Câu hỏi: Từ kết quả thí nghiệm hãy phát biểu mối quan hệ giữa p, V của một lượng khí xác định ở nhiệt độ không đổi ?( Ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất p và thể tích V của một l[r]
Trang 1ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ – MA-RI-ỐT
Họ tên : Phạm Thái Cẩm
Mã SV : 655103007
I MỤC TIÊU:
1 Về kiến thức:
Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt
Phát biểu được định luật Bôi-lơ- Ma-ri-ốt
Ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất p và thể tích V của một lượng khí xác định là một hằng số
Viết được biểu thức định luật:
pV = hằngsố
Trang 22 Về kĩ năng:
Vẽ được đồ thị đường đẳng nhiệt trong các hệ tọa độ
Bố trí và tiến hành được thí nghiệm xác định mối quan hệ p,V trong quá trình đẳng nhiệt
Lấy được số liệu và xử lí được kết quả thí nghiệm để rút ra kết luận về định luật
Làm được các bài tập liên quan đến định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt
3 Về thái độ:
Tích cực, chủ động, tự giác tìm hiểu và phát biểu kiến thức xây dựng bài
Hào hứng làm thí nghiệm, lấy số liệu và xử lí kết quả
Sáng tạo, đề xuất các thí nghiệm khác
II SƠ ĐỒ LOGIC CỦA TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC:
Tình huống:
Chuẩn bị xi lanh Ban đầu, kéo pít tông ra rồi ấn vào một cách bình thường Sau
đó, kéo pít tông ra với khoảng cách như lúc ban đầu, rồi lấy một ngón tay bịt lỗ
hở của xi lanh, sau đó ấn pít tông xuống để thể tích khí trong xi lanh giảm
xuống Khi ta ấn cho thể tích khí trong ống xilanh càng giảm thì tay ta có cảm giác như thế nào? Tại sao?
(Ta có cảm giác ngón tay bị đẩy ra Vì khi ta giảm thể tích của khí trong xilanh,
áp suất chất khí gây ra càng lớn, vì vậy, cảm giác ngón tay bị đẩy là do áp suất chất khí trong xilanh gây ra)
Ngược lại, khi ta bịt ngón tay và kéo pittông lên vị trí ban đầu thì tay ta có cảm giác như thế nào?
Mối quan hệ giữa áp suất p và thể tích V của một lượng khí xác định khi giữ nguyên nhiệt độ không đổi?
Trang 3Đưa ra giả thuyết:
Ở điều kiện nhiệt độ không đổi, áp suât p và thể tích V của một lượng khí xác định tỉ lệ nghịch với nhau
Bố trí thí nghiệm:
Lượng khí mà ta khảo sát được chứa trong bình A, dưới khí là nước Nước trong hai bình A và B thông nhau
Áp kế M đo áp suất p của khí, thước T dùng để xác định thể tích V của khí Máy bơm P nối với bình B để thay đổi áp suất của khí trong B và qua đó thay đổi
áp suất của khí trong A
Thao tác thí nghiệm:
Ban đầu B thông với khí quyển Ghi được áp suất và thể tích của khí ở lần đầu Nối B với vòi đẩy của bơm P, bơm nhẹ để tăng áp suất trong B và trong A Ghi được áp suất và thể tích ở các lần tiếp theo
Kết quả thí nghiệm:
Kết luận cho thí nghiệm:
Với sai số tỉ đối là 5%, có thể coi gần đúng:
p1V1 = p2V2 =p3V3
Ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất p và thể tích V của một lượng khí xác định là một hằng số
pV= hằngsố
Trang 4III PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC:
1 Phương pháp:
- Giảng bài, đọc sách, làm thí nghiệm, thảo luận nhóm, vấn đáp
2 Phương tiện:
- Sách giáo khoa, sách giáo viên, sách thiết kế bài giảng, sách bài tập vật lý
- Hệ thống bài tập củng cố kiến thức
- Dụng cụ thí nghiệm
- Hình vẽ, bảng phụ
IV NỘI DUNG VÀ TIẾN TRÌNH LÊN LỚP:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
1 Ổn định tổ chức lớp (1ph)
2 Kiểm tra bài cũ (4ph)
*Câu hỏi: - Nêu nội dung cơ bản của
thuyết động học phân từ? Định nghĩa khí
lý tưởng?
Nội dung:
+ Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có
kích thước rất nhỏ với khoảng cách giữa
chúng
+ Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn
không ngừng, chuyển động này càng
nhanh khi nhiệt độ chất khí càng cao
+ Khi chuyển động hỗn loạn các hân tử
khí va chạm vào thành bình gây áp suất
lên thành bình
Khí lí tưởng là chất khí trong đó các phân
tử được coi là chất điểm và chỉ tương tác
khi va chạm
Câu hỏi phụ: Nếu ta tăng nhiệt độ của
lượng khí đựng trong một bình kín thì áp
suất của lượng khí trong bình sẽ thay đổi
như thế nào? Vì sao?
Áp suất cùa lượng khí sẽ tăng vì nhiệt độ
Trang 5của lượng khí tăng thì vận tốc chuyển
động hỗn độn của các phân tử khí tăng dẫn
đến va chạm vào thành bình nhiều hơn
- Gọi một học sinh lên bảng trả lời
- Giáo viên nhận xét và cho điểm
3 Giới thiệu bài mới (3ph)
Chúng ta có 1 cái ống bơm xe đạp hoặc 1
ống xilanh Chúng ta sẽ làm thí nghiệm
trong 2 trường hợp sau:
- TH1: Kéo pittong ra Sau đó đẩy pittong
vào
- TH2: Kéo pittong ra Sau đó đẩy pittong
vào, nhưng dùng tay còn lại bịt đầu dưới
của xilanh
Vậy trong 2 TH đó thì TH nào chúng ta sẽ
dễ dàng đẩy píttong xuống ?
- Gọi 1 học sinh lên bảng tiến hành thí
nghiệm và hỏi câu hỏi
Vì sao lại như thế? Để biết được điều đó
chúng ta cùng nghiên cứu bài học hôm
nay: bài 45
4 Dạy bài mới
*Hoạt động 1: Tiến hành thí nghiệm
(17ph)
- GV cung cấp các kiến thức cho học
sinh về:
Quá trình biến đổi trạng thái của
chất khí
Quá trình đẳng nhiệt
Với một lượng khí xác định được đặc
trưng bởi 3 thông số trạng thái p, V, T Khi
một lượng khí xác định chuyển từ trạng
thái này sang trạng thái kia thì cả 3 thông
số trạng thái đều thay đổi
Khái niệm quá trình biến đổi trạng thái
của chất khí
- GV phát biểu khái niệm và yêu cầu
một học sinh nhắc lại.
Việc xác định mối quan hệ giữa 3
- 1 học sinh lên bảng trả lời
- 1 học sinh lên bảng và thực hiện Lớp chú ý quan sát
- Học sinh trả lời
Trang 6thông số này là rất khó Để đơn giản,
người ta đã giữ nguyên một thông số
trạng thái và xét mối liên hệ giữa hai
thông số còn lại
- GV phát biểu khái niệm và yêu cầu
hs nhắc lại.
Ở bài học hôm nay chúng ta xét trường
hợp giữ nhiệt độ không đổi, xét mối
quan hệ giữa áp suất p và thể tích V
- GV phái biểu khái niệm và yêu cầu
học sinh nhắc lại.
- GV giúp học sinh tư duy tìm ra
phương án thí nghiệm.
định mối liên hệ giữa P và V khi T
không đổi
Giữ nguyên nhiệt độ , thay đổi áp suất
tác dụng lên một lượng khí, xác định
thể tích lượng khí ấy biến đổi trong quá
trình ( thay đổi thể tích của một lượng
khí xác định xác định áp suất biến đổi
trong quá trình)
của thí nghiệm từ đó xác định các dụng
cụ cần có
- Chúng ta phải làm thí nghiệm với một
lượng khí như thế nào ?
- Làm thế nào để thay đổi được áp suất
của lượng khí trong bình?
- Làm thế nào để xác định được sự biến
đổi của áp suất, sự biến đổi của thể tích
một cách chính xác
thí nghiệm
Quá trình biến đổi trạng thái là quá trình một lượng khí xác định chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác đặc trưng bởi sự thay đổi của 3 thông số trạng thái
- Học sinh trả lời Đẳng quá trình là quá trình trong đó chỉ có hai thông số biến đổi còn một thông số không đổi
- Học sinh trả lời:
Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữa không đổi
- Học sinh thảo luận nhóm, đại diện
nhóm đưa ra câu trả lời
Ta phải giữ được một lượng khí cố định để làm thí nghiệm
Có dụng cụ để thay đổi áp suất, dụng
cụ để đo áp suất, đo thể tích
Trang 7- Từ những yêu cầu đã xác định giáo
viên yêu cầu hs trình bày những dụng
cụ cần có
- Hỏi hs về công dụng của các dụng cụ
- Cách thiết kế lắp đặt chúng.
- GV nhận xét và đưa ra phương án thí
nghiệm mình đã chuẩn bị
- GV hướng dẫn học sinh các bước bố
trí thí nghiệm, quy trình tiến hành thí
nghiệm.
- GV cho cả lớp quan sát thí nghiệm
Yêu cầu hs vừa quan sát thí nghiệm vừa
ghi lại số liệu vào phiếu cho trước
-GV hướng dẫn hs xử lý số liệu thí
nghiệm.
Câu hỏi: Em nhận thấy giữa p, V có mối
quan hệ như thế nào? So sánh tích p1V1,
p2V2, p3V3?
- Giáo viên: Do điều kiện thiết bị và các
yếu tố bên ngoài tác động nên có sự xót về
số liệu Nhưng sai số tỉ đối < 5% thì ta tạm
thời chấp nhận tích số p,V bằng nhau
p1V1 = p2V2 = p3V3
Vậy thì p tỉ lệ nghịch với V hay p.V=
const
*Hoạt động 2: Rút ra kết luận Định
luật Bôi-lơ – Ma-ri-ot (10p)
Câu hỏi: Từ kết quả thí nghiệm hãy phát
biểu mối quan hệ giữa p, V của một lượng
khí xác định ở nhiệt độ không đổi ?( Ở
nhiệt độ không đổi, tích của áp suất p và
thể tích V của một lượng khí xác định là
một hằng số pV = hằng số Trong quá
trình đẳng nhiệt, tích của áp suất p và thể
tích V của 1 lượng khí xác định là 1 hằng
số)
Nhận xét: đó cũng là nội dung của định
luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt
-Học sinh trả lời bày tỏ ý tưởng của của mình
VD:
Áp kế, thước đo thể tích khí… ( Áp kế
đo áp suất P của khí, thước đo thể tích dùng để xác định thể tích V của khí
Cả lớp quan sát thí nghiệm ghi lại số liệu quan sát được
- HS xử lí số liệu trên phiếu
- Học sinh trả lời: p, V có mối quan hệ
tỉ lệ nghịch Từ kết quả thí nghiệm có thể thấy gần đúng: p1V1=p2V2=p3V3
- Một học sinh đứng lên phát biểu Lớp nhận xét bổ sung
Trang 8- Sau khi rút ra định luật, giáo viên hướng
dẫn và yêu cầu học sinh vẽ đồ thị p-V từ
số liệu đã thu được ở thí nghiệm
*Hoạt động 3: Bài tập vận dụng (8p)
- Yêu cầu học sinh đọc đề bài ( trang 224)
và tóm tắt
- Yêu cầu 1 học sinh lên bảng làm bài tập
Ở dưới lớp làm vào phiếu học tập
- Giáo viên hướng dẫn sau đó chiếu slide
bài giải và đồ thị đường biểu diễn quá
trình đẳng nhiệt cho học sinh quan sát
Hỏi: nếu cùng lượng khí nói trên nhưng
nhiệt độ lớn hơn (t2 > t1) thì đường đẳng
nhiệt ở nhiệt độ t2 có trùng với đường
đẳng nhiệt t1 không hay là một đường
khác? Vậy nếu trong trường hợp này cùng
một lượng khí, thể tích khí V là ở cùng
một giá trị, t2> t1 thì theo em đường đẳng
nhiệt t2 sẽ nằm trên hay dưới đường đẳng
nhiệt t1?
4 Củng cố kiến thức: (2p)
- Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi cuối bài
và câu trắc nghiệm 1, trang 225 SGK -
Hãy nêu phạm vi áp dụng của định luật?
( Với 1 lượng khí xác định và nhiệt độ
không đổi)
- Dặn dò học sinh chuẩn bị bài học tiếp
theo
5 Bài tập về nhà:
Yêu cầu HS về nhà làm bài tập 2, 3, 4, 5
- Cả lớp vẽ đồ thị
- Học sinh đọc và tóm tắt
- 1 học sinh lên bảng Cả lớp làm bài vào phiếu
- Học sinh chú ý quan sát
- Học sinh phát biểu ý kiến Lớp nhận xét bổ sung
Trang 9trang 225 SGK.
V TRÌNH BÀY BẢNG:
1 Thí nghiệm
- Quá trình
- Đẳng quá trình
- Quá trình đẳng nhiệt
a) Bố trí thí nghiệm
+ Bình A chứa khí và nước
xác định thông với bình B
+ Máy bơm P nối với bình B
+Áp kế M
+ Thước T
b) Tiến hành thí nghiệm
c) Kết quả thí nghiệm
Chiếu slide
P(at) (cmV3) p.V
Lần
Lần
Lần
d) Kết luận
p1V1=p2V2=p3V3
2 Định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt (SGK)
+ Khi nhiệt độ t không đổi thì: p.V
= const
3 Bài tập vận dụng.
(SGK trang 224)
Giải: a/ V0= 0,1x22,4 = 2,24 (lit) Vậy điểm A có tọa độ: p0= 1atm = 1,013 x105 Pa, V0= 2,24(lit)
b/ Theo định luật Bôi lơ- Ma-ri-ốt:
p0V0 = p1V1 =>p1= poVo/V1 = 2atm Điểm B có tọa độ V1= 1,12 (lit);
P1= 2 atm c/ Theo định luật Bôi-lơ- Ma-ri-ôt: p.V= hằng số= p0V0 = 2,24 (l.atm) suy ra p= 2,24/V
Đường biểu diễn quá trình đẳng nhiệt có dạng hypebol