilanh có pit-tông chuyển động Trạng thái 1: được. Các thông số trạng thái của p1= 2 atm lượng khí này là : 2 atm, 15 lit, 300 V1= 15 lit ,T1= 300 K K. Khi pit-tông nén khí, áp suất của khí tăng lên tới 3,5 atm, thể tích giảm còn 12 lit. Xác định nhiệt độ Trạng thái 2: của khí nén? - Hoạt động nhóm, làm trên p2= 3,5 atm - Gợi ý: bảng nhóm. V2= 12 lít, T2=? + Xác định các thông số ở Áp d ụng: trạng thái 1 và 2. p1V1 pV  2 2 T1 T2 + Sử dụng phương trình Claperon để tìm thông số còn lại.  T2  - Nhận xét và sửa bài giải. T1 p 2V2 p1V1 Thay số ta được: T2= 420K Bài 2: Trong quá trình nào sau đây, cả ba thông số trạng thái của một lượng khí xác định đều thay đổi ? A. Không khí bị nung nóng trong một bình đậy kín. - Đáp án đúng câu C. B. Không khí trong một quả bóng bàn bị một học sinh - Hoạt động nhóm, làm trên bảng dùng tay bóp bẹp. nhóm. C. Không khí trong một xilanh được nung nóng, dãn nở và đẩy pit-tông dịch chuyển. D. Trong cả ba hiện tượng trên. - Yêu cầu học sinh chọn đáp án và giải thích . - Nhận xét , bổ sung. 5.HOẠT ĐỘNG 6 (2 phút):Củng cố bài học, dặn dò. Hoạt động của GV Bài học này học sinh cần nắm: Hoạt động của HS - Phân biệt khí thực và khí lí tưởng. - Cá nhân củng cố bài học. - Phương trình trạng thái của khí lí tưởng. - Từ phương trình trạng thái khí lí tưởng có thể rút ra biểu thức của định luật Bôilơ-Mariốt và biểu thức của định luật Sáclơ.Nếu thông số p không đổi mối quan hệ giữa V và T như thế nào ? - Làm các bài tập còn lại trong phiếu học tập và trong SGK. Mỹ Tho, ngày 28 tháng 2 năm 2013 Bài 31 PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG (Tiết 2) I. MỤC TIÊU: 1.Về kiến thức: - Từ các phương trình của định luật Bôilơ-Mariốt và định luật Sáclơ xây dựng được phương trình Claperôn và từ biểu thức của phương trình này viết được biểu thức đặc trưng cho các đẳng quá trình. - Nêu được định nghĩa quá trình đẳng áp, viết được hệ thức liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng áp - Nhận dạng được đường đẳng áp trong các hệ tọa độ (p,T), (p,V), (V,T). - Hiểu ý nghĩa vật lý của “ độ không tuyệt đối ”. 2.Về kĩ năng: - Sử dụng phương pháp nghiên cứu sự phụ thuộc của một đại lượng đồng thời vào nhiều đại lượng khác. Cụ thể trong bài là sự phụ thuộc của p đồng thời vào V và T. - Vận dụng được phương trình Claperôn để giải các bài tập trong SGK và các bài tập tương tự. - Vẽ đường đẳng nhiệt trong hệ toạ độ (p,v) và đường đẳng tích trong hệ toạ độ (p,v). - Vẽ được đường đẳng áp trong các hệ tọa độ (p,T), (V,T), (p,T) 3.Về thái độ: - Hứng thú trong học tập vật lý, yêu thích tìm tòi khoa học, trân trọng đối với những đóng góp vật lý cho sự tiến bộ của xã hội và đối với công lao của các nhà khoa học. - Có tác phong tỉ mỉ ,cẩn thận, chính xác. II. CHUẨN BỊ: 1.Giáo viên: - Một số ví dụ về quá trình đẳng áp. - Phiếu học tập. 2.Học sinh: - Ôn lại các bài 29 và 30. - Bảng hoạt động nhóm. III. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: - Phương pháp thuyết trình. - Phương pháp dạy học nêu vấn đề. - Phương pháp đàm thoại. - Phương pháp trình bày trực quan. - Phương pháp tích cực hóa học sinh (thảo luận và làm việc theo nhóm) dưới sự chỉ dẫn của giáo viên. IV. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ - Cho biết khí thực và khí lí tưởng khác nhau ở những điểm nào ? - Viết phương trình trạng thái của khí lí tưởng. Hoạt động 2: (5 phút) Quá trình đẳng áp là gì? HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG - Một em hãy nhắc lại quá - Cá nhân tiếp thu câu hỏi III. Quá trình đẳng áp trình là gì? Đẳng quá và trả lời. 1. Quá trình đẳng áp trình là gì? Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất - Vậy có thể có bao nhiêu - Có 3 đẳng quá trình: không đổi gọi là quá trình đẳng quá trình vậy em? Đẳng T, đẳng V, đẳng p. đẳng áp. Đó là những đẳng quá + Trạng thái 1: p, V1,T1. trình nào? + Trạng thái 2: p, V2,T2. - Các đẳng quá trình nào - Gọi một học sinh trả lời. mà ta đã được học rồi cả lớp? Còn quá trình nào mà ta chưa được học? Vậy tiết này chúng ta sẽ nghiên cứu quá trình đẳng áp. - Dựa vào khái niệm đẳng - Quá trình biến đổi trạng quá trình, một em hãy thái khi áp suất không đổi phát biểu quá trình đẳng gọi là quá trình đẳng áp. áp là gì? - Em nào có thể lên bảng + Trạng thái 1: p, V1,T1. viết các thông số trạng + Trạng thái 2: p, V2,T2. thái của hai trạng thái trong quá trình đẳng áp? - Chúng ta thấy từ trạng thái 1 chuyển sang trạng thái 2 thì áp suất không đổi, chỉ có V và T là thay đổi. Để biết được mối liên hệ giữa hai đại lượng này với nhau như thế nào chúng ta qua phần 2. Hoạt động 3:(15phút) Liên hệ giữa thể tích, nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng áp HOẠT ĐỘNG GV - Em nào có thể lên bảng viết lại phương trình trạng thái của khí lí tưởng. - Nếu cho p1= p2 thì phương trình trạng thái của khí lí tưởng viết lại như thế nào? HOẠT ĐỘNG HS p1V1 pV  2 2 T1 T2 pV1 pV V V  2  1  2 T1 T2 T1 T2  NỘI DUNG 2. Liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng áp. - Phương trình trạng thái của khí lí tưởng: p1V1 pV  2 2 T1 T2 - Khi p = const: pV1 pV V V  2  1  2 T1 T2 T1 T2 V const T  V const T - Trong qúa trình đẳng áp Trong qúa trình đẳng áp - Hãy phát biểu bằng lời của một lượng khí nhất của một lượng khí nhất biểu thức vừa thu được? định, thể tích tỉ lệ thuận định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. với nhiệt độ tuyệt đối. - Tương tự như đường đẳng nhiệt và đường đẳng - Đường đẳng áp. tích, trong quá trình biến đổi trạng thái của một lượng khí xác định khi p = const sẽ được biểu diễn bằng đường gì? Hoạt động 4: ( 5 phút) Đường đẳng áp. HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG 3. Đường đẳng áp - Đường đẳng áp là gì? - Đường biểu diễn sự biến - Đường biểu diễn sự thiên của thể tích theo biến thiên của thể tích nhiệt độ khi áp suất không theo nhiệt độ khi áp suất đổi gọi là đường đẳng áp. không đổi gọi là đường - Dựa vào khái niệm V đẳng áp. đường đẳng áp, một em p p1 p1 < p2 V hãy lên bảng vẽ đường p2 đẳng áp trong hệ tọa độ (V,T)? V0 - Chứng minh p1 p1 p1

This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.