Giáo án Vật Lí 10 Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt (mới, chuẩn nhất)

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (5’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo.

Quá trình đẳng nhiệt là gì? Bài học hôm nay chúng ta cùng tìm hiểu

HS định hướng

Tiết 48: 

QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ-MA-RI ỐT

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức

Mục tiêu: các khái niệm trạng thái và quá trình

- Nêu được định nghĩa quá trình đẳng nhiệt.

- Phát biểu và nêu được biểu thức của định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt

- Nhận biết được dạng của đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ p-V

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

- Giới thiệu về các thông số trạng thái của chất khí.

- Cho HS đọc SGK, tìm hiểu các khái niệm.

- Nhận xét kết quả.

- Nhớ lại các ký hiệu, đơn vị của các thông số trạng thái: áp suất, thể tích; quan hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối và nhệt độ theo nhiệt giai Celsius (°C).

- Đọc SGK, tìm hiểu các khái niệm: quá trình biến đổi trạng thái và đẳng quá trình.

I. Trạng thái và quá trình biến đổi trạnh thái

- Trạng thái của một khối lượng khí được xác định bởi: thể tích, áp suất và nhiệt độ ( V,p,T)

- Quá trình biến đổi trạng thái: lượng khí có thể chuyển từ trạng thái này sang trang thái khác

- Yêu cầu HS Phát biểu khái niệm quá trình đẳng nhiệt.

- Phát biểu khái niệm quá trình đẳng nhiệt.

II. Quá trình đẳng nhiệt:

- Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt

- Trình bày một vài thí nghiệm sơ bộ để nhận biết.

- Gợi ý: Cần giữ lượng khí không đổi, cần thiết bị đo áp suất và thể tích khí.

- Tiến hành hành thí nghiệm khảo sát.

- Gợi ý: Nếu tỷ số giữa hai đại lượng không đổi thì quan hệ là tỷ lệ thuận. Nếu tích số giữa hai đại lượng không đổi thì quan hệ là tỷ lệ nghịch.

- Giới thiệu định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt.

-Hướng dẫn: Xác định áp suất và thể tích của khí ở mỗi trạng thái và áp dụng dịnh luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt.

- Dự đoán quan hệ giữa áp suất và thể tích của một lượng khí khi nhiệt độ không đổi.

- Thảo luận để xây dụng phương án thí nghiệm khảo sát quan hệ p-V khi nhiệt độ không đổi.

Từ kết quả thí nghiệm rút ra quan hệ p-V

- Phát biểu về quan hệ p- V trong quá trình đẳng nhiệt.

-Làm bài tập ví dụ.

III. Đ ịnh luật Bôi-lơ _ Ma-ri-ốt

1. Đặt vấn đề: Trong quá trình biến đổi trạng thái của một khối khí V giảm thì p tăng, nhưng p có tăng tỉ lệ nghịch với V không?

2. Thí nghiệm

3. Định luật Bôi-lơ _ Ma-ri-ốt

- Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.

- Gọi p₁, V₁ là áp suất và thể tích của khối khí ở trạng thái 1

- Gọi p₂, V₂ là áp suất và thể tích của khối khí ở trạng thái 2

Ta có:

p₁. V₁ = p₂. V₂

Hướng dẫn dùng số liệu thí nghiệm trong hệ tọa độ (p-V)

Nêu và phân tích khái niệm và dàng đường đẳng nhiệt.

Gợi ý: Xét hai điểm thuộc hai đường đẳng nhiệt, biểu diễn các trạng thái có cùng áp suất hay cùng thể tích.

Vẽ đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích trong quá trình đẳng nhiệt.

Nhận xét về dạng đường đồ thị thu được.

So sánh nhiệt độ ứng với hai đường đẳng nhiệt của cùng một lượng khí vẽ trong cùng một hệ tọa độ (p-V)

IV. Đường đẳng nhiệt

Trong hệ tọa độ (p,V) đường đẳng nhiệt là đường hyperbol

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

GV giao nhiệm vụ cho học sinh làm bài tập trắc nghiệm:

Câu 1: Khi nén khí đẳng nhiệt thì số phân tử trong một đơn vị thể tích

    A. tăng tỉ lệ thuận với áp suất.

    B. không đổi.

    C. tăng tỉ lệ với bình phương áp suất.

    D. giảm tỉ lệ nghịch với áp suất.

Câu 2: Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí xác định?

    A. Áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.

    B. Tích của áp suất và thể tích là một hằng số.

    C. Trên giản đồ p – V, đồ thị là một đường hypebol.

    D. Áp suất tỉ lệ với thể tích.

Câu 3: Tập hợp ba thông số nào sau đây xác định trạng thái của một lượng khí xác định?

    A. Áp suất, thể tích, khối lượng.                

    B. Áp suất, nhiệt độ, thể tích.

    C. Thể tích, khối lượng, nhiệt độ.             

    D. Áp suất, nhiệt độ, khối lượng.

Câu 4: Hệ thức không phải của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt là:

Câu.5: Biểu thức nào sau đây không phù hợp với định luật Bôi- lơ - Mariốt.

    A. p ~ 1/V.                

    B. V ~ 1/p.                

    C. V ~ p.                   

    D. p₁V₁ = p₂V₂.

Câu 6: Một xilanh chứa 150 cm³ khí ở 2.10⁵ pa Pít-tông nén khí trong xilanh xuống còn 75 cm³. Nếu coi nhiệt độ không đổi thì áp suất trong xilanh bằng

    A. 2.10⁵ Pa.

    B. 4.10⁵ Pa.

    C. 3.10⁵ Pa.

    D. 5.10⁵ Pa.

Câu 7: Một bọt khí ở đáy hồ sâu 7,5 m nổi lên trên mặt nước. Giả sử nhiệt độ ở đáy hồ và mặt hồ là như nhau. Cho biết áp suất khí quyển p_o = 75 cmHg, và khối lượng riêng của thủy ngân là 1,36.10⁴ kg/m³. Thể tích bọt khí đã tăng lên

    A. 1,74 lần.

    B. 3,47 lần.

    C. 1,50 lần.

    D. 2 lần.

Câu 8: Một khối lượng khí lí tưởng xác định có áp suất 2 atm được làm tăng áp suất lên đến 8 atm ở nhiệt độ không đổi thì thể tích biến đổi một lượng là 3 lít. Thể tích ban đầu của khối là

    A. 4 lít.

    B. 8 lít.

    C. 12 lít.

    D. 16 lít.

Câu 9: Nếu áp suất của một lượng khí lí tưởng xác định tăng 1,5.10⁵ Pa thì thể tích biến đổi 3 lít. Nếu áp suất của lượng khí đó tăng 3.10⁵ Pa thì thể tích biến đổi 5 lít. Biết nhiệt độ không đổi, áp suất và thể tích ban đầu của khí là

    A. 3.10⁵ Pa, 9 lít.

    B. 6.10⁵ Pa, 15 lít.

    C. 6.10⁵ Pa, 9 lít.

    D. 3.10⁵ Pa, 12 lít.

Câu 10: Một quả bóng da có dung tích 2,5 lít. Người ta bơm không khí ở áp suất 10⁵ Pa vào bóng. Mỗi lần bơm được 125 cm³ không khí. Biết trước khi bơm, trong bóng có không khí ở áp suất 10⁵ Pa và nhiệt độ không đổi trong thời gian bơm. Áp suất không khí trong quả bóng sau 20 lần bơm bằng

    A. 5.10⁵ Pa

    B. 2,5.10⁵ Pa

    C. 2.10⁵ Pa

    D. 7,5.10⁵ Pa

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

Một xilanh chứa 100 cm³ khí ở áp suất 2.10⁵ Pa. Pit tông nén khí trong xilanh xuống còn 50 cm³. Áp suất của khí trong xilanh lúc này là bao nhiêu? biết quá trình trên là đẳng nhiệt.

- HS trả lời.

- HS nộp vở bài tập.

- HS tự ghi nhớ nội dung trả lời đã hoàn thiện. 

Đáp án: 4. 10₅ Pa.

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức, khái quát lại toàn bộ nội dung kiến thức đã học

Phương pháp dạy học:  Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

Vẽ sơ đồ tư duy khái quát lại nội dung bài học