Bài 47. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng.

Bài 47. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG
ĐỊNH LUẬT GAY LUY- XAC
Mục tiêu
Về kiến thức
Biết cách tổng hợp kết quả của định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt và Sác-lơ để tìm ra phương trình thể hiện sự phụ thuộc lẫn nhau của 3 đại lượng : Thể tích, áp suất và nhiệt độ của một lượng khí xác định.
Biết cách suy ra quy luật của sự phụ thuộc thể tích một lượng khí có áp suất không đổi vào nhiệt độ của nó, dựa vào phương trình trạng thái.
Về kỹ năng
Vận dụng phương trình trạng thái suy ra các phương trình ứng với các quá trình đẳng nhiệt, đẳng áp, đẳng tích.
Vận dụng phương trình trạng thái của khí lý tưởng để giải các bài toán, giải thích các hiện tượng liên quan.
Rèn luyện kỹ năng quan sát, nhận xét.
Có kỹ năng tính toán, tổng hợp.
Về thái độ
Có thái độ tích cực trong giờ học, chú ý xây dựng bài.
Chuẩn bị
Giáo viên
Chuẩn bị thí nghiệm mở đầu
Học sinh
Ôn lại thuyết động học phân tử chất khí, định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt và định luật Sác-lơ.
Nội dung ghi bảng

1. Phương trình trạng thái.
Xét khối khí biến đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác:
Trạng thái 1: p1, V1, T1
Trạng thái 1’: p2’, V2, T1
Trạng thái 2: p2, V2, T2









Quá trình (1-2’), định luật Boyle-Mariotte cho ta:

(1)
Quá trình (1’-2), định luật Charles cho ta:


(2)
Từ (1) và (2):

Vì các trạng thái 1 và 2 được chọn bất kỳ nên ta có thể viết:

= const
Đây là phương trình trạng thái của khí lý tưởng.
2. Định luật Gay luy-xác
Thể tích V của một lượng khí có áp suất không đổi thì tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối của khí :

= const .
Dạng đồ thị của quá trình đẳng áp
V



O T
Tiến trình dạy học
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh

Kiểm tra bài cũ, chuẩn bị điều kiện xất phát, đặt vấn đề

Phát biểu định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt và viết biểu thức.
Phát biểu định luật Sác-lơ và viết biểu thức.
Đặt vấn đề ( thí nghiệm mở đầu)
Giới thiệu bộ thí nghiệm:
Bình thủy tinh hình cầu, thông với bên ngoài bằng một ống nhỏ, bên trong ống có một giọt nước được nhuộm màu.
Giá đỡ
Đèn cồn
Bố trí thí nghiệm
Đặt câu hỏi: làm sao để giọt nước chảy ra ngoài mà không cần nghiêng bình?
Tiến hành thí nghiệm, yêu cầu HS quan sát và nhận xét sự chuyển động của giọt nước
Đặt câu hỏi: tại sao để giọt nước chuyển động được, tại sao nó chảy ra ngoài mà không chảy ngược vào trong?
Trong hai bài trước, ở mỗi bài ta giữ một đại lượng không đổi và xét sụ phụ thuộc của hai đại lượng còn lại. Nhưng qua thí nghiệm chúng ta thấy cả 3 đại lượng đều thay đổi. Vậy thể tích, nhiệt độ, áp suất của một lượng khí xác định có mối liên hệ với nhau như thế nào? Để trả lời được câu hỏi này chúng ta vào bài học hôm nay: “Phương trình trạng thái của khí lý tưởng. định luật Gay Luy-xac”

Trả lời bài cũ



Lắng nghe và quan sát thí nghiệm, thực hiện các yêu cầu của giáo viên






Đốt nóng không khí trong bình

Giọt nước chuyển động ra phía ngoài


Khi không khí trong bình bị đốt nóng sẽ nở ra tạo nên áp lực đẩy giọt nước chuyển động ra ngoài


Lắng nghe, ghi nhận

Thiết lập phương trình trạng thái của khí lý tưởng

Cho một lượng khí xác định ở trạng thái 1 có áp suất là p1, thể tích V1 , nhiệt độ T1. Ta thực hiện một quá trình bất kỳ chuyển khí sang trạng thái 2 có áp suất p2, thể tích V2, nhiệt độ T2. Tìm mối liên hệ giữa p1, V1, T1 và p2,V2, T2?
Để tìm được mối liên hệ này ta xét trạng thái trung gian 1’ có có áp suất p2’, thể tích V2, nhiệt độ T1.
(?) Quá trình biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 1’ là quá trình nào? Áp dụng định luật nào? Viết biểu thức?
(?) Quá trình biến đổi từ trạng thái 1’ sang trạng thái 2 là quá trình nào? Áp dụng định luật nào? Viết biểu thức?
(?)