Giáo án Vật lý lớp 11 Bài 29: Quá trình đẳng nhiệt định luật bôi-Lơ-ma-ri-ốt

c các thông số trạng thái.
Nhận biết và phân biệt được khái niệm trạng thái,quá trình,đẳng quá trình,quá trình dẳng nhiệt.
Phát biểu được định luật bôilơ –Mariốt và viết biểu thức định luật.
Biết cách hình thành định luạt bằng thực nghiệm.
Vẽ được dạng đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ P-V.
 2.Kĩ năng:
Xử lí số liệu thu được từ thực nghiệm.Vận dụng mối quan hệ áp suất thể tích để tìm nội dung định luật.
Vẽ được dạng đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ P-V
Vận dụng giải bài tập liên quan và giải thích các hiện tượng trong đời sống.
 3.Thái độ: 
Tích cực trong học tập,phát biểu xây dựng bài.
Nghiêm túc trong thực hành thí nghiệm và khách qua trong khi theo dõi thí nghiệm.
Có sự hứng thú,sôi nổi trong việc đề xuất phương án thí nghiệm và kiểm tra dự đoán.
 4.Tư duy:
Rèn luyện cho học sinh thực hiện các thao tác tư duy,suy luạn logic,năng lực giải quyết vấn đề.
Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong việc dự đoán các tình huống học tập và dự đoán các phương án trong thí nghiệm.
CHUẨN BỊ:
1.Giáo viên:Chuẩn bị thí nghiệm hình 29.1 và 29.2 SGK Vật lý 10
2.Học sinh: -Ôn tập lại kiến thức cũ:khái niệm áp suất học từ lóp 8
 -Giấy kẻ ly.
TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
Hoạt động của học sinh
Hoạt động của giáo viên
Dự kiến khó khăn
Nội dung viết bảng
Hoạt động 1:Kiểm tra bài cũ:
-HS trả lời bài cũ theo nội dung câu hỏi.
-HS lắng nghe và củng cố lại kiến thức đã học.
YC:Nêu nội dung của thuyết động học phân tử và định nghĩa khí lý tưởng?
GV :Nhắc lại nội dung thuyết động học phân tử:
 Chất khí được cấu tạo từ phân tử có kích thươc rất nhỏ so vơi s khoảng cách giữa chúng.
 Các phân tử khí chuyểnđộng hỗn loạn không ngừng,chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao.
 Khi chuyển động hỗn loạn của các phân tử khí lên thành bình gây ra áp suât lên thành bình.
-Khí lý tưởng là chất khí trong đócác phân tử khí là chât điểm và chỉ tương tác khi va chạm.
-Có thể không nắm vững bài cũ.
-Hiểu sai về thuyết.
Hoạt động 2:Tìm hiểu khái niệm thông số trạng thái.
-Học sinh lắng nghe và ghi nhớ.
-HS trả lời:áp suất là áp lực của phân tử khí tác dụng lên thành bình.
-Xác định áp suất bằng công thức p=F/S
 Đơn vị đo N/m2,pascal,atm,..
-Học sinh lắng nghe,ghi nhớ.
Gv:Trạng thái của 1 lượng khí xác định bằng thể tích V,áp suất P và nhiệt độ tuyệt đối T.
YC:Nhắc lại khái niệm áp suất đã học theo thuyết động học phân tử?Các cách xác định áp suât và đơn vị đo áp suất?
 Bổ sung thêm cách xácđịnh áp suất:có 2 cách là đo bằng áp kế và công thức định nghĩa,
 Đơn vị đo:mmHg,..
GV:Nhiệt độ tuyệt đối T là nhiệt độ theo nhiệt giai Ken-Vin.đơn vị K
T(K)=273+t
 Thể tích V là không gian mà chất khí chiếm chỗ.Đơn vị đo:m3,cm3,.....
 GV:Đại lượng P,V.T là thông số trạng thái của 1 lượng khí xác định.
-Trả lời thiếu cách xác định đơn vị đo của áp suất.
-Thiếu đơn vị đo áp suất.
Bài 29:Quá trình đẳng nhiệt.
Định luật Booilo-Mariot
1.Trạng thái và các quá trình biến đổi trạng thái.
-Trạng thái của 1 chât được xác định bằng thể tích V,áp suất P,nhiệt độ tuyệt đối T.
-Đại lượng này gọi là thông số trạng thái của 1 lượng khí.
Hoạt động 3:Phát hiện vấn đề cần nghiên cứu.
HS:thể tích giảm thì áp suất tăng.
 Ngược lại
 Thể tích giảm áp suát không đổi.
Hs:Học sinh quan sát thí nghiệm và trả lời:Thể tích lượng khí giảm thì áp suất tăng.
-Học sinh thấy được vấn đề cần nghiên cứu.
GV:Đưa ra các thí dụ trong thực tiễn:Bóp nhẹ quả bóng thì tay ta cảm thấy tức,bơm xe đạp,...
 Giới thiệu dụng cụ và mô tả thí nghiệm hình 29.1.
GV:Gợi ý trong các trường hợp trên lượng khí không thay đổi trong bóng bay va pít tông.Dự đoán sự thay đổi của áp suất khi thể tích thay đổi?
GV:Để biết rõ tiến hành thí nghiệm.Gợi ý:Với lượng khí trong xy lanh không thay đổi,Khi có vật nặng và không có vật năng thể tích khí tăng hay giảm,theo dõi đồng hồ đo áp suất rút ra nhận xét.
GV:giải thích hiện tương bóp quả bóng bay do thể tích giảm nên áp suât trong bóng bay tăng nên ta cảm thấy tức.
 Từ hiện tượng trên và thí nghiệm 29.1 ta thấy có mối quan hệ giữa thẻ tích và áp suát của cùng 1 lượng khí,để tìm được mối quan hệ này ta làm thí nghiệm hình 29.2.
-Học sinh chưa giải thích được hiện tượng xảy ra.
-Học sinh khó khăn trong dự đoán mối quan hệ giữa áp suất và thể tích.
Hoạt động 4:Tìm hiểu khái niệm quá trình,đẳng quá trình, đẳng quá trình. 
Hs:Lắng nghe và ghi nhớ.
Trả lời:trạng thái đặc trưng bởi thông số trạng thái.
 Khi trạng thái thay đổi thì tông số trag thái thay đổi.
HS:quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái mà nhiệt độ không đổi.
Hs:quá trình đẳng nhiệt là trường hợp riêng của đẳng quá trình khi nhiệt độ không đổi.
 HS:Thông só trạng thái
Trạng thái 1(P1,V1,T)
Trạng thái 2
P
(P2,V2,T)
GV:Khi 1 lượng khí biến đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác người ta gọi là quá trình biến đổi trạng thái hay quá trình.
GV Khi quá trình xảy ra thì yếu tố gì sẽ thay đổi?
 Gợi ý:Trạng thái của 1 lượng khí đặc trưng bởi yếu tố gì?
 Các quá trình trong tự nhiên xảy ra thì cả 3 thông số trạng thái sẽ thay đổi tuy nhiên có những qua trình xảy ra chỉ có 2 thông số trạng thái thay đổi và 1 thông số trạng thái không đổi.Các quá trình đó gọi là đẳng quá trình.
GV:Đọc mục 1 và trả lời thế nào là quá trình đẳng nhiệt.
GV:Phân biệt đẳng quá trình,quá trình đẳng nhiệt?
GV:Viết các thông số trạng thái của 2 trạng thái của cùng 1 lượng khí trong quá trình đẳng nhiệt.
Học sinh chưa biết được yếu tố gì sẽ thay đổi khi quá trình xảy ra.
Quá trình l lượng khí biến đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác gọi là quá trình biến đổi trạng thái.
 -Quá trình biến đổi nà chỉ có 2 thông số trạng thái thay đổi và 1 thông số trạng thái không đổi gọi là đẳng quá trình.
 2.Quá trình đẳng nhiêt. 
-Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiet độ được giữ không đổi.
VD:29.1
Thông số trạng thái của 2 trạng thái của cùng 1 lượng khí trong quá trình đẳng nhiệt.
Trạng thái 1(P1,V1,T)
Trạng thái 2
P
(P2,V2,T)
Hoạt động 5: Xây dựng định luật Bôilơ – Mariôt
-HS nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu.
- HS quan sát thí nghiệm, thu thập và xử ly số l‎iệu theo yêu cầu của GV
- HS hoàn thành câu C1: + Khi thể tích của lượng khí tăng thì áp suất của nó giảm và ngược lại.
 + Tích pV là bằng nhau và không đổi.
- HS tiếp thu, ghi nhớ.
- HS phát biểu: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí xác định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích:
 p ~ 
hay: pV = hằng số
- HS: 
 Theo định luật Bôilơ – Mariôt ta có: 
 p1V1 = p2V2
Hoạt động 6: Vận dụng định luật Bôilơ – Mariôt
- HS giải: 
+ Ở trạng thái ban đầu: V1=150cm3,p1=2.105Pa 
+ Sau khi nén: 
V2 = 100cm3, p2 = ?
Theo định luật Bôilơ – Mariôt, ta có:
 p1V1 = p2V2
=> p2 = 
 p2 = 
 p2 = 3.105 Pa
Hoạt động 7: Vẽ và nhận dạng đường đẳng nhiệt 
- HS dựa vào bảng 29.1 vẽ được đồ thị:
p
V
O
- HS quan sát và trả lời:
Trong hệ tọa độ (p,V), đường đẳng nhiệt có dạng là đường hypebol.
Hoạt động 8: Củng cố - Vận dụng 
- HS trả lời câu hỏi của GV.
Câu 5: B. Khối lượng
Câu 6: C. V ~ p
Câu 7: A. p1V1 = p2V
Hoạt động 9: Tổng kết bài 
- HS nhận nhiệm vụ học tập. 
- Từ những ví dụ trong thực tiễn nêu trên và từ thí nghiệm hình 29.1, ta thấy rằng khi nhiệt độ không đổi, nếu thể tích của một lượng khí giảm thì áp suất của nó tăng. Nhưng liệu áp suất có tăng tỉ lệ nghịch với thể tích không? 
 Để trả lời câu hỏi này, ta sẽ tiến hành thí nghiệm sau:
- GV tiến hành làm thí nghiệm hình 29.2 SGK và cho biết: Lượng khí trong xilanh là xác định không đổi. Khi dùng tay ấn pittông xuống hoặc kéo pittông lên để làm thay đổi thể tích không khí trong xilanh thì sự thay đổi áp suất của không khí trong xilanh sẽ được hiển thị trên áp kế.
 - Yêu cầu HS đọc và ghi kết quả thí nghiệm vào bảng 29.1 SGK.
- Yêu cầu HS hoàn thành câu C1 trong SGK.
- GV kết luận: Với một lượng khí nhất định trong quá trình đẳng nhiệt, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. Và đó chính là nội dung của định luật Bôilơ – Mariôt được nhà vật lí người Anh Bôi-lơ tìm ra năm 1662 và nhà vật lí người Pháp Ma-ri-ôt tìm ra một cách độc lập vào năm 1676, nên được gọi là định luật Bôilơ – Mariôt
- GV yêu cầu HS phát biểu lại định luật Bôilơ – Mariôt và viết biểu thức của định luật.
 GV thông báo: Nếu ta làm nhiều thí nghiệm với các lượng khí khác nhau thì tích pV là khác nhau. Vì vậy tích pV chỉ là hằng số đối với một lượng khí nhất định.
- GV yêu cầu HS dựa vào định luật Bôilơ – Mariôt viết hệ thức liên hệ giữa áp suất và thể tích của một lượng khí nhất định khi chuyển từ trạng thái (1) có áp suất p1, thể tích V1 sang trạng thái (2) có áp suất 
p2 và thể tích V2.
- GV yêu cầu vận dụng định luật Bôilơ – Mariôt hoàn thành bài tập 8 SGK – 159.
.
- GV yêu cầu HS hoàn thành câu C2 SGK - 157
- GV kết luận: Đường biểu diễn sự phụ thuộc của áp suất theo thể tích của một lượng khí khi nhiệt độ không đổi như đồ thị bên được gọi là đường đẳng nhiệt.
- GV yêu cầu HS quan sát đồ thị trong hệ tọa độ (p,V) và cho biết dạng của đường đẳng nhiệt?
- GV thông báo: Ứng với các nhiệt độ khác nhau của cùng một lượng khí ta có các đường đẳng nhiệt khác nhau như hình 29.3 SGK – 158.
 Đường đẳng nhiệt ở trên ứng với nhiệt độ cao hơn đường đẳng nhiệt ở dưới.
.
- GV yêu cầu HS:
+ Phân biệt các khái niệm: trạng thái, quá trình, đẳng quá trình và quá trình đẳng nhiệt.
+ Phát biểu định luật Bôilơ – Mariôt.
+ Cho biết dạng của đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ (p,V).
- GV yêu cầu hoàn thành các BT 5, 6, 7 SGK – 159
- GV đánh giá, nhận xét giờ học.
- Yêu cầu về nhà với HS:
+ Làm BT 9 SGK – 159
và tất cả các BT trong SBT.
III. Định luật Bôilơ – Mariôt.
1. Thí nghiệm.
- Sơ đồ thí nghiệm hình 29.2 SGK – 157
- Tiến hành: Dùng tay ấn pittông (2) xuống hoặc kéo pittông lên để làm thay đổi thể tích không khí trong xilanh (1). Sau đó đọc giá trị của áp suất được hiển thị trên áp kế tương ứng tại các giá trị của thể tích là 10, 20, 30, 40 cm3 và ghi kết quả vào bảng 29.1 SGK – 157.
- Kết quả thí 
nghiệm: Bảng 29.1
- Nhận xét: 
+ p ~ 
+ pV = hằng số
2. Định luật Bôilơ – Mariôt.
- Nội dung: SGK – 157.