I Mục tiêu 1. Kiến thức + Phát biểu được quá trình đẳng tích, đường đẳng tích. + Phát biểu được nội dung định luật Sáclơ. + Viết được biểu thức định luật Sáclơ. + Nhận biết, vẽ được dạng đường đẳng tích trong hệ tọa độ pOT. 2. Kĩ năng + Quan sát, xử lý số liệu để rút ra mối quan hệ giữa áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định. + Vẽ được đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ tuyệt đối trong hệ tọa độ pOT. + Biết cách vận dụng định luật Sáclơ để giải một số bài tập trong sách giáo khoa và các bài tập tương tự. II Chuẩn bị 1. Giáo viên + Hình ảnh về bộ thí nghiệm định luật Sáclơ. + Thí nghiệm mô phỏng định luật Sáclơ. + Hình ảnh bộ thí nghiệm hình 30.1. + Hình ảnh về bảnh số liệu thí nghiệm và đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ. 2. Học sinh + Ôn lại nội dung lý thuyết bài 28 và 29. + Xem lại các dụng cụ trong bộ thí nghiệm đã khảo sát định luật BôilơMariốt III Tiến trình dạy học Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1: ( 2 phút) Ổn định trật tự lớp và dẫn dắt vào bài học mới Ổn định trật tự lớp: kiểm tra sĩ Đặt vấn đề vào bài học mới: + Tại lốp xe thường bị nổ vào những ngày mùa hè hơn là vào mùa đông? + Tại sao trong quá trình sản xuất bóng đèn sợi đốt người ta lại nạp đầy khí trơ vào bóng đèn ở áp suất thấp? Để biết được nguyên nhân của những hiện tượng trên ta sẽ cùng nghiên cứu bài học hôm nay. Bài 30: QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT SÁCLƠ Hoạt động 2: (5 phút) Tìm hiểu về quá trình đẳng tích. Nhắc lại định nghĩa quá trình đẳng nhiệt. Từ định nghĩa quá trình đẳng nhiệt hãy nêu định nghĩa quá trình đẳng tích. Thí nghiệm hình 30.1 là một ví dụ cho quá trình đẳng tích. Hình 30.1 Thí nghiệm này cho phép ta rút ra mối liên hệ gì giữa áp suất và nhiệt độ khi thể tích không đổi? Giải thích tại sao trong quá trình này áp suất lại tăng? Kết luận: Xét về mặt định tính thì trong quá trình đẳng tích của một lượng khí xác định thì áp suất tăng. Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt. Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích. Khi thể tích không đổi, áp suất tăng theo nhiệt độ. Vì các phân tử khí chuyển động không ngừng gây va chạm lên thành bình gây ra áp suất. khi nhiệt độ tăng. Hoạt động 3: (20 phút) Tìm hiểu định luật Sáclơ và biểu thức của định luật Sáclơ. Đề xuất phương án thí nghiệm khảo sát sự thay đổi của áp suất theo nhiệt độ của một lượng khí nhất định trong quá trình đẳng tích. → Gợi ý: + Dụng cụ gì để đo nhiệt độ, áp suất? + Dụng cụ gì giúp ta có được lượng khí không đổi? + Làm thế nào để ta thay đổi nhiệt độ khối khí? + Sử dụng bộ thí nghiệm đã dùng để khảo sát định luật BôilơMariốt. + Bổ sung thêm: một nhiệt kế điên tử, một bếp điện và một chậu thủy tinh có chứa nước. Thông báo: tiến trình thí nghiệm Tiến hành thí nghiệm mô phỏng. Sau khi tiến hành thí nghiệm, ta thu được bảng số liệu Lần đo T(K) P(105 Pa) 1 301 1,00 2 331 1,10 3 350 1,20 4 365 1,25 Yêu cầu học sinh chia nhóm để quan sát và thảo luận để đưa ra dự đoán về mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng tích? Từ bảng số liệu ta thấy T tăng thì p tăng, nhưng từ đây mình có thể kết luận rằng đây là hai đại lượng tỉ lệ thuận trong quá trình đẳng tích hay chưa? Và chúng sẽ là hai đại lượng tỉ lệ thuận khi nào? → Gợi ý: Hai đại lượng tỉ lệ thuận khi pT là một hằng số. Xử lí số liệu để tìm ra mối quan hệ định lượng giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối trong quá trình đẳng tích của một khối khí nhất định. Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí không đổi thì áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T tỉ lệ thuận với nhau. Đây là mối quan hệ về mặt định lượng giữa p và T trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định. Mối quan hệ này đã được nhà Vật lý học Sáclơ phát biểu thành định luật. ٭Tìm hiểu nội dung định luật, biểu thức định luật Sáclơ. Nội dung định luật: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí xác định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Biểu thức: pT = hằng số. Hãy viết biểu thức của định luật Sáclơ cho một lượng khí xác định ở 2 trạng thái như sau: + Trạng thái 1: áp suất p1, nhiệt độ tuyệt đối T1. + Trạng thái 2: áp suất p2, nhiệt độ tuyệt đối T2. Chú ý: Điều kiện áp dụng định luật + Khối khí xác định (m = hằng số). + Thể tích không đổi (V = hằng số). + Nhiệt kế điện tử, áp kế. + Xi lanh có chứa pittong. + Bếp điện. + p, T tỉ lệ thuận với nhau. + Từ đây ta chưa thể kết luận chúng tỉ lệ thuận với nhau. + Chúng là hai đại lượng tỉ lệ thuận khi pT là hằng số. Xử lí số liệu. Lần đo T(K) p(105 Pa) 1 301 1,00 3,322.103 2 331 1,10 3,323.103 3 350 1,20 3,429.103 4 365 1,25 3,425.103 Nhận xét số liệu: p T là hằng số → p tỉ lệ thuận với T. Hệ thức:
Trang 1GIÁO ÁN ĐIỆN TỬ
Bài 30: QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ.
(Vật lý 10- Cơ bản)
Ngày dạy:
Sinh viên: Lê Thị Kiều Quanh
Lớp: Sư phạm Vật lý- K35
I- Mục tiêu
1 Kiến thức
+ Phát biểu được quá trình đẳng tích, đường đẳng tích
+ Phát biểu được nội dung định luật Sác-lơ
+ Viết được biểu thức định luật Sác-lơ
+ Nhận biết, vẽ được dạng đường đẳng tích trong hệ tọa độ pOT
2 Kĩ năng
+ Quan sát, xử lý số liệu để rút ra mối quan hệ giữa áp suất p và nhiệt độ
tuyệt đối T trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định
+ Vẽ được đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ tuyệt đối trong
hệ tọa độ pOT
+ Biết cách vận dụng định luật Sác-lơ để giải một số bài tập trong sách giáo khoa
và các bài tập tương tự
II- Chuẩn bị
1 Giáo viên
+ Hình ảnh về bộ thí nghiệm định luật Sác-lơ
+ Thí nghiệm mô phỏng định luật Sác-lơ
+ Hình ảnh bộ thí nghiệm hình 30.1
+ Hình ảnh về bảnh số liệu thí nghiệm và đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ
2 Học sinh
+ Ôn lại nội dung lý thuyết bài 28 và 29
+ Xem lại các dụng cụ trong bộ thí nghiệm đã khảo sát định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt III- Tiến trình dạy học
Trang 2Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 1: ( 2 phút) Ổn định trật tự lớp và dẫn dắt vào bài học mới
- Ổn định trật tự lớp: kiểm tra sĩ
- Đặt vấn đề vào bài học mới:
+ Tại lốp xe thường bị nổ vào những
ngày mùa hè hơn là vào mùa đông?
+ Tại sao trong quá trình sản xuất bóng
đèn sợi đốt người ta lại nạp đầy khí trơ
vào bóng đèn ở áp suất thấp?
Để biết được nguyên nhân của những
hiện tượng trên ta sẽ cùng nghiên cứu bài
học hôm nay
Bài 30: QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH
ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ
Hoạt động 2: (5 phút) Tìm hiểu về quá trình đẳng tích
-Nhắc lại định nghĩa quá trình đẳng nhiệt
- Từ định nghĩa quá trình đẳng nhiệt hãy
nêu định nghĩa quá trình đẳng tích
- Thí nghiệm hình 30.1 là một ví dụ cho
quá trình đẳng tích
Hình 30.1
- Thí nghiệm này cho phép ta rút ra mối
liên hệ gì giữa áp suất và nhiệt độ khi thể
tích không đổi?
- Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt
- Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích
- Khi thể tích không đổi, áp suất tăng theo nhiệt độ
Trang 3- Giải thích tại sao trong quá trình này áp
suất lại tăng?
Kết luận: Xét về mặt định tính thì trong
quá trình đẳng tích của một lượng khí xác
định thì áp suất tăng
- Vì các phân tử khí chuyển động không ngừng gây va chạm lên thành bình gây ra
áp suất khi nhiệt độ tăng
Hoạt động 3: (20 phút) Tìm hiểu định luật Sác-lơ và biểu thức của định luật Sác-lơ
- Đề xuất phương án thí nghiệm khảo sát
sự thay đổi của áp suất theo nhiệt độ của
một lượng khí nhất định trong quá trình
đẳng tích
→ Gợi ý:
+ Dụng cụ gì để đo nhiệt độ, áp suất?
+ Dụng cụ gì giúp ta có được lượng khí
không đổi?
+ Làm thế nào để ta thay đổi nhiệt độ
khối khí?
+ Sử dụng bộ thí nghiệm đã dùng để
khảo sát định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt
+ Bổ sung thêm: một nhiệt kế điên tử,
một bếp điện và một chậu thủy tinh có
chứa nước
Thông báo: tiến trình thí nghiệm
- Tiến hành thí nghiệm mô phỏng
- Sau khi tiến hành thí nghiệm, ta thu
được bảng số liệu
- Yêu cầu học sinh chia nhóm để quan sát
và thảo luận để đưa ra dự đoán về mối
quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối
trong quá trình đẳng tích?
+ Nhiệt kế điện tử, áp kế
+ Xi lanh có chứa pittong
+ Bếp điện
+ p, T tỉ lệ thuận với nhau
Trang 4- Từ bảng số liệu ta thấy T tăng thì p tăng,
nhưng từ đây mình có thể kết luận rằng
đây là hai đại lượng tỉ lệ thuận trong quá
trình đẳng tích hay chưa? Và chúng sẽ là
hai đại lượng tỉ lệ thuận khi nào?
→ Gợi ý:
- Hai đại lượng tỉ lệ thuận khi p/T là một
hằng số
Xử lí số liệu để tìm ra mối quan hệ định
lượng giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối
trong quá trình đẳng tích của một khối khí
nhất định
- Trong quá trình đẳng tích của một lượng
khí không đổi thì áp suất p và nhiệt độ
tuyệt đối T tỉ lệ thuận với nhau
- Đây là mối quan hệ về mặt định lượng
giữa p và T trong quá trình đẳng tích của
một lượng khí nhất định Mối quan hệ này
đã được nhà Vật lý học Sác-lơ phát biểu
thành định luật
٭Tìm hiểu nội dung định luật, biểu thức
định luật Sác-lơ
- Nội dung định luật: Trong quá trình
đẳng tích của một lượng khí xác định, áp
suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối
- Biểu thức: p/T = hằng số
- Hãy viết biểu thức của định luật Sác-lơ
cho một lượng khí xác định ở 2 trạng thái
như sau:
+ Từ đây ta chưa thể kết luận chúng tỉ lệ thuận với nhau
+ Chúng là hai đại lượng tỉ lệ thuận khi p/T là hằng số
- Xử lí số liệu
Lần đo
p T
- Nhận xét số liệu:
p / T là hằng số → p tỉ lệ thuận với T
1 2
p p
Trang 5
đối T1.
+ Trạng thái 2: áp suất p2, nhiệt độ tuyệt
đối T2
Chú ý: Điều kiện áp dụng định luật
+ Khối khí xác định (m = hằng số)
+ Thể tích không đổi (V = hằng số)
Hoạt động 4: ( phút) Tìm hiểu về đường đẳng tích
- Thực hiện yêu cầu C2 vào phiếu học tập
(làm theo nhóm) sau đó cử đại diện lên
bảng thực hiện -Thực hiện yêu cầu C2
vào phiếu học tập (làm theo nhóm) sau đó
cử đại diện lên bảng
- Bằng nhiều thí nghiệm chính xác hơn,
loại bỏ được sai số thì đường biểu diễn
thu được là một đường thẳng Đường biểu
diễn này chính là đường đẳng tích trong
hệ tọa độ pOT
- Dựa vào định nghĩa đường đẳng nhiệt
hãy nêu định nghĩa đường đẳng tích
- Nêu đặc điểm của đường đẳng tích trong
hệ tọa độ pOT
- Với một lượng khí nhất định, tỉ số p/T là
khác nhau ứng với những thể tích V khác
nhau, từ đó ta thu được họ các đường
đẳng tích như hình vẽ
- Nhận xét: Đường biểu diễn thu được là một đường gãy khúc, nhưng độ gãy khúc không đáng kể
- Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ khi thể tích không đổi gọi là đường đẳng tích
- Đường đẳng tích trong hệ tọa độ pOT là một đường thẳng nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ
p
T( K) O
V
V1
p
Trang 6- Từ hình vẽ trên hãy chứng minh V1 < V2
→ Gợi ý: Dựa vào thuyết động học phân
tử chất khí hoặc dựa vào công thức của
định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt: p.V = hằng số
٭Về nhà hãy biểu diễn đường đẳng tích
trong hệ tọa độ pOV, VOT
- Kẻ đường thẳng song song với trục Op, cắt OT tại T0, cắt 2 đường đẳng tích lần lượt tại 1, 2
- Kẻ 2 đường song song với OT cắt Op tại p1, p2
- Từ biểu thức định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt
ta thấy p1 > p2 nên ta có được V1 < V2
Hoạt động 5: ( phút) Củng cố
Tóm tắt những nội dung chính:
- Định ngĩa về quá trình đẳng tích
- Nội dung định luật Sác-lơ và biểu thức
định luật
- Giải thích các hiện tượng đầu bài giảng
đã đặt ra
- Bài tập về nhà: bài 1→ 8 SGK
- Xe đạp để ngoài nắng thì khi nhiệt độ tăng thì áp suất tăng lên, dẫn đến lốp xe
dễ bị nổ
- Khi bóng đèn sáng thì nhiệt độ tăng lên nên áp suất của khí trơ lúc này cân bằng với áp suất khí quyển nên bóng đèn không bị nổ
(V1 < V2)
V2
T( K) O
Trang 7Bài 30: QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ.
I- Quá trình đẳng tích
Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi gọi là quá trình đẳng tích
II- Định luật Sác-lơ
1 Thí nghiệm
a Dụng cụ
b Tiến trình thí nghiệm
2 Kết quả thí nghiệm
Nhận
T ≈
hằng số → p,T tỉ lệ thuận với nhau
3 Định luật Sác-lơ
- Nội dung: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí xác định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối
Hay: 1 2
1 2
p p
T T
*Chú ý: Điều kiện áp dụng định luật
+ Khối lượng khí không đổi
+ Thể tích khí không đổi
III- Đường đẳng tích
T
Trang 8- Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ khi thể tích không đổi gọi là đường đẳng tích
V p
T(K) O