Giáo án vật lý - Bài 29: QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT ĐỊNH LUẬT BÔI - LƠ –MA –RI - OT

Bài 29: QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT ĐỊNH LUẬT BÔI - LƠ – MA – RI - OT I/ MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU 1. Kiến thức - Nắm được định nghĩa quá trình đẳng nhiệt - Phát biểu và nêu được hệ thức của định luật Bôilơ – Mariot - Nắm được dạng đường đẳng nhiệt trong các trục tọa độ 2. Kỹ năng - Phân biệt được trạng thái và quá trình - Vận dụng định luật Boilo – Mariot giải một số bài tập - Giải thích định luật Boilo – Mariot bằng thuyết động học phân tử - Vẽ được các đường đẳng nhiệt trong các hệ trục tọa độ khác nhau. 3. Thái độ - Tăng cường khả năng quan sát - Nâng cao khả năng phân tích, tu duy, phán đoán - Rèn luyện tinh thần học hỏi, lắng nghe II/ CHUẨN BỊ 1. Giáo viên - Chuẩn bị bộ thí nghiệm khảo sát định luật Boilo – Mariot - Chuẩn bị 2 xi lanh 2. Học sinh - Ôn lại kiến thức về cấu tạo chất - Ôn lại khái niệm áp suất, đơn vị đo áp suất, dụng cụ đo áp suất chất khí III/ TỔ CHỨC DẠY HỌC 1. Ổn định tổ chức lớp 2. Kiểm tra bài cũ ? Nêu nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí? 3. Bài mới Đặt vấn đề: - Có một chiếc xi lanh, kéo pit tông lên làm cho một lượng khí vào trong xi lanh. Dùng tay bịt kín đầu dưới của xi lanh sau đó ấn pit tông xuống. ? Có nhận xét gì? ? Tại sao lại có hiện tượng khó ấn như vậy? - Khi ấn pit tông xuống tức là làm giảm thể tích lượng khí thì áp suất tăng. Nhưng nó chưa cho biết mối liên hệ định lượng giữa áp suất và thể tích của lượng khí. Làm thế nào để tìm mối liên hệ này? Chúng ta hãy vào bài hôm nay. Hoạt động 1: Nghiên cứu các khái niệm cơ bản Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Y/c hs nghiên cứu sgk ? Trạng thái của một lượng khí được đặc trưng bởi những đại lượng nào? - Trạng thái của một lượng khí xác định - Hs trả lời bởi V, p, T gọi là các thông số trạng thái. +) Trong đó nhiệt độ tuyệt đối: T (K) = 273 + t (oC) - Có một lượng khí, ở trạng thái 1 xác định bởi 3 thông số p1, V1, T1 chuyển sang trạng thái 2 xác định bởi p2, V2, T2 gọi là quá trình biến đổi trạng thái. ? Quá trình biến đổi trạng thái là gì? - Trong hầu hết các quá trình tự nhiên, cả 3 thông số trạng thái đều thay đổi. Tuy nhiên cũng có thể thực hiện được những quá trình trong đó chỉ có 2 thông số biến đổi còn một thông số không đổi. Những quá trình này gọi là đẳng quá trình. ? Có mấy loại đẳng quá trình? - Hs lĩnh hội Ở bài này sẽ đi sâu nghiên cứu quá trình đẳng nhiệt. Hoạt động 2: Tìm hiểu quá trình đẳng nhiệt – Định luật Boilo – Mariot 1. Quá trình đẳng nhiệt Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh ? Quá trình đẳng nhiệt là gì? - Hs trả lời Trong quá trình đẳng nhiệt, khi nhiệt độ giữ không đổi thì áp suất và thể tích có mối quan hệ định lượng như thế nào? 2. Định luật Boilo – Mariot Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh ? Áp suất có tăng tỉ lệ nghịch với thể tích không? Tiến hành thí nghiệm. - Mục đích thí nghiệm: Khảo sát sự thay đổi áp suất của khối khí theo V của nó trong quá trình biến đổi trạng thái. - Gv giới thiệu dụng cụ - Gv tiến hành thí nghiệm và 1 học sinh ghi kết quả thí nghiệm vào bảng sau: Thể tích V Áp suất p pV 2 4 3 1 ? Từ bảng kết quả thí nghiệm thu được có nhận xét gì về mối quan hệ giữa 2 đại lượng p và V? - Yêu cầu hs hoàn thành bảng số liệu ? Có nhận xét gì về tích pV - Hs quan sát 3. Đường đẳng nhiệt Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Y/c hs vẽ đồ thị biểu diễn sự biến thiên của p theo V trong hệ tọa độ (p, V) ? Có nhận xét gì về dạng đường vẽ được? - Gv giới thiệu khái niệm đường đẳng nhiệt. - Y/c quan sát hình 29.3 và chứng minh (dựa vào định luật Boilo – Mariot) - Y/c hs vẽ đồ thị trong các hệ trục (VOT), (pOT) - Hs thực hiện yêu cầu của giáo viên Hoạt động 3: Củng cố - rút kinh nghiệm giờ dạy 1. Củng cố Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Gv nhấn mạnh kiến thức cần nắm. - Y/c hs vận dung thuyết động học phân tử giải thích định luật Boilo – Mariot - Giao bài tập về nhà - Hs nhận nhiệm vụ giáo viên giao cho 2. Rút kinh nghiệm giờ dạy ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ - Sai số ở đây là do: +) Quá trình làm thí nghiệm khí làm thí nghiệm là khí thực +) Do dụng cụ có sai số - Từ kết quả thí nghiệm đã khái quát thành định luật Boilo – Mariot ? Nội dung của định luật Boilo – Mariot - Hằng số này phụ thuộc vào khối lượng và nhiệt độ của khối khí đang xét. - Giới thiệu về 2 nhà vật lý Boilo và Mariot. - Gọi P1, V1 là áp suất và thể tích của 1 lượng khí ở trạng thái 1 và P2, V2 là áp suất và thể tích của khí đó ở trạng thái 2. Biểu thức của định luật Boilo – Mariot viết cho lượng khí này như thế nào? - Chú ý: Điều kiện áp dụng của định luật là chỉ áp dụng cho một lượng khí xác định và nhiệt độ không đổi. Để biểu diễn mối quan hệ giữa 2 đại lượng người ta có thể dùng đồ thị để biểu diễn. Vậy trong quá trình đẳng nhiệt đồ thị của áp suất theo thể tích có dạng như thế nào? Nội dung ghi bảng Bài 29: QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT. ĐỊNH LUẬT BÔI - LƠ – MA – RI - OT I/ Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái - Trạng thái: P (Pa, atm, N/m2) V (m3, dm3, l) T (K) - Trạng thái 1: (P1, V1, T1) trạng thái 2: (P2, V2, T2) - Đẳng quá trình: sgk +) T = const: quá trình đẳng nhiệt +) V = const: quá trình đẳng tích +) P = const: quá trình đẳng áp II/ Quá trình đẳng nhiệt (sgk) III/ Định luật Boilo – Mariot 1. Thí nghiệm a) Mục đích b) Dụng cụ c) Tiến hành thí nghiệm d) Kết quả Thể tích V Áp suất P PV 2 4 3 1 e) Nhận xét - P.V = const → 1P V 2. Định luật Boilo – Mariot - Nội dung (sgk) - Biểu thức: 1P V hay pV = const - TT1: p1, V1 TT2: p2, V2 - Chú ý: Điều kiện áp dụng định luật: +) Chỉ áp dụng cho một lượng khí nhất định +) Và nhiệt độ là không đổi IV/ Đường đẳng nhiệt - Định nghĩa (sgk) - Trong cùng một hệ trục tọa độ đường đẳng nhiệt ở trên có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ của đường đẳng nhiệt phía dưới. QT p1V1 = p2V2