Luận văn tìm hiểu về phương trình trạng thái của khí lí tưởng khí thực và Ứng dụng trong giảng dạy vật lí 10 trung học phổ thông

Các phân Lử chuyển động hỗn loạn, không ngừng nghĩa là các phan Ur khí tham gia chuyển đông nhiệt, Chất khi lý tưởng tuân theo mô hình thuyết động, hoc phân tử và phương trình trạng thá

DAI HOC QUOC GIA HA NOL

TRUONG DAI HOC GIAO DUC

KHOA SU PHAM

CAN THI THU HUONG

TIM HIEU VE PHUONG TRINH TRANG THAI CUA KHi LY

TƯỞNG, KHỈ THỊƒC VA UNG DUNG TRONG GIANG DAY VAT

LÍ 10 TRUNG HỌC PHÔ THÔNG

KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP NGÀNH SƯ PHẠM VẬT LÝ

HÀ NỘI—2018

DAI HOC QUOC GIA HA NOL TRUONG DAI HOC GLAO DUC

TÌM IHIỂU VỀ PHƯƠNG TRÌNI TRẠNG THIÁI CỦA KII LÝ

TƯỚNG, KHÍ THỊƒC VÀ ỨNG DỤNG TRONG GIẢNG DẠY VẶT

LÍ 10 TRUNG HỌC PHÔ THÔNG

KHÓA LUẬN TOT NGIIMP NGÀNH SƯ PHẠM VẬT LÝ

Cán bộ hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Huy Sinh Sinh viên thực hiện khóa luận: Cắn Thị Thu Hường

HÀ NỘI—2018

LOI CAM ON

"Trong suốt quá trình tìm hiểu và hoàn thiện khỏa luận nảy, tôi đã nhận được

sự ủng hộ, giúp đỡ, giảng dạy nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo, bạn bẻ, người

thân Với lòng kính trọng và biết ơn sầu sắc, tôi xin được bảy tỏ lời cảm ơn chân

thành tới:

Các thầy cô giáo trong Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học, Trường

Đại học Giáo Dục — Đại học Quốc gia Ha Nội cùng toàn thể các thầy cô giáo đã

tham gia giảng dạy, giúp đỡ tôi trưởng thành trong quá trình học tập tại trường, đã

tao mọi diều kiện thuận lời giúp dỡ tôi hoàn thành khóa luận

G8 'T§ Nguyễn Huy Bình, người thầy đảng kính đã hết lòng giúp đỡ, hướng,

dẫn, động viên và tạo mọi điền kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập

và quá trình thực hiện dễ tài

Mặc dù đã có nhiều cổ gắng, song khóa luận không thể trảnh khỏi những sai sót, kính mong các thầy cô cùng các bạn đóng góp để khỏa luận dược hoàn thiên

hơn

Xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngây tháng năm 2018

Sinh viên

Cần Thị Thu Hường

2.2 Tim hiểu và mở rộng cách thiết lập phương trình trạng thái của khi lý:

tưởng theo các nội dung của Thuyết động học phân tử - 18

2.2.2 Nhiệt độ của khí lý tuGng eee eeess ieee riteesrieseeetsnanieane 23

2.2.3 Dộng năng trung bình chuyến động tịnh tiến của phân tử

2.3 Xây dựng phương trinh trạng thái của khí thực: Phương trình Van Der

2.3.1 Khí thực - - - 25

2.3.2 Phương trình Van Der Waals

2.4 5o sánh các phương trỉnh trạng thái của khí lý tưởng và khí thực 28

MO DAU

1 Ly do chọn để tài

Chất khi có vai trở vô cùng quan trọng trong Nhiệt dộng lực học Trong

chương trình Vật lí 10 THPT chương trình nâng cao hiện nay, chương “Chất khí”

là chương thứ năm, là chương mở đầu của phần Nhiệt học Nhiệt học là một phần

của vật lí học nghiên cửu vẻ các hiện tượng nhiệt Những hiện tượng nhiệt có thể

giải thích được đựa vào cấu trúc phân tử của vật chất Nội dung của chương để

cập dến cầu trúc phân từ và các tính chất cơ bản nhất của vật chất ở trạng thải khí

1ó cũng là khởi nguồn của sự hình thành vạn vật Vì vậy, nghiên cứu chất khí là

đi sâu tìm hiểu về bản chất của môn khoa học mang tên “Nhiệt động lực học”

Nghiên cứu chương “Chất khỉ” chính là cơ sở, là tiễn đề đề tiếp tuc nghiên cứu

các định luật, các hiện tượng nhiệt, các quá trình biến đổi nhiệt động học Dây là

vẫn để vô cùng quan trọng bới vì không chí sử dựng lí thuyết chất khí dễ puải thích

một số hiện tượng tự nhiên mà còn sử dụng hệ quả của các nguyên lí, định luật để chế tạo cáo máy móc, các loại động cơ từ đơn giản đến phức tạp phục vụ cho đời sống, cũn người

IYong vật lí học, chất khi được chia làm hai loại: khí lí tưởng và khí thực

Khi lí tưởng (heo quan điểm vĩ mô) là khỉ tuân theo các định luật thực nghiệm về

chất khí như định luật Bôi-lơ — Ma-ri-ôt, định luật Sác-lơ, dịnh luật Gay lauy-

xác [I]

Khi lý tưởng gồm các phân tử có kích thước rất nhỏ và được coi như một

chất điểm Các phân Lử chuyển động hỗn loạn, không ngừng nghĩa là các phan Ur

khí tham gia chuyển đông nhiệt, Chất khi lý tưởng tuân theo mô hình thuyết động,

hoc phân tử và phương trình trạng thái của chúng được biểu diễn bằng mối quan

hệ giữa ba đại lượng: áp suất (p) thể tích (V) và nhiệt độ T)

2.2 Tim hiểu và mở rộng cách thiết lập phương trình trạng thái của khi lý:

tưởng theo các nội dung của Thuyết động học phân tử - 18

2.2.2 Nhiệt độ của khí lý tuGng eee eeess ieee riteesrieseeetsnanieane 23

2.2.3 Dộng năng trung bình chuyến động tịnh tiến của phân tử

2.3 Xây dựng phương trinh trạng thái của khí thực: Phương trình Van Der

2.3.1 Khí thực - - - 25

2.3.2 Phương trình Van Der Waals

2.4 5o sánh các phương trỉnh trạng thái của khí lý tưởng và khí thực 28

DANITMỤC CÁC KÍ IIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TÁT

Viết đầy đủ

1 GV Giáo viên

MỤC LỤC LOI CAM ON

DANH MUC CAC Ki HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CHƯƠNGI: TÌM HIỂU VAI TRÒ QUAN TRỌNG CỦA “CHÁT

KHÍ”? TRONG PHAN NHIET HOC CHUONG TRINH VẬT LÝ 1 THPT

1.4 Những khó khăn khi day hoe chương “Chất khí”: 7

1.5 Mục tiêu cần đạt được khi đạy học chương “Chất khi” Vật lý 10 TIIPT 8

KIIÍ LÝ TƯỞNG, KIIÍ TIIỰC VÀ Ý NGIIĨA CỦA CIIÉNG TRONG

GIANG DAY CHUONG “CHAT KHi” VAT LY 10 THPT - 15

3.1 Xây đựng phương trình trạng thái của khí lý tưởng theo chương trình giảng,

2.2 Tim hiểu và mở rộng cách thiết lập phương trình trạng thái của khi lý:

tưởng theo các nội dung của Thuyết động học phân tử - 18

2.2.2 Nhiệt độ của khí lý tuGng eee eeess ieee riteesrieseeetsnanieane 23

2.2.3 Dộng năng trung bình chuyến động tịnh tiến của phân tử

2.3 Xây dựng phương trinh trạng thái của khí thực: Phương trình Van Der

2.3.1 Khí thực - - - 25

2.3.2 Phương trình Van Der Waals

2.4 5o sánh các phương trỉnh trạng thái của khí lý tưởng và khí thực 28

MỤC LỤC LOI CAM ON

DANH MUC CAC Ki HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CHƯƠNGI: TÌM HIỂU VAI TRÒ QUAN TRỌNG CỦA “CHÁT

KHÍ”? TRONG PHAN NHIET HOC CHUONG TRINH VẬT LÝ 1 THPT

1.4 Những khó khăn khi day hoe chương “Chất khí”: 7

1.5 Mục tiêu cần đạt được khi đạy học chương “Chất khi” Vật lý 10 TIIPT 8

KIIÍ LÝ TƯỞNG, KIIÍ TIIỰC VÀ Ý NGIIĨA CỦA CIIÉNG TRONG

GIANG DAY CHUONG “CHAT KHi” VAT LY 10 THPT - 15

3.1 Xây đựng phương trình trạng thái của khí lý tưởng theo chương trình giảng,

hi thực là chất khí tổn tại trong thực tế như oxi, nito, cacbonic, vv Các

phân tử khí thực có khối lượng vả chúng tương tác lẫn nhau thông qua lực tương,

tác giữa các phân tử Trạng thái của khí thực được mô tả hằng phương trình Van

der Waals "lrong phần * Nhiệt học” lớp 10 ‘THP' chỉ nghiền cứu về khí lý tưởng,

'Irạng thái của một hệ nhiệt động là khái niệm đặc biệt quan trọng Đó lá sự

†ổ hợp các tình chất của hệ trong những điều kiện đặc biệt mà ở đó mọi nguyên tố

của hệ đều có tính chất như nhau

Trạng thái của hệ dược xác dịnh bằng các thông số trạng thái khi hệ ở vị trí

cân bằng với các giá trị xác định của P, V và 1 Phương trình trang thái của khí lý

tưởng là hệ thức mô tả mối quan hệ giữa P, V và T như PV - RT - const

Khi thực tuy không giảng dạy trong chương trình THIPT nhưng nó lại góp

phần quyết định trong quá trình nghiên cứu về chất khí Mọi ứng dụng trong thực

†ế như: động cơ nhiệt, máy lạnh, đến sự sống của các sinh vật trên trái đất như hít thử, quang hợp đều cần đến khi thực

hưng khí thực khác với khi lý tưởng, khí thực có khối lượng và chúng tương tác nhau nên không thể sử dụng phương trình trạng thái của khí lý tướng cho khí thực, mà phải xây dựng riêng phương trình trạng thái của khí thực, đó là phương,

tỉnh Van Der Waals

Bên cạnh việc dạy cho học sinh THETT về chất khí, các dịnh luật áp dung cho

chất khí lý tướng, cần phải cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về khí

thực khi đạy học chương “Chất khí”, Vật lý 10 TITPT Đề từ đó, học sinh có một

bức tranh khái quát nhất về chất khi, Vì vậy, tôi chọn đề tài: “7m biểu về

phương trình trạng thái của khí lí trởng, khi thực và ing dung trong

giảng dạy vật lí 10 trung học phố thông”.

CHƯƠNG 1: TÌM IHÈU VAI TRÒ QUAN TRỌNG CỦA “CHÁT KII?

TRONG PHAN NHIET HOC CHUONG TRINH VAT Li 10 THPT

1.1.Tim hiểu nội dung kiến thức phần nhiệt học vật lý lớp 10 chương trình

nang cao

Trong sách giáo khoa Vật lý 10 nâng cao [2] nhiệt học là phần thứ hai của

chương trình Cầu trúc chương trình phần nhiệt học được bố trí như hình 1.1

Ì Thuyết động học phân - Chất ran két tinh va chat

[Các quá trình nhiệt | ˆ Biển đạng cơ của vật ren biến đổi nội năng

- Sự nở vỉ nhiệt của vật rắn L Các nguyên lí của

động của khí lý tưởng ;

Phương trình trang | ` Chat ‘ene Các hiện tượng hhiệt dộng lực học

thái của khí lý tưởng căng bề mặt của chất lỏng, đính ướt, mao dẫn

Phương trình Cla-pê-

rôn Men-đêlê-ép - Sự chuyên thể, nóng chảy,

- Đô ẩm của không khí

Hình 1.1: Sơ đồ cầu trúc chương trình phần nhiệt học

2.2 Tim hiểu và mở rộng cách thiết lập phương trình trạng thái của khi lý:

tưởng theo các nội dung của Thuyết động học phân tử - 18

2.2.2 Nhiệt độ của khí lý tuGng eee eeess ieee riteesrieseeetsnanieane 23

2.2.3 Dộng năng trung bình chuyến động tịnh tiến của phân tử

2.3 Xây dựng phương trinh trạng thái của khí thực: Phương trình Van Der

2.3.1 Khí thực - - - 25

2.3.2 Phương trình Van Der Waals

2.4 5o sánh các phương trỉnh trạng thái của khí lý tưởng và khí thực 28

CHƯƠNG 1: TÌM IHÈU VAI TRÒ QUAN TRỌNG CỦA “CHÁT KII?

TRONG PHAN NHIET HOC CHUONG TRINH VAT Li 10 THPT

1.1.Tim hiểu nội dung kiến thức phần nhiệt học vật lý lớp 10 chương trình

nang cao

Trong sách giáo khoa Vật lý 10 nâng cao [2] nhiệt học là phần thứ hai của

chương trình Cầu trúc chương trình phần nhiệt học được bố trí như hình 1.1

Ì Thuyết động học phân - Chất ran két tinh va chat

[Các quá trình nhiệt | ˆ Biển đạng cơ của vật ren biến đổi nội năng

- Sự nở vỉ nhiệt của vật rắn L Các nguyên lí của

động của khí lý tưởng ;

Phương trình trang | ` Chat ‘ene Các hiện tượng hhiệt dộng lực học

thái của khí lý tưởng căng bề mặt của chất lỏng, đính ướt, mao dẫn

Phương trình Cla-pê-

rôn Men-đêlê-ép - Sự chuyên thể, nóng chảy,

- Đô ẩm của không khí

Hình 1.1: Sơ đồ cầu trúc chương trình phần nhiệt học

DANITMỤC CÁC KÍ IIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TÁT

Viết đầy đủ

1 GV Giáo viên

2 Cấu trúc khóa luận

Ngoài phần mở dầu vá kết luận, nội đụng khóa luận bao gồm 2 chương

Chương 1: Tìm hiểu vai trỏ quan trong của “chất khí” trong phần nhiệt học

chương trình vật lí 10 THP1

Chương 2: 5o sánh các phương trình trạng thái của khí lý tưởng, khí thực và ý

nghĩa của chúng trong giảng dạy chương “Chất khí” Vật lý lớp 10 THET.

hi thực là chất khí tổn tại trong thực tế như oxi, nito, cacbonic, vv Các

phân tử khí thực có khối lượng vả chúng tương tác lẫn nhau thông qua lực tương,

tác giữa các phân tử Trạng thái của khí thực được mô tả hằng phương trình Van

der Waals "lrong phần * Nhiệt học” lớp 10 ‘THP' chỉ nghiền cứu về khí lý tưởng,

'Irạng thái của một hệ nhiệt động là khái niệm đặc biệt quan trọng Đó lá sự

†ổ hợp các tình chất của hệ trong những điều kiện đặc biệt mà ở đó mọi nguyên tố

của hệ đều có tính chất như nhau

Trạng thái của hệ dược xác dịnh bằng các thông số trạng thái khi hệ ở vị trí

cân bằng với các giá trị xác định của P, V và 1 Phương trình trang thái của khí lý

tưởng là hệ thức mô tả mối quan hệ giữa P, V và T như PV - RT - const

Khi thực tuy không giảng dạy trong chương trình THIPT nhưng nó lại góp

phần quyết định trong quá trình nghiên cứu về chất khí Mọi ứng dụng trong thực

†ế như: động cơ nhiệt, máy lạnh, đến sự sống của các sinh vật trên trái đất như hít thử, quang hợp đều cần đến khi thực

hưng khí thực khác với khi lý tưởng, khí thực có khối lượng và chúng tương tác nhau nên không thể sử dụng phương trình trạng thái của khí lý tướng cho khí thực, mà phải xây dựng riêng phương trình trạng thái của khí thực, đó là phương,

tỉnh Van Der Waals

Bên cạnh việc dạy cho học sinh THETT về chất khí, các dịnh luật áp dung cho

chất khí lý tướng, cần phải cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về khí

thực khi đạy học chương “Chất khí”, Vật lý 10 TITPT Đề từ đó, học sinh có một

bức tranh khái quát nhất về chất khi, Vì vậy, tôi chọn đề tài: “7m biểu về

phương trình trạng thái của khí lí trởng, khi thực và ing dung trong

giảng dạy vật lí 10 trung học phố thông”.

DANITMỤC CÁC KÍ IIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TÁT

Viết đầy đủ

1 GV Giáo viên

MO DAU

1 Ly do chọn để tài

Chất khi có vai trở vô cùng quan trọng trong Nhiệt dộng lực học Trong

chương trình Vật lí 10 THPT chương trình nâng cao hiện nay, chương “Chất khí”

là chương thứ năm, là chương mở đầu của phần Nhiệt học Nhiệt học là một phần

của vật lí học nghiên cửu vẻ các hiện tượng nhiệt Những hiện tượng nhiệt có thể

giải thích được đựa vào cấu trúc phân tử của vật chất Nội dung của chương để

cập dến cầu trúc phân từ và các tính chất cơ bản nhất của vật chất ở trạng thải khí

1ó cũng là khởi nguồn của sự hình thành vạn vật Vì vậy, nghiên cứu chất khí là

đi sâu tìm hiểu về bản chất của môn khoa học mang tên “Nhiệt động lực học”

Nghiên cứu chương “Chất khỉ” chính là cơ sở, là tiễn đề đề tiếp tuc nghiên cứu

các định luật, các hiện tượng nhiệt, các quá trình biến đổi nhiệt động học Dây là

vẫn để vô cùng quan trọng bới vì không chí sử dựng lí thuyết chất khí dễ puải thích

một số hiện tượng tự nhiên mà còn sử dụng hệ quả của các nguyên lí, định luật để chế tạo cáo máy móc, các loại động cơ từ đơn giản đến phức tạp phục vụ cho đời sống, cũn người

IYong vật lí học, chất khi được chia làm hai loại: khí lí tưởng và khí thực

Khi lí tưởng (heo quan điểm vĩ mô) là khỉ tuân theo các định luật thực nghiệm về

chất khí như định luật Bôi-lơ — Ma-ri-ôt, định luật Sác-lơ, dịnh luật Gay lauy-

xác [I]

Khi lý tưởng gồm các phân tử có kích thước rất nhỏ và được coi như một

chất điểm Các phân Lử chuyển động hỗn loạn, không ngừng nghĩa là các phan Ur

khí tham gia chuyển đông nhiệt, Chất khi lý tưởng tuân theo mô hình thuyết động,

hoc phân tử và phương trình trạng thái của chúng được biểu diễn bằng mối quan

hệ giữa ba đại lượng: áp suất (p) thể tích (V) và nhiệt độ T)

2 Cấu trúc khóa luận

Ngoài phần mở dầu vá kết luận, nội đụng khóa luận bao gồm 2 chương

Chương 1: Tìm hiểu vai trỏ quan trong của “chất khí” trong phần nhiệt học

chương trình vật lí 10 THP1

Chương 2: 5o sánh các phương trình trạng thái của khí lý tưởng, khí thực và ý

nghĩa của chúng trong giảng dạy chương “Chất khí” Vật lý lớp 10 THET.

MỤC LỤC LOI CAM ON

DANH MUC CAC Ki HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CHƯƠNGI: TÌM HIỂU VAI TRÒ QUAN TRỌNG CỦA “CHÁT

KHÍ”? TRONG PHAN NHIET HOC CHUONG TRINH VẬT LÝ 1 THPT

1.4 Những khó khăn khi day hoe chương “Chất khí”: 7

1.5 Mục tiêu cần đạt được khi đạy học chương “Chất khi” Vật lý 10 TIIPT 8

KIIÍ LÝ TƯỞNG, KIIÍ TIIỰC VÀ Ý NGIIĨA CỦA CIIÉNG TRONG

GIANG DAY CHUONG “CHAT KHi” VAT LY 10 THPT - 15

3.1 Xây đựng phương trình trạng thái của khí lý tưởng theo chương trình giảng,

MO DAU

1 Ly do chọn để tài

Chất khi có vai trở vô cùng quan trọng trong Nhiệt dộng lực học Trong

chương trình Vật lí 10 THPT chương trình nâng cao hiện nay, chương “Chất khí”

là chương thứ năm, là chương mở đầu của phần Nhiệt học Nhiệt học là một phần

của vật lí học nghiên cửu vẻ các hiện tượng nhiệt Những hiện tượng nhiệt có thể

giải thích được đựa vào cấu trúc phân tử của vật chất Nội dung của chương để

cập dến cầu trúc phân từ và các tính chất cơ bản nhất của vật chất ở trạng thải khí

1ó cũng là khởi nguồn của sự hình thành vạn vật Vì vậy, nghiên cứu chất khí là

đi sâu tìm hiểu về bản chất của môn khoa học mang tên “Nhiệt động lực học”

Nghiên cứu chương “Chất khỉ” chính là cơ sở, là tiễn đề đề tiếp tuc nghiên cứu

các định luật, các hiện tượng nhiệt, các quá trình biến đổi nhiệt động học Dây là

vẫn để vô cùng quan trọng bới vì không chí sử dựng lí thuyết chất khí dễ puải thích

một số hiện tượng tự nhiên mà còn sử dụng hệ quả của các nguyên lí, định luật để chế tạo cáo máy móc, các loại động cơ từ đơn giản đến phức tạp phục vụ cho đời sống, cũn người

IYong vật lí học, chất khi được chia làm hai loại: khí lí tưởng và khí thực

Khi lí tưởng (heo quan điểm vĩ mô) là khỉ tuân theo các định luật thực nghiệm về

chất khí như định luật Bôi-lơ — Ma-ri-ôt, định luật Sác-lơ, dịnh luật Gay lauy-

xác [I]

Khi lý tưởng gồm các phân tử có kích thước rất nhỏ và được coi như một

chất điểm Các phân Lử chuyển động hỗn loạn, không ngừng nghĩa là các phan Ur

khí tham gia chuyển đông nhiệt, Chất khi lý tưởng tuân theo mô hình thuyết động,

hoc phân tử và phương trình trạng thái của chúng được biểu diễn bằng mối quan

hệ giữa ba đại lượng: áp suất (p) thể tích (V) và nhiệt độ T)

2 Cấu trúc khóa luận

Ngoài phần mở dầu vá kết luận, nội đụng khóa luận bao gồm 2 chương

Chương 1: Tìm hiểu vai trỏ quan trong của “chất khí” trong phần nhiệt học

chương trình vật lí 10 THP1

Chương 2: 5o sánh các phương trình trạng thái của khí lý tưởng, khí thực và ý

nghĩa của chúng trong giảng dạy chương “Chất khí” Vật lý lớp 10 THET.

MO DAU

1 Ly do chọn để tài

Chất khi có vai trở vô cùng quan trọng trong Nhiệt dộng lực học Trong

chương trình Vật lí 10 THPT chương trình nâng cao hiện nay, chương “Chất khí”

là chương thứ năm, là chương mở đầu của phần Nhiệt học Nhiệt học là một phần

của vật lí học nghiên cửu vẻ các hiện tượng nhiệt Những hiện tượng nhiệt có thể

giải thích được đựa vào cấu trúc phân tử của vật chất Nội dung của chương để

cập dến cầu trúc phân từ và các tính chất cơ bản nhất của vật chất ở trạng thải khí

1ó cũng là khởi nguồn của sự hình thành vạn vật Vì vậy, nghiên cứu chất khí là

đi sâu tìm hiểu về bản chất của môn khoa học mang tên “Nhiệt động lực học”

Nghiên cứu chương “Chất khỉ” chính là cơ sở, là tiễn đề đề tiếp tuc nghiên cứu

các định luật, các hiện tượng nhiệt, các quá trình biến đổi nhiệt động học Dây là

vẫn để vô cùng quan trọng bới vì không chí sử dựng lí thuyết chất khí dễ puải thích

một số hiện tượng tự nhiên mà còn sử dụng hệ quả của các nguyên lí, định luật để chế tạo cáo máy móc, các loại động cơ từ đơn giản đến phức tạp phục vụ cho đời sống, cũn người

IYong vật lí học, chất khi được chia làm hai loại: khí lí tưởng và khí thực

Khi lí tưởng (heo quan điểm vĩ mô) là khỉ tuân theo các định luật thực nghiệm về

chất khí như định luật Bôi-lơ — Ma-ri-ôt, định luật Sác-lơ, dịnh luật Gay lauy-

xác [I]

Khi lý tưởng gồm các phân tử có kích thước rất nhỏ và được coi như một

chất điểm Các phân Lử chuyển động hỗn loạn, không ngừng nghĩa là các phan Ur

khí tham gia chuyển đông nhiệt, Chất khi lý tưởng tuân theo mô hình thuyết động,

hoc phân tử và phương trình trạng thái của chúng được biểu diễn bằng mối quan

hệ giữa ba đại lượng: áp suất (p) thể tích (V) và nhiệt độ T)

2.2 Tim hiểu và mở rộng cách thiết lập phương trình trạng thái của khi lý:

tưởng theo các nội dung của Thuyết động học phân tử - 18

2.2.2 Nhiệt độ của khí lý tuGng eee eeess ieee riteesrieseeetsnanieane 23

2.2.3 Dộng năng trung bình chuyến động tịnh tiến của phân tử

2.3 Xây dựng phương trinh trạng thái của khí thực: Phương trình Van Der

2.3.1 Khí thực - - - 25

2.3.2 Phương trình Van Der Waals

2.4 5o sánh các phương trỉnh trạng thái của khí lý tưởng và khí thực 28

MỤC LỤC LOI CAM ON

DANH MUC CAC Ki HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CHƯƠNGI: TÌM HIỂU VAI TRÒ QUAN TRỌNG CỦA “CHÁT

KHÍ”? TRONG PHAN NHIET HOC CHUONG TRINH VẬT LÝ 1 THPT

1.4 Những khó khăn khi day hoe chương “Chất khí”: 7

1.5 Mục tiêu cần đạt được khi đạy học chương “Chất khi” Vật lý 10 TIIPT 8

KIIÍ LÝ TƯỞNG, KIIÍ TIIỰC VÀ Ý NGIIĨA CỦA CIIÉNG TRONG

GIANG DAY CHUONG “CHAT KHi” VAT LY 10 THPT - 15

3.1 Xây đựng phương trình trạng thái của khí lý tưởng theo chương trình giảng,

MỤC LỤC LOI CAM ON

DANH MUC CAC Ki HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CHƯƠNGI: TÌM HIỂU VAI TRÒ QUAN TRỌNG CỦA “CHÁT

KHÍ”? TRONG PHAN NHIET HOC CHUONG TRINH VẬT LÝ 1 THPT

1.4 Những khó khăn khi day hoe chương “Chất khí”: 7

1.5 Mục tiêu cần đạt được khi đạy học chương “Chất khi” Vật lý 10 TIIPT 8

KIIÍ LÝ TƯỞNG, KIIÍ TIIỰC VÀ Ý NGIIĨA CỦA CIIÉNG TRONG

GIANG DAY CHUONG “CHAT KHi” VAT LY 10 THPT - 15

3.1 Xây đựng phương trình trạng thái của khí lý tưởng theo chương trình giảng,

2 Cấu trúc khóa luận

Ngoài phần mở dầu vá kết luận, nội đụng khóa luận bao gồm 2 chương

Chương 1: Tìm hiểu vai trỏ quan trong của “chất khí” trong phần nhiệt học

chương trình vật lí 10 THP1

Chương 2: 5o sánh các phương trình trạng thái của khí lý tưởng, khí thực và ý

nghĩa của chúng trong giảng dạy chương “Chất khí” Vật lý lớp 10 THET.

CHƯƠNG 1: TÌM IHÈU VAI TRÒ QUAN TRỌNG CỦA “CHÁT KII?

TRONG PHAN NHIET HOC CHUONG TRINH VAT Li 10 THPT

1.1.Tim hiểu nội dung kiến thức phần nhiệt học vật lý lớp 10 chương trình

nang cao

Trong sách giáo khoa Vật lý 10 nâng cao [2] nhiệt học là phần thứ hai của

chương trình Cầu trúc chương trình phần nhiệt học được bố trí như hình 1.1

Ì Thuyết động học phân - Chất ran két tinh va chat

[Các quá trình nhiệt | ˆ Biển đạng cơ của vật ren biến đổi nội năng

- Sự nở vỉ nhiệt của vật rắn L Các nguyên lí của

động của khí lý tưởng ;

Phương trình trang | ` Chat ‘ene Các hiện tượng hhiệt dộng lực học

thái của khí lý tưởng căng bề mặt của chất lỏng, đính ướt, mao dẫn

Phương trình Cla-pê-

rôn Men-đêlê-ép - Sự chuyên thể, nóng chảy,

- Đô ẩm của không khí

Hình 1.1: Sơ đồ cầu trúc chương trình phần nhiệt học

MỤC LỤC LOI CAM ON

DANH MUC CAC Ki HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CHƯƠNGI: TÌM HIỂU VAI TRÒ QUAN TRỌNG CỦA “CHÁT

KHÍ”? TRONG PHAN NHIET HOC CHUONG TRINH VẬT LÝ 1 THPT

1.4 Những khó khăn khi day hoe chương “Chất khí”: 7

1.5 Mục tiêu cần đạt được khi đạy học chương “Chất khi” Vật lý 10 TIIPT 8

KIIÍ LÝ TƯỞNG, KIIÍ TIIỰC VÀ Ý NGIIĨA CỦA CIIÉNG TRONG

GIANG DAY CHUONG “CHAT KHi” VAT LY 10 THPT - 15

3.1 Xây đựng phương trình trạng thái của khí lý tưởng theo chương trình giảng,

MO DAU

1 Ly do chọn để tài

Chất khi có vai trở vô cùng quan trọng trong Nhiệt dộng lực học Trong

chương trình Vật lí 10 THPT chương trình nâng cao hiện nay, chương “Chất khí”

là chương thứ năm, là chương mở đầu của phần Nhiệt học Nhiệt học là một phần

của vật lí học nghiên cửu vẻ các hiện tượng nhiệt Những hiện tượng nhiệt có thể

giải thích được đựa vào cấu trúc phân tử của vật chất Nội dung của chương để

cập dến cầu trúc phân từ và các tính chất cơ bản nhất của vật chất ở trạng thải khí

1ó cũng là khởi nguồn của sự hình thành vạn vật Vì vậy, nghiên cứu chất khí là

đi sâu tìm hiểu về bản chất của môn khoa học mang tên “Nhiệt động lực học”

Nghiên cứu chương “Chất khỉ” chính là cơ sở, là tiễn đề đề tiếp tuc nghiên cứu

các định luật, các hiện tượng nhiệt, các quá trình biến đổi nhiệt động học Dây là

vẫn để vô cùng quan trọng bới vì không chí sử dựng lí thuyết chất khí dễ puải thích

một số hiện tượng tự nhiên mà còn sử dụng hệ quả của các nguyên lí, định luật để chế tạo cáo máy móc, các loại động cơ từ đơn giản đến phức tạp phục vụ cho đời sống, cũn người

IYong vật lí học, chất khi được chia làm hai loại: khí lí tưởng và khí thực

Khi lí tưởng (heo quan điểm vĩ mô) là khỉ tuân theo các định luật thực nghiệm về

chất khí như định luật Bôi-lơ — Ma-ri-ôt, định luật Sác-lơ, dịnh luật Gay lauy-

xác [I]

Khi lý tưởng gồm các phân tử có kích thước rất nhỏ và được coi như một

chất điểm Các phân Lử chuyển động hỗn loạn, không ngừng nghĩa là các phan Ur

khí tham gia chuyển đông nhiệt, Chất khi lý tưởng tuân theo mô hình thuyết động,

hoc phân tử và phương trình trạng thái của chúng được biểu diễn bằng mối quan

hệ giữa ba đại lượng: áp suất (p) thể tích (V) và nhiệt độ T)

hi thực là chất khí tổn tại trong thực tế như oxi, nito, cacbonic, vv Các

phân tử khí thực có khối lượng vả chúng tương tác lẫn nhau thông qua lực tương,

tác giữa các phân tử Trạng thái của khí thực được mô tả hằng phương trình Van

der Waals "lrong phần * Nhiệt học” lớp 10 ‘THP' chỉ nghiền cứu về khí lý tưởng,

'Irạng thái của một hệ nhiệt động là khái niệm đặc biệt quan trọng Đó lá sự

†ổ hợp các tình chất của hệ trong những điều kiện đặc biệt mà ở đó mọi nguyên tố

của hệ đều có tính chất như nhau

Trạng thái của hệ dược xác dịnh bằng các thông số trạng thái khi hệ ở vị trí

cân bằng với các giá trị xác định của P, V và 1 Phương trình trang thái của khí lý

tưởng là hệ thức mô tả mối quan hệ giữa P, V và T như PV - RT - const

Khi thực tuy không giảng dạy trong chương trình THIPT nhưng nó lại góp

phần quyết định trong quá trình nghiên cứu về chất khí Mọi ứng dụng trong thực

†ế như: động cơ nhiệt, máy lạnh, đến sự sống của các sinh vật trên trái đất như hít thử, quang hợp đều cần đến khi thực

hưng khí thực khác với khi lý tưởng, khí thực có khối lượng và chúng tương tác nhau nên không thể sử dụng phương trình trạng thái của khí lý tướng cho khí thực, mà phải xây dựng riêng phương trình trạng thái của khí thực, đó là phương,

tỉnh Van Der Waals

Bên cạnh việc dạy cho học sinh THETT về chất khí, các dịnh luật áp dung cho

chất khí lý tướng, cần phải cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về khí

thực khi đạy học chương “Chất khí”, Vật lý 10 TITPT Đề từ đó, học sinh có một

bức tranh khái quát nhất về chất khi, Vì vậy, tôi chọn đề tài: “7m biểu về

phương trình trạng thái của khí lí trởng, khi thực và ing dung trong

giảng dạy vật lí 10 trung học phố thông”.

DANITMỤC CÁC KÍ IIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TÁT

Viết đầy đủ

1 GV Giáo viên

2 Cấu trúc khóa luận

Ngoài phần mở dầu vá kết luận, nội đụng khóa luận bao gồm 2 chương

Chương 1: Tìm hiểu vai trỏ quan trong của “chất khí” trong phần nhiệt học

chương trình vật lí 10 THP1

Chương 2: 5o sánh các phương trình trạng thái của khí lý tưởng, khí thực và ý

nghĩa của chúng trong giảng dạy chương “Chất khí” Vật lý lớp 10 THET.

MỤC LỤC LOI CAM ON

DANH MUC CAC Ki HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CHƯƠNGI: TÌM HIỂU VAI TRÒ QUAN TRỌNG CỦA “CHÁT

KHÍ”? TRONG PHAN NHIET HOC CHUONG TRINH VẬT LÝ 1 THPT

1.4 Những khó khăn khi day hoe chương “Chất khí”: 7

1.5 Mục tiêu cần đạt được khi đạy học chương “Chất khi” Vật lý 10 TIIPT 8

KIIÍ LÝ TƯỞNG, KIIÍ TIIỰC VÀ Ý NGIIĨA CỦA CIIÉNG TRONG

GIANG DAY CHUONG “CHAT KHi” VAT LY 10 THPT - 15

3.1 Xây đựng phương trình trạng thái của khí lý tưởng theo chương trình giảng,

2.2 Tim hiểu và mở rộng cách thiết lập phương trình trạng thái của khi lý:

tưởng theo các nội dung của Thuyết động học phân tử - 18

2.2.2 Nhiệt độ của khí lý tuGng eee eeess ieee riteesrieseeetsnanieane 23

2.2.3 Dộng năng trung bình chuyến động tịnh tiến của phân tử

2.3 Xây dựng phương trinh trạng thái của khí thực: Phương trình Van Der

2.3.1 Khí thực - - - 25

2.3.2 Phương trình Van Der Waals

2.4 5o sánh các phương trỉnh trạng thái của khí lý tưởng và khí thực 28

2 Cấu trúc khóa luận

Ngoài phần mở dầu vá kết luận, nội đụng khóa luận bao gồm 2 chương

Chương 1: Tìm hiểu vai trỏ quan trong của “chất khí” trong phần nhiệt học

chương trình vật lí 10 THP1

Chương 2: 5o sánh các phương trình trạng thái của khí lý tưởng, khí thực và ý

nghĩa của chúng trong giảng dạy chương “Chất khí” Vật lý lớp 10 THET.