Ren luyen mot so ki nang phan tich, tong hop cho HS (vat li 10)chat khi

Định luật Bôi-lơ-Mariốt Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.. Phân tích bài tập và kế hoạch giải: Xác định rõ lượng khí không đổi n

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

II MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI

III Ý TƯỞNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI

IV KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG CỦA BÀI KIỂM TRA GẦN NHẤT TRƯỚC KHI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NÀY CỦA HAI LỚP LỚP 10A11 VÀ 10A15

NỘI DUNG

A BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ - MA-RI-ỐT

B BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ

C BÀI TẬP PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG

KẾT QUẢ

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

TÀI LIỆU THAM KHẢO

MỞ ĐẦU

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Vật lý lớp 10 Cơ bản ở chương “Chất khí” có phần bài tập của ba định luật: Bôi-lơ-Mariốt, Sác-lơ, Gay-Luy-xác có dạng gần như giống nhau Nếu biết suy luận ở bài tập của định luật Bôi-lơ-Mariốt thì sẽ biết suy luận ở các định luật còn lại Và các em khi làm bài thì có một số chưa biết áp dụng chính xác các định luật này và chưa yêu thích lắm khi làm bài tập

Vì thế tôi mong muốn các em hiểu kĩ hơn về phần bài tập của ba định luật về chất khí và các em có thể nhận biết các lỗi thông thường khi làm trắc nghiệm và tự mình có thể làm bài tập trắc nghiệm một cách dễ dàng thông qua

đề tài: “Giúp học sinh tự nhận biết các sai lầm khi làm bài tập trắc nghiệm

III Ý TƯỞNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI

Xuất phát từ yêu cầu lấy học sinh làm trung tâm tôi đã thực hiện các biện pháp sau:

• Giao phiếu học tập cho học sinh trong đó có sẳn các dạng tóan có thể ra

ở chương Chất khí để các em tìm hiểu trước ở nhà.

• Lên lớp ban đầu kiểm tra việc thực hiện làm phiếu học tập ở nhà của học sinh

• Cùng nhau thảo luận những vấn đề còn chưa hiểu bằng cách cho các em

tự mình nêu câu hỏi, các bạn ở nhóm khác tham gia thảo luận và giáo viên

là người chỉ rút lại kết quả cuối cùng hoặc chỉ tham gia khi thấy ban đầu các

em đi sai hướng, giáo viên để các em tự làm việc là chính

IV KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG CỦA BÀI KIỂM TRA GẦN NHẤT

TRƯỚC KHI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NÀY CỦA HAI LỚP LỚP 10A11 VÀ 10A15:

Sĩ số 8,0 - 10,0 6,5 - 7,9 5 – 6,4 3,5 – 4,9 <3,5

15%

1226%

1022%

1226%

511%

16%

716%

818%

1943%

37%Nhận thấy kết quả dưới trung bình là khá cao Có lẽ các em chưa thích thú lắm với việc làm các bài tập phần trắc nghiệm Do đó tôi cố gắng làm các em hiểu

kĩ bài tập chương Chất khí để các em tránh gặp phải những sai lầm khi làm bài tập

NỘI DUNG

BÀI TẬP CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÝ 10 THPT

A BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ - MA-RI-ỐT

A.1 KIẾN THỨC CƠ BẢN

A.1.1 Quá trình đẳng nhiệt

Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt

A.1.2 Định luật Bôi-lơ-Mariốt

Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích

p~ 1

V hay pV =hằng số

A.1.3 Đường đẳng nhiệt

Đường biểu diễn sự biến thiên

của áp suất theo thể tích khi nhiệt

độ không đổi gọi là đường đẳng nhiệt

Trong hệ toạ độ (p,V) đường này là

Bước2 Phân tích bài tập và kế hoạch giải:

Xác định rõ lượng khí không đổi nén đẳng nhiệt, nên xác định sự tăng

áp suất ta áp dụng định luật Bôilơ- Mariốt

Bước3 Thực hiện kế hoạch giải:

O

2 1

824

p V

p =V = =

Bước4 Vậy áp suất tăng 2 lần.

Chú ý: khi tính tỉ số độ lớn của cùng một đại lượng thì cĩ thể dùng một đơn vị tuỳ ý chung cho cả mẫu số và tử số

Bài 2 Nhận biết phương trình của định luật Bơi-lơ-Ma-ri-ốt và sử dụng đơn vị

Bài 3 Định luật Bơi-lơ-Ma-ri-ốt nĩi rằng cho nhiệt độ T = hằng số, với 1

lượng khí cho trước, ta cĩ pV = p’V’ Khi áp dụng cơng thức đĩ:

A Ta phải đo p bằng Pa, V bằng m3

B Ta phải lấy khối lượng khí bằng 1 mol

C Ta phải lấy khối lượng khí là 1 kg, đo áp suất bằng Pa, đo thể tích bằng m3

D Cĩ thể đo p, V bằng 1 đơn vị tùy ý và dùng một lượng khí tùy ý

Chọn đáp án D Ở đây cĩ đủ điều kiện để áp dụng định luật là với một lượng khí khơng đổi và nhiệt độ khơng đổi thì p, V cĩ thể đo bằng 1 đơn vị tùy ý Bài 4 Cho ba đại lượng, tìm đại lượng cịn lại xuất phát từ cơng thức sau

GV: Cho HS tìm hiểu cơng thức

1 1 2 2

p p.V=hằng số p p (p và V tỉ lệ nghịch với nhau)

p

V

V V

V

GV: Phân tích cho HS câu hỏi sau:

Dưới áp suất 2.104 N2

m một khối khí có thể tích 20 lít Giữ nhiệt độ khối khí

không đổi Dưới áp suất 5.104 N2

m V

m V

Vì xét 1 lượng khí không đổi, đẳng nhiệt

Sử dụng định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt suy ra: p1V1=p2V2

GV: Phân tích cho các em hiểu các vấn đề mà hay sai khi làm TNKQ

Đơn vị áp suất phải đổi cùng đơn vị và đơn vị thể tích phải đổi cùng đơn

vị

Chuyển vế sai.

Không áp dụng định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt mà dùng quy tắc tam suất để tính toán.

GV: Nếu muốn CHTNKQ khó hơn nữa thì ta phải làm sao?

HS: Thảo luận rồi đưa ra ý kiến là: cho áp suất p hay thể tích V không cùng đơn vị Ví dụ cho p 1 đơn vị atm, p 2 cho đơn vị mmHg.

Bài 5 Cho V , 1 V hỏi áp suất tăng hay giảm bao nhiêu lần? Và ngược lại, cho 2

áp suất từ p ,1 p hỏi thể tích tăng hay giảm bao nhiêu lần? 2

GV: Cho HS phân tích thảo luận để hiểu kiến thức trong phần đóng khung:

V V

V V

Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 10 lít đến thể tích 4 lít thì áp suất của khí tăng lên bao nhiêu lần?

Bước2 Phân tích bài tập và kế hoạch giải:

Xác định rõ lượng khí không đổi nén đẳng nhiệt, nên xác định sự tăng

áp suất ta áp dụng định luật Bôilơ- Mariốt

Bước3 Thực hiện kế hoạch giải:

p V

p =V = =

Chọn đáp án A

GV: Các em cho biết những vấn đề hay sai khi làm dạng TNKQ này?

HS: Đơn vị áp suất phải đổi cùng đơn vị và đơn vị thể tích phải đổi cùng đơn vị

Phải nhớ p và V tỉ lệ nghịch.

Chuyển vế sai.

Bài 6 Cho sự thay đổi về thể tích từ V lên 1 V và áp suất tăng hay giảm bao 2

nhiêu lần Hỏi áp suất ban đầu? Và ngược lại

V V V

V

V có dấu “-” điều đó có nghĩa gì?

HS: Điều đó có nghĩa là áp suất tăng thì thể tích giảm vì p tỉ lệ nghịch với

V (đối với một lượng khí xác định khi nhiệt độ không đổi).

GV: Cho HS làm CHTNKQ sau:

Khi được nén đẳng nhiệt từ thể tích 6 lít đến 4 lít, áp suất tăng thêm 0,75 atm

Áp suất ban đầu có giá trị nào sau đây?

A 0,75 atm B 1,00 atm C 1,50 atm D 1,75 atm

HS: Thảo luận rồi chọn đáp án C

GV: Nếu các em không áp dụng công thức ∆ =−∆

pp

Áp dụng định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt cho trạng thái 1 và 2:

1 1 2 2 1 6 4.( 1 0,75) 1 1,5

p V = p V ⇒ p = p + ⇒ p = atm

GV: Cho biết các vấn đề hay sai khi làm CHTNKQ loại này?

HS: Đơn vị áp suất phải đổi cùng đơn vị và đơn vị thể tích phải đổi cùng đơn vị

Chuyển vế sai.

Trong công thức ∆ = −∆

1 2

pp

V

V phải chú ý có dấu “-” Nếu không nhớ công

thức thì chỉ cần áp dụng định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt thì cũng giải được

GV: Nếu ta muốn CHTNKQ ở trên khó hơn thì ta sửa lại như thế nào? Cho HS thảo luận

HS: Sau khi thảo luận và tranh luận giữa các nhóm thì đưa ra ý kiến như sau:

Không cho biết áp suất (thể tích) tăng hay giảm khi chuyển từ trạng

thái 1 sang trạng thái 2.

Bài 7 Nhận biết đồ thị của quá trình đẳng nhiệt trong hệ trục tọa độ (p,V) là

đường cong hyperbol, là đường thẳng vuông góc với trục nhiệt độ T(K) hay t(0C) trong các hệ tọa độ (p,T), (V,T), (p,t), (V,t) nhưng không cắt trục nhiệt độ T(K) hay t(0C) vì nếu cắt thì tại điểm cắt T=00 K (hay t= −2730C)⇒p=0: điều này không thể đạt được

Biết vẽ được quá trình đẳng nhiệt trong các hệ tọa độ khác

Tìm được thông số áp suất (hoặc thể tích) lúc đầu (hay lúc sau) hay sự tăng giảm của áp suất (hoặc thể tích)

7.1 Cho một quá trình được biểu diễn như hình vẽ Các thông số trạng thái p,

V, T của hệ đã thay đổi như thế nào khi đi từ 1 sang 2?

A T không đổi, p tăng, V giảm

B V không đổi, p tăng, T giảm

C T tăng, p tăng, V giảm

2

1

D p tăng, V giảm, T tăng

GV: Cho HS thảo luận rồi hướng dẫn HS chọn đáp án A Vì đồ thị đường đẳng nhiệt trong đồ thị (p,V) là đường cong hyperbol nên đây là quá trình đẳng nhiệt , p tăng, V giảm khi chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 2

7.2 Vẽ đường đẳng nhiệt trong các hệ toạ độ.

GV hướng dẫn các em vẽ đồ thị đường đẳng tích trong các hệ tọa độ

Bài 8 Ghép nội dung ở cột bên trái với nội dung ở cột bên phải để thành một

câu có nội dung đúng

1 Trạng thái của một lượng

b được xác định bằng các thông số p, V, T

c sự chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác

d trong hệ tọa độ (p,V) là đường hyperbol

đ quá trình trong đó nhiệt độ không đổi

e thể tích V, áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T

g quá trình trong đó có một thông số trạng thái không đổi

HS: Thảo luận rồi đưa ra phương án như sau: 1b; 2c; 3g; 4đ; 5d; 6a

B BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ

Đường biểu diễn sự biến thiên của áp

theo nhiệt độ khi thể tích không đổi gọi

a) Tính áp suất của khí trong bình ở 57oC

b) Vẽ đường biểu diễn biến thiên áp suất theo nhiệt độ

c) Vẽ đường biểu diễn quá trình trên đồ thị p-V, biết thể tích khí là V0.Giải:

Vì xét 1 lượng khí không đổi và khí

trong bình kín nên thể tích không đổi.

Bước3 Thực hiện kế hoạch giải:

O

T(K)

2 p(kPa

O

1

114100

T p

T

b) Đường biểu diễn là đoạn thẳng

nối hai điểm 1 và 2 trên đồ thị p-T

Bước4 Củng cố:

Chú ý đoạn thẳng kéo dài của đường biểu diễn áp suất theo nhiệt độ đi qua gốc toạ độ O ứng với nhiệt độ T=OK và p=O.

Bài 2 Van an toàn của một nồi áp suất sẽ mở khi áp suất trong nồi là 9 atm Ở

200C, hơi trong nồi áp suất 1,5 atm Hỏi ở nhiệt độ nào thì van an toàn sẽ mở?

Bước2 Phân tích bài tập và kế hoạch giải:

Lượng khí trong nồi áp suất không đổi và khí trong bình kín nên thể tích không đổi.

Nồi áp suất có tác dụng làm tăng nhiệt sôi của chất lỏng

GV: Các em cho biết những vấn đề hay sai khi làm dạng TNKQ này?

HS: Áp suất phải đổi cùng đơn vị và đơn vị nhiệt độ là độ K

Phải nhớ p và T tỉ lệ thuận.

Chuyển vế sai.

Bài 3 Nhận xét nội dung các câu là đúng hay sai?

1 Thổi một quả bong bóng sau đó cột chặt và đưa lại gần đèn cầy

(không đưa quá gần vì ngọn lửa sẽ làm cháy quả bóng) Quan sát hiện

tượng thì ta thì ta thấy quả bóng bị nổ

Đ S

2 Khi chế tạo bóng đèn điện (bóng đèn tròn) người ta phải nạp đầy đủ

khí trơ ở nhiệt độ và áp suất thấp vào bóng

Đ S

3 Lốp ôtô thường nổ khi xe chạy quá nhanh hoặc khi xe để lâu ngoài

nắng

Đ S

4 Khi giữ nguyên thể tích nhưng tăng nhiệt độ thì áp suất của chất khí

tăng Vậy tác dụng của van bảo hiểm trong các nồi súp de, nồi áp suất,

…là làm áp suất trong nồi không đổi

Đ S

GV cho HS thảo luận và hướng dẫn để các em chon đáp án 1Đ, 2Đ, 3Đ, 4S

Bài 4 Vẽ đường đẳng tích: Đường biểu diễn mối liên hệ giữa áp suất p và nhiệt

độ t là đường đẳng tích

• Vấn đề:

Đường này có đặc điểm gì? Làm thế nào để vẽ được đường ấy trong hệ (p,T)?

Và dự đoán đồ thị của nó là đường gì? …

Đường đẳng tích trong toạ độ (p,T); (p,V); (V,T); (V,t); (p,T) và (V,T) được vẽ như thế nào?

GV hướng dẫn các em vẽ đồ thị đường đẳng tích trong các hệ tọa độ

Bài 5 Nhận biết phương trình của định luật Sác-lơ

5.1 Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về mối liên hệ giữa áp suất và nhiệt

Chọn đáp án A.

5.2 Khi làm nóng một lượng khí có thể tích không đổi thì

A áp suất khí không đổi

B số phân tử trong một đơn vị thể tích không đổi

C số phân tử trong một đơn vị thể tích tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ

D số phân tử trong một đơn vị thể tích giảm tỉ lệ nghịch với nhiệt độ

GV hướng dẫn chọn đáp án B vì khi làm nóng lượng khí xác định có thể tích không đổi thì lúc đó các phân tử khí chỉ chuyển động nhiệt tăng lên làm áp suất tăng nhưng số phân tử trong một đơn vị thể tích không đổi

5.3 Hệ thức nào sau đây không phù hợp với nội dung của định luật Sác-lơ?

Một khối khí Nitơ ở áp suất 15 at và nhiệt độ 270C được xem là khí lí tưởng

Hơ nóng đẳng tích khối khí đến 1270C Áp suất khối khí sau khi hơ nóng làA.70,55at B 20,00 at C 25,00 at D.15,00 at

p T

T

Bài 7 Cho t , 1 t , hỏi áp suất tăng hay giảm bao nhiêu lần? Và ngược lại, cho áp 2

suất p ,1 p , hỏi nhiệt độ tăng hay giảm bao nhiêu lần? 2

p T

p =T = = Chọn đáp án C.

Bài 8 Cho sự thay đổi về nhiệt độ ∆t và áp suất tăng hay giảm bao nhiêu lần

Hỏi áp suất (nhiệt độ) ban đầu? Và ngược lại

T T T

Trạng thái 1: 1

1

p t

Bài 9 Các câu sau đây câu nào đúng, câu nào sai?

1 Trong quá trình đẳng tích, áp suất của một lượng khí

tỉ lệ thuận với nhiệt độ

2 Trong quá trình đẳng tích thương số của áp suất và

nhiệt độ tuyệt đối của một lượng khí xác định là một

hằng số

3 Trong quá trình đẳng tích khi nhiệt độ tăng từ 200C

lên 400C thì áp suất tăng lên gấp đôi

4 Trong quá trình đẳng tích khi nhiệt độ tăng từ 200K

lên 400K thì áp suất tăng lên gấp đôi Đ S

5 Đường biểu diễn quá trình đẳng tích trong hệ toạ độ

(p,T) là đường thẳng kéo dài đi qua gốc toạ độ

C.1.2 Định luật Gay Luy-xác

Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối

Đường biểu diễn sự biến thiên của

thể tích theo nhiệt độ khi áp suất

không đổi gọi là đường đẳng áp

hằng số phụ thuộc vào lượng khí

Từ phương trình trạng thái GV cho các em HS suy ngược lại các quá trình đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp như phần tổng kết chương ở SGK Vật Lý

10 trang 168.

C.2 BÀI TẬP MẪU

Bài 1 Một lượng khí đựng trong một xi lanh được đậy kín bởi một pittông

Pittông chuyển động tự do được Lúc đầu lượng khí có nhiệt độ là 200C thì đo được thể tích khí là 12 lít Đưa xi lanh đến nơi có nhiệt độ là 700C, khí nở ra đẩy pittông đi lên Thể tích của lượng khí trong xi lanh lúc đó là bao nhiêu?

Bước2 Phân tích bài tập và kế hoạch giải:

Vì lượng khí được đậy kín bởi xilanh (lượng khí không đổi) tự do dịch

chuyển nên khi nhiệt độ tăng lên thì pittông đi lên và ở vị trí cân bằng mới nên

áp suất khí trong bình vẫn không đổi Ta áp dụng định luật Gay Luy-xác để

tìm V2

Bước3 Thực hiện kế hoạch giải:

áp dụng định luật Gay Luy-xác:

O

Suy ra: 2

1

14lít293

Trong bài toán này chúng ta nhận biết được ban đầu khí trong xinh lanh

có một áp suất xác định bằng áp suất khí quyển cộng với áp suất do pittông có trọng lượng gây ra Khi tăng nhiệt độ thì khí giãn nở đẩy pitông đi lên, vì pittông tự do chuyển động nên nó phải đi đến vị trí sao cho áp suất trong bình vẫn bằng áp suất khí quyển cộng với áp suất do pittông có trọng lượng gây ra

GV: Các em cho biết những vấn đề hay sai khi làm dạng TNKQ này?

HS:

Thể tích phải cùng đơn vị và đơn vị nhiệt độ phải là độ K

Phải nhớ V và T tỉ lệ thuận.

Chuyển vế sai.

Bài 2 Xem nội dung các câu là đúng hay sai?

1 Một lượng khí xác định ở trạng thái cân bằng thì áp suất, thể tích,

nhiệt độ của khí đều có giá trị xác định

Đ S

2 Mỗi trạng thái cân bằng có thể biểu diễn trên đồ thị p - V bằng một

điểm

Đ S

3 Ở định luật Bôi-lơ Ma-ri-ốt thì T không đổi và ta tìm được sự phụ

thuộc của hai đại lượng còn lại: pV = hằng số, tức là hai đại lượng p, V

tỉ lệ nghịch với nhau

Đ S

4 Ở định luật Sác-lơ thì V không đổi và ta tìm được sự phụ thuộc của

hai đại lượng còn lại: pT = hằng số, tức là p, T tỉ lệ thuận với nhau

Đ S

5 Ta có thể tìm ra công thức thể hiện sự phụ thuộc lẫn nhau của cả ba

đại lượng áp suất p, thể tích V và nhiệt độ tuyệt đối T

Bài 3 Đồ thị của đường đẳng áp

Hãy vẽ đồ thị của đường đẳng áp trong các hệ tọa độ (V,T);(V,t); (p,V); (p,T); (p,t)

Bài 4 Nhận biết phương trình trạng thái khí lí tưởng

4.1 Trong phương trình trạng thái p.V = haèng soá

T thì hằng số này phụ thuộc vào gì?

4.2 Phương trình nào sau đây áp dụng được cho cả ba quá trình đẳng áp, đẳng

1

3 1

0

75040

p t t hỏi thể tích tăng hay giảm bao nhiêu lần? Hay cho V V1, , p , p2 1 2

hỏi nhiệt độ tăng hay giảm bao nhiêu lần?