Giáo án Vật lí 10 - Tiết 50, 51: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Nội dung text: Giáo án Vật lí 10 - Tiết 50, 51: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

1. Giáo án Vật lý 10 cơ bản Năm học 2017-2018 Tiết 50+51 Ngày soạn: 5/3/2018 PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG I. MỤC ĐÍCH 1. Kiến thức - Nêu được các thông số p,V, T xác định trạng thái của một lượng khí pV - Viết được phương trình trạng thái của khí lí tưởng = hằng số. T - Nêu được nhiệt độ tuyệt đối là gì. 2. Kĩ năng - Vận dụng được phương trình trạng thái của khí lí tưởng. - VÏ ®­îc ®­êng ®¼ng ¸p trong hÖ to¹ ®é (V, T). 3. Thái độ: Nghiêm túc, học tập tự giác, tích cực. 4. Năng lực hướng tới: Năng lực giải quyết vấn đề, tự học, hợp tác,năng lực trình bày và trao đổi thông tin. Tự học. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Bài soạn, một số bài tập ví dụ. 4 quả bóng bàn, nước nóng. 2. Học sinh: Xem lại nội dung bài 29 và bài 30. Đọc trước nội dung bài học. III. PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT DẠY HỌC: - Đặt và giải quyết vấn đề kết hợp thảo luận nhóm. - Kỹ thuật đặt câu hỏi, lắng nghe và phản hồi tích cực, học tập hợp tác. - Trãi nghiệm, trực quan. IV. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY. Hoạt động của GV và HS NỘI DUNG CẦN ĐẠT 1. Hoạt động khởi động/ Tạo tình huống: Kiểm tra bài cũ: GV: Yêu cầu HS nhắc lại nội dung và biểu thức của 2 định luật Bôi –lơ Mariot và định luật Sác lơ. - Gọi tên các đẳng quá trình được biểu diễn bởi các đồ thị. (xem hình vẽ để trả lời) HS: Nhắc lại. GV: Yêu cầu HS giải bài tập sau: Cho đồ thị sau: a. So sánh T1 và T2 ? b. So sánh: T1 và T1’? T2 và T2’ ? V1 và V2’ ? Nguyễn Thị Thanh Hương Trang 1 Trường THPT Bùi Dục Tài
2. Giáo án Vật lý 10 cơ bản Năm học 2017-2018 HS: có thể thảo luận để trả lời. Khởi động: GV: Yêu cầu HS 4 nhóm làm thí nghiệm với quả bóng bàn. - Làm được thí nghiệm và từ thí nghiệm rút ra - Hãy cho biết lượng khí trong quả bóng bàn được trong quá trình biến đổi trạng thái của có biến đổi trạng thái khi nhúng trong nước lượng khí trong quả bóng bàn thì cả 3 thông số nóng không? đều thay đổi. - Nhận xét sự biến thiên thông số của lượng - Lấy được một số ví dụ về quá trình biến đổi khí đó trong qúa trình trên? trạng thái trong đó cả 3 thông số đều thay đổi. HS: Các nhóm trình bày. GV: Nhận xét và yêu cầu HS lấy thêm ví dụ về quá trình biến đổi trạng thái trong đó cả 3 thông số đều thay đổi? HS: Suy nghĩ trả lời. GV: Đặt vấn đề vào bài mới. 2. Hoạt động hình thành kiến thức: Hoạt động 1: Tìm hiểu khí thực, khí lí I. Khí thực và khí lí tưởng tưởng. - Khí thực là khí tồn tại trong thực tế (ôxi, nito, GV: Yêu cầu HS nhắc lại thế nào là khí lí cacbonic, ): tuân theo gần đúng các định luật tưởng? về chất khí đã học. HS: Nhắc lại - Chỉ có khí lí tưởng là tuân theo đúng các định GV: Thế nào là khí thực? luật về chất khí. HS: Suy nghĩ trả lời câu hỏi - Ở điều kiện T, p thường ta có thể coi khí thực GV: Khi nào thì khí thực được xem là khí lý gần đúng là khí lí tưởng và có thể áp dụng các tưởng? định luật về chất khí ( khi không yêu cầu độ chính xác cao) Hoạt động 2: Xây dựng phương trình II. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng. trạng thái khí lí tưởng. a. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng: GV: cho HS thảo luận nhóm để thành lập - Một lượng khí chuyển từ trạng thái 1 (p1, T1,V1) phương trình trạng thái của khí lí tưởng. sang trạng thái 2 (p2, T2, V2) thì ta có: - Chia lớp thành 4 nhóm cùng thực hiện nhiệm vụ ở PHT trong 10 phút. p V p V 1 1 2 2 HS: Thảo luận theo nhóm T T 1 2 GV: Yêu cầu nộp sản phẩm, đại diện 1 nhóm pV trình bày, các nhóm khác theo dõi để thảo const T luận. -> Phương trình trạng thái khí lí tưởng ( hay còn GV: Kết luận và giới thiệu PTTT của khí lí gọi là phương trình Cla-pê-rôn) tưởng. Chú ý: - Đối với các lượng khí khác nhau thì hằng số trong phương trình trạng thái là khác nhau. Hoạt động 3: Làm bài tập ví dụ. b. Bài tập ví dụ GV: Yêu cầu HS giải bài tập ví dụ sau: Tóm tắt: TT (1): p =105 Pa Một xi lanh chứa 100cm3 không khí ở nhiệt độ 1 0 5 T1= 27+273=300K 27 C và áp suất 10 Pa. Tính thể tích của 3 V1=100cm không khí trong xi lanh khi nén pitong làm áp 5 5 TT (2): p2=5,2.10 Pa suất khí tăng lên đến 5,2.10 Pa và nhiệt độ T = 39+273=312K tăng lên đến 390C? 2 Nguyễn Thị Thanh Hương Trang 2 Trường THPT Bùi Dục Tài
3. Giáo án Vật lý 10 cơ bản Năm học 2017-2018 HS: Đọc đề và tóm tắt. Nêu hướng giải. V2=? Giải: GV: Gọi HS lên bảng trình bày. Áp dụng PTTT khí lí tưởng: p V p V 1 1 2 2 HS: Theo dõi nhận xét. T1 T2 5 p1.V1.T2 10 .100.312 3 GV: Sửa sai. V2 5 200 cm T1.p2 300.5,2.10 Tiết thứ 2: `Hoạt động của GV và HS NỘI DUNG CẦN ĐẠT Hoạt động 1: Tìm hiểu quá trình đẳng áp. III. Quá trình đẳng áp GV: Thế nào là quá trình đẳng áp? 1. Quá trình đẳng áp - Là quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất HS: trả lời không đổi. 2. Liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối GV: Từ phương trình trạng thái của khí lí tưởng, trong quá trình đẳng áp rút ra biểu thức liên hệ giữa V và T khi p không Do áp suất không đổi: p1 = p2 nên: đổi? từ đó kết luận về mối liên hệ giữa thể tích p V p V V V V 1 1 2 2 1 2 const và nhiệt độ tuyệt đối? T1 T2 T1 T2 T => Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí HS: suy nghĩ trả lời nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt GV: Kết luận đối. Hoạt động 2: Khảo sát đường đẳng áp. 3. Đường đẳng áp GV: Thế nào là đường đẳng áp? - Là đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích HS : Nêu khái niệm. theo nhiệt độ khi áp suất không đổi. - Đường đẳng áp là những đường thẳng có GV :- Hãy vận dụng kiến thức toán học cho biết phần kéo dài qua gốc tọa độ. hình dạng đường đẳng áp trong hệ tọa độ (p,T)? - Ứng với các áp suất khác nhau của cùng HS: Trả lời. lượng khí có những đường đẳng áp khác nhau. GV: Ứng với các áp suất khác nhau của cùng V lượng khí có những đường đẳng áp khác nhau, p1< p2 Từ đồ thị hãy so sánh p1 và p2 ? HS: Vận dụng kiến thức đã học chứng minh p2 được p1< p2 0 T Hoạt động 3: Tìm hiểu độ không tuyệt đối IV. Độ không tuyệt đối - Độ không tuyệt đối là điểm gốc của thang HS: Nghiên cứu SGK, tìm hiểu độ không tuyệt nhiệt giai Ken-Vin và là giới hạn của mọi nhiệt đối. độ. - Các nhiệt độ trong nhiệt giai này đều có giá GV: So sánh nhiệt độ trong nhiệt giai Kenvin và trị dương. nhiệt giai Cenxiut ? - Mỗi độ chia trong thang nhiệt giai Ken-vin ứng với mỗi độ chia trong thang nhiệt giai HS: Tham khảo một số nhiệt độ theo nhiệt giai Celsius. Ken vin ở bảng sgk. - OK ứng với -273,15 0C. Nguyễn Thị Thanh Hương Trang 3 Trường THPT Bùi Dục Tài
4. Giáo án Vật lý 10 cơ bản Năm học 2017-2018 3. Hoạt động luyện tập: GV: Yêu cầu HS trả lời 1 số câu hỏi trắc Câu 1. Theo quan điểm chất khí thì không khí nghiệm. mà chúng ta đang hít thở là A. khi lý tưởng. B. gần là khí lý tưởng. HS: Cá nhân suy nghĩ trả lời. C. khí thực. D. khí ôxi. Câu 2. Phương trình trạng thái tổng quát của khí lý tưởng là: pV pT A. hằng số. B. hằng số. T V VT p V p V C. hằng số. D. 1 2 2 1 p T1 T2 Câu 3. Trường hợp nào sau đây không áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng? A. Nung nóng một lượng khí trong một bình đậy kín. B. Dùng tay bóp lõm quả bóng . C. Nung nóng một lượng khí trong một xilanh làm khí nóng lên, dãn nở và đẩy pittông dịch chuyển. D. Nung nóng một lượng khí trong một bình không đậy kín. 4. Hoạt động vận dụng và mở rộng kiến thức: GV: Yêu cầu Hs đọc đề và tìm hướng giải cho (HS về nhà giải) bài tập sau: Một khối khí lí tưởng có thể tích 10l, nhiệt độ 270, áp suất 1 atm biến đổi qua 2 qúa trình: qt1: đẳng tích, áp suất tăng gấp 2 lần. qt2: đẳng áp, thể tích sau cùng là 1,5 l a, Tìm nhiệt độ sau cùng của khí. b, Vẽ đồ thị qúa trình biến đổi của khối khí trong các hệ tọa độ (p,V); (V,T); (p,T). HS: thảo luận để nêu hướng giải GV: thống nhất hướng giải và yêu cầu HS về nhà hoàn thành bài giải. V. HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC 1. Hướng dẫn học bài cũ: - Học bài cũ: + Phân biệt khí thực- khí lí tưởng. + Phương trình trạng thái khí lí tưởng. + Quá trình đẳng áp: Định luật, biểu thức, đồ thị. - Làm bài tập SGK, SBT. - Hoàn thành nhiệm vụ ở phần vận dụng. 2. Hướng dẫn chuẩn bị bài mới: - Ôn tập chương IV, V. - Tiết sau làm bài tập. Nguyễn Thị Thanh Hương Trang 4 Trường THPT Bùi Dục Tài
5. Giáo án Vật lý 10 cơ bản Năm học 2017-2018 PHIẾU HỌC TẬP Trong hệ tọa độ (p,V), đường đẳng nhiệt của một khối khí xác định được vẽ ở 2 giá trị nhiệt độ T1 và T2 như sau: p T1 T2 0 V 1) Hãy xác định 2 trạng thái bất kì trên đồ thị sao cho cả 3 thông số đều khác nhau: Trạng thái 1: (p1, V1, T1) Trạng thái 2: (p2, V2, T2) 2) Vẽ quá trình biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) sao cho quá trình đó đi qua trạng thái trung gian là trạng thái (3) theo các đẳng quá trình đã học: - Xác định trạng thái 3 trên đồ thị. - Vẽ các đẳng quá trình: Từ trạng thái (1) sang trạng thái (3). Từ trạng thái (3) sang trạng thái (2). - Từ đồ thị xác định các thông số của 3 trạng thái: TT (1): TT (2): TT (3): 3) Từ đồ thị hãy gọi tên và viết biểu thức liên hệ giữa các thông số trạng thái trong từng quá trình tương ứng: - Từ trạng thái (1) sang trạng thái (3): . . . - Từ trạng thái (3) sang trạng thái (2): . . . 4) Kết hợp 2 biểu thức trên, hãy viết biểu thức liên hệ giữa (p1, V1, T1) và (p2, V2, T2): Nguyễn Thị Thanh Hương Trang 5 Trường THPT Bùi Dục Tài