TIẾT 63: ĐỊNH LUẬT BÔI LƠ- MARIOT Người soạn: Nguyễn Thị Lương Trường ĐHSPHN Khoa vật lí Ngày soạn: 6/3/2014 I) Mục tiêu 1) Kiến thức: - Đề xuất được phương án thí nghiệm xây dựng định luật Bôi Lơ –Mariot - Phát biểu và viết được biểu thức của định luật Bôi Lơ-Mariot - Vẽ được đường đẳng nhiệt trong các hệ trục tọa độ (POV), (POT), (VOT) - Dùng thuyết động học phân tử giải thích định luật Bôi Lơ Mariot 2) Kĩ năng: - Vận dụng định luật bôi lơ vào giải các bài tập sgk,sbt - Vận dụng vào giải thích các hiện tượng vật lí đơn giản trong đời sống - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ thông qua làm thí nghiệm 3) Thái độ: - Hứng thú với tiết học - Hăng hái tích cực tham gia xây dựng bài - Hình thành tư duy khoa học logic biện chứng - Tôn trọng kiến thức khoa học II) Chuẩn bị 1) Giáo viên: - Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm - Phần mềm thí nghiệm ảo kiểm chứng định luật Bôi lơ - Giáo án, sgk, sbt, sách tham khảo 2) Học sinh - Ôn tập kiến thức về thuyết động học phân tử và các tính chất của chất khí III) Tổ chức các hoạt động dạy Hoạt đông của GV , HS Nội dung bài học • Hoạt động 1) ổn định tổ chức lớp( 5’) + Kiểm tra sĩ số lớp • Hoạt động 2) kiểm tra bài cũ(5’) Gv: 1) Nêu các tính chất của chất khí 2) Khí lí tưởng? 3) Nguyên nhân gây ra áp suất thành bình Và áp suất ấy phụ thuộc vào yếu tố nào? HS: trả lời 1,Tính chất của chất khí: bành trướng, dễ nén, khối lượng riêng nhỏ 2, Khí lí tưởng là khí được coi như là chất điểm và chỉ tương tác với nhau khi va chạm. 3, Các phân tử khí tương tác với nhau và va chạm vào thành bình gây lên áp duất tác dụng vào thành bình Áp suất phụ thuộc: Mật độ phân tử khí trong bình, vận tốc của các phân tử chất khí • Hoạt động 3) Đặt vấn đề vào bài mới(3’) GV: Chất khí được đặc trưng bởi 3 thông số trạng thái: P,V, T.Hãy xđ sự thay đổi 3 thông số ấy của 1 lượng khí trong 1 bơm tiêm khi dùng 1tay bịp kín 1 đầu, 1 tay đẩy pittong xuống? HS: V giảm, áp suất tăng, nhiệt độ gần như không đổi. GV: Vậy với 1 lượng khí xác định, khi nhiệt độ không đổi, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.Để biết chúng tỉ lệ với nhau cụ thể bằng biểu thức toán học nào, chúng ta cùng học bài hôm nay: bài 45: Định luật Bôi Lơ –Mariot HS: Ghi đề bài Bài 45: Định luật Bôi Lơ –Mariot • Hoạt động 4) Thí nghiệm (15’) GV: Vậy bằng cách nào tìm được biểu thức liên hệ giữa P,V khi T không đổi của 1 lượng khí xác định. Vào năm 1662,bằng việc tiến hành thí nghiệm nhiều lần với 1 lượng khí xác định đo P, V, cố định T, Bôi –Lơ đã rút ra được mối quan hệ ấy.Bây giờ, đóng sách lại,Cũng giống như ông ta, chúng ta cũng sẽ tự đề xuất ra thí nghiệm của mình, đo đạc, tự tìm ra mqh đó. GV: yêu cầu thí nghiệm của chúng ta là gì? HS: cố định T của 1 lượng khí xác định, thay đổi V , đo P ứng với từng V ấy, dựa vào bảng số liệu tìm ra mqh. GV: dụng cụ cần? HS:trả lời Gv: với dụng cụ đó cần bố trí và cách tiến hành thế nào? GV: khi đẩy pittong rất dễ có ma sát giữa pittong và xilanh làm cho khối khi nóng lên, do vậy ta cần khắc phục ntn? HS: trả lời GV: do dụng cụ chúng ta 1) Thí nghiệm: a) Bố trí thí nghiệm Y/c: lượng khí xác định Cố định T Đo (V 1, P 1 ), (V 2, P 2 ),… Dụng cụ :Xilanh chứa khí đọc được thể tích Nhiệt kế xem sự thay đổi của T Áp kế đo áp suất Bố trí thí nghiệmvà tiến hành: Đẩy pittong đọc (V1, P1),(V2,P2),… đồng thời quan sát T xem có thay đổi không Chú ý: + Đẩy pittong chậm + nút pittong cần làm bằng cao su, được bôi trơn . b) Tiến hành thí nghiệm: không có ở đây, nên chúng ta sẽ cùng làm thí nghiệm trên phần mềm thí nghiệm ảo. Hs: quan sát, ghi số liệu vào bảng GV: nhận xét: Với 1 lượng khí xác định, nhiệt độ không thay đổi, P, V có thể thay đổi, xong luôn đảm bảo tích PV là 1 hằng số bằng phần mềm thí nghiệm ảo Bảng số liệu: Lần 1 2 3 4 P(10^5 pa) 2 1 0.67 0.5 V cm 3 10 20 30 40 PV 20 20 20,1 20 Kết quả P 1 V 1 = P 2 V 2 =P 3 V 3 =P 4 V 4 Nhận xét: P1V1=P2V2=P3V3 Hay PV= hằng số Với 1 lượng khí xác định, nhiệt độ không thay đổi, P, V có thể thay đổi, xong luôn đảm bảo tích PV là 1 hằng số • Quá trình biến đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác khi T không đổi được gọi là quá trình đẳng nhiệt. Hoạt động 5: Rút ra định luật và giới thiệu bộ thí nghiệm của Bôi Lơ (3’) GV: Biểu thức chúng ta thu được cũng chính là biểu thức của định luật Bôi Lơ –Mariot ( Mariot cũng đồng tìm ra định luật này 1 cách độc lập với Bôi Lơvào năm 1676). Nếu lịch sử quay lại những năm 1662, có lẽ định luật này sẽ mạng tên là định luật 10A3.khám phá ra khoa học cũng không khó khăn gì đúng không, chỉ là chúng ta không chịu tìm ra, hoặc ngày xưa tìm ra hết rồi Gv: y/c phát biểu và ghi lại định luật trong sgk/224 nêu điều kiện áp dụng định luật? HS: phát biểu và ghi lại GV: nghiên cứu sgk/223, chúng ta so sánh ưu nhược điểm giữa bộ thí nghiệm của chúng ta và Bôi Lơ Hs: so sánh Bôi lơ sử dug pittong nước:: giảm được ma sát tốt hơn, nhiệt sinh ra được làm nguội đi nhờ nước, xong lượng khí có thể bị thay đổi do hơi nước bốc lên Gv: nhận xét và bổ sung 2) Định luật Bôi Lơ- Mariot * Ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất và thể tích V của một lượng khí xác định là 1 hằng số. pV= hằng số * Điều kiện áp dụng định luật: + khí lí tưởng + Lượng khí xác định + Nhiệt độ không đổi • Hoạt động 6) Vẽ đường đẳng nhiệt trong các hệ trục tọa độ Gv: PV = hằng số Hằng sô ấy có phụ thuộc vào T của khối khí không, ta sang nghiên cứu đường đẳng nhiệt Hs: Ghi Gv: Nghiên cứu cho biết “ Quá trình đẳng nhiệt là gì” Đường đẳng nhiệt? Hs: + Quá trình đẳng nhiệt là quá trình làm thay đổi các thông số trạng thái của khối khí trong đó T không đổi + Đường đẳng nhiệt là đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi Gv: Hướng dẫn học sinh dựa vào bảng số liệu vẽ đường đẳng nhiệt trong hệ POV Hs: vẽ Gv: Ứng với nhiệt độ khác nhau của 1 khối khí ta được các đường đẳng nhiệt khác nhau. Vẽ đồ thị,Y/c hs chứng mình T 2 >T 1 ? Hs: Ứng với cùng 1 V, áp suất lớn hơn nhiệt độ lớn hơn Gv: Yc hs vẽ đường đẳng nhiệt trong các hệ trục còn lại Hs: vẽ 3.Đường đẳng nhiệt + Quá trình đẳng nhiệt là quá trình làm thay đổi các thông số trạng thái của khối khí trong đó T không đổi + Đường đẳng nhiệt là đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi NX: Đường đẳng nhiệt trong POV có dạng hybepol Ứng với nhiệt độ khác nhau của 1 khối khí ta được các đường đẳng nhiệt khác nhau. * Đường đẳng nhiệt trong các hệ trục tọa độ Gv: Chiếu Silde cho hs làm trắc nghiệm Hs: Làm Câu 1: Nén đẳng nhiệt một khối lượng khí xác định từ 12l đến 3l, áp suất khí tăng lên mấy lần? a) 4 lần b) 3 lần c) 2 lần d) Không đổi Câu 2) Khi nén khí đẳng nhiệt thì số phân tử trong một đơn vị thể tích: • A. Tăng, tỉ lệ nghịch với áp suất • B. Không đổi • C. Tăng tỉ lệ thuận với áp suất • D. Tăng, tỉ lệ với bình phương áp suất Câu 3) Dùng thuyết động học phân tử giải thích Định luật Bôi Lơ –Mariot??? Lời giải: Ta có : áp suất phụ thuộc vào - Cường độ va chạm của các phân tử( không đổi vì nhiệt độ của khối khí không đổi) - Mật độ phân tử : n=N/V (N là số phân tử trong bình) Mà p tỉ lệ thuận n Nên p tỉ lệ thuận 1/V Câu 4) Một lượng khí có thể tích 7m 3 ở nhiệt độ 18 độ C và 1 at. Người ta nén đẳng nhiệt tới áp suất 3,5 at, khi đó thể tích lượng khí này là: A. 2 m 3 B . 5 m 3 C. 0,2 m 3 D. 0,5 m 3 • Hoạt động 7) nhắc nhở, dặn dò, giao bài tập(2’) Học thuộc bài Làm hết sgk, sbt Đọc trước nội dung bài mới VI) Rút kinh nghiệm sau tiết dạy: . 5: Rút ra định luật và giới thiệu bộ thí nghiệm của Bôi Lơ (3’) GV: Biểu thức chúng ta thu được cũng chính là biểu thức của định luật Bôi Lơ Mariot ( Mariot cũng đồng tìm ra định luật này. TIẾT 63: ĐỊNH LUẬT BÔI LƠ- MARIOT Người soạn: Nguyễn Thị Lương Trường ĐHSPHN Khoa vật lí Ngày soạn: 6/3/2014 I) Mục tiêu 1) Kiến thức: - Đề xuất được phương án thí nghiệm xây dựng định luật. thức: - Đề xuất được phương án thí nghiệm xây dựng định luật Bôi Lơ Mariot - Phát biểu và viết được biểu thức của định luật Bôi Lơ- Mariot - Vẽ được đường đẳng nhiệt trong các hệ trục tọa độ (POV),