Bài giảng Bài 45: Định luật Bôi -Lơ – Ma-ri-ốt

Người soạn:  	
Ngày soạn: 	 	Bài 45: 
 	ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ – MA-RI-ỐT
Tiết: 66
Mục tiêu
Về kiến thức:
+ Nêu được các thông số xác định trạng thái của một lượng khí.
+ Nêu được quá trình đẳng nhiệt là gì?
+ Phát biểu và viết được biểu thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt.
+ Vẽ được đường đẳng nhiệt trên trục tọa độ (p, V).
Về kĩ năng:
Rèn luyện kĩ năng quan sát thí nghiệm kết hợp lí luận vật lý để đi đến nội dung định luật.
Vận dụng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt để giải thích một số hiện tượng đời sống và giải các bài tập liên quan.
Thái độ:
+ Giúp học sinh hứng thú trong việc tìm tòi và lĩnh hội tri thức, góp phần hình thành ở các em niềm say mê và lòng yêu khoa học.
+ Giáo dục cho học sinh cẩn thận trong việc sử dụng dụng cụ thí nghiệm, trung thực khách quan trong việc thu thập, xử lí số liệu.
+ Giúp học sinh có ý thức vận dụng những hiểu biết vật lý vào đời sống.
Chuẩn bị:
Giáo viên: 
Bộ dụng cụ thí nghiệm về định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt. 
Làm thí nghiệm nhiều lần trước khi lên lớp.
Phiếu học tập.
Học sinh:
Đọc bài mới.
Tiến trình dạy học.
1. Ổn định lớp.
2. Kiểm tra bài cũ:
+ Nêu các tính chất của chất khí?
+ Phát biểu nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí?
+ Vận dụng thuyết động học phân tử chất khí để giải thích về hình dạng và thể tích của các chất ở thể rắn, lỏng, khí?
à Đặt vấn đề: 
Chất khí có tính chất dễ nén. Bài này khảo sát định lượng tính dễ nén: Nếu giữ nguyên nhiệt độ mà thay đổi áp suất tác dụng lên một lượng khí, thì thể tích của lượng khí ấy thay đổi thế nào? Để có thể trả lời vấn đề trên, hôm nay chúng ta sẽ đi tìm hiểu vào bài: ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ – MA-RI-ỐT.
Hoạt động dạy học
Hoạt động 1: Tìm hiểu các thông số xác định trạng thái và khái niệm quá trình đẳng nhiệt.
Hoạt động giáo viên
Hoạt động học sinh
Nội dung
– Trạng thái của một lượng khí được xác định bằng các đại lượng nào?
– Các đại lượng đó được gọi là các thông số trạng thái. Giữa các thông số trạng thái của một lượng khí có mối quan hệ xác định.
– Khi thông số này thay đổi thì các thông số khác có thay đổi không? Cho ví dụ minh họa?
– Trong các quá trình tự nhiên cả 3 thông số trạng thái đều thay đổi. Tuy nhiên cũng có thể thực hiện được những quá trình chỉ có 2 thông số biến đổi, còn một thông số không đổi. Những quá trình này được gọi là đẳng quá trình.
– Dựa vào đó hãy cho biết quá trình đẳng nhiệt là gì?
– Hoàn chỉnh câu trả lời của học sinh.
– Trong quá trình đẳng nhiệt có phải khi áp suất thay đổi thì thể tích cũng thay đổi theo. Chẳng hạn áp suất khí tăng thì thể tích khí giảm và ngược lại? (Giả thuyết). Cần tiến hành thí nghiệm kiểm chứng.
– Áp suất, thể tích, nhiệt độ.
– Các thông số khác cũng thay đổi. Ví dụ khi nhiệt độ tăng thì khí nở, thể tích tăng và áp suất tăng.
– Là quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi.
 Bài 45:
 ĐỊNH LUẬT
 BÔI-LƠ – MA-RI-ỐT
-Trạng thái của một lượng khí được xác định bằng các đại lượng: áp suất, thể tích, nhiệt độ gọi là các thông số trạng thái.
-Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi.
Hoạt động 2: Thí nghiệm tìm hiểu nội dung định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt
Hoạt động giáo viên
Hoạt động học sinh
Nội dung
– Giới thiệu dụng cụ thí nghiệm: Thay thế bằng dụng cụ thí nghiệm trong chương trình vật lý 10 cơ bản.
1
3
2
Dụng cụ như hình vẽ:
Áp kế
Pit-tông
Xilanh
– Giả sử dùng tay ấn pit-tông xuống hoặc kéo pit-tông lên để làm thay đổi thể tích không khí trong xi lanh sẽ ảnh hưởng gì đến số đo áp kế? Yêu cầu học sinh dự đoán hiện tượng?
– Thực hiện thí nghiệm như trên (chú ý làm chậm để nhiệt độ của khí không đổi). Sự thay đổi áp suất của không khí trong xi lanh được nhận biết nhờ áp kế.
– Kết quả thí nghiệm: Nhận xét dự đoán của học sinh đúng.
– Khi ấn pit-tông xuống thì áp suất tăng và kéo pit-tông lên thì áp suất giảm. Liệu áp suất có tăng tỉ lệ nghịch với áp suất không?
– Yêu cầu học sinh tiếp tục quan sát và ghi số liệu vào bảng sau:
V(cm3)
p (10-5pa)
 p.V
20
1,00
30
0,67
40
0,50
– Có nhận xét gì về tích p.V trong bảng số liệu?
( Nội dung câu C1)
– Hãy hoàn thành câu C2?
-Hướng dẫn học sinh:
 + Công thức sai số tỉ đối của giá trị A bất kì là:
Trong đó:
 là sai số tuyệt đối.
 là giá trị trung bình.
– Sai số tỉ đối của p.V có giá trị rất nhỏ, chỉ bằng 2,5.10-3, tức kết quả tích p.V có thể xem là bằng nhau.
– Hãy cho biết mối quan hệ giữa p và V?
– Giáo viên giới thiệu nhanh về lịch sử đặt tên của định luật và yêu cầu học sinh phát biểu định luật dựa vào kết quả thí nghiệm trên.
Bài tập áp dụng: Dưới áp suất 105 pa một lượng khí có thể tích 10 lít. Tính thể tích của lượng khí này khi áp suất là 1,25.105 Pa. Biết nhiệt độ được giữ không đổi.
C3:
– Có thể là ấn pit-tông xuống thì áp suất tăng và kéo pit-tông lên thì áp suất giảm.
V(cm3)
p (10-5pa)
p.V
20
1,00
20
30
0,67
20,1
40
0,50
20
– Có thể coi gần đúng tích p.V gần bằng nhau.
– Sai số tuyệt đối cùa p.V:
– Giá trị trung bình của p.V:
– Sai số tỉ đối của p.V:
– Đọc, tìm hiểu và tóm tắt đề:
Tóm tắt:
-Trạng thái 1:
 p1=105 Pa
 V1= 10 lít
-Trạng thái 2:
 p2=1,25.105 Pa
 V2=?
– Phân tích bài toán, xác lập các công thức liên quan.
– Giải
Theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, ta có:
p1V1=p2V2
Do đó:V2=
 hay V2=8 lít
– Kết luận
Vậy ứng với áp suất 1,25.105 Pa thì khí có thể tích là 8 lít.
– Hằng số pV có phụ thuộc vào nhiệt độ.
Thí nghiệm
a) Bố trí thí nghiệm
-Như hình vẽ
b) Thao tác thí nghiệm
-Dùng tay ấn pit-tông xuống hoặc kéo pit-tông lên để làm thay đổi thể tích không khí trong xi lanh. Quan sát kim chỉ số đo áp kế.
c) Kết luận
-Có thể coi gần đúng tích p.V gần bằng nhau: 
p1V1=p2V2=p3V3
Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt
-Ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất p và thể tích V là một hằng số:
 p.V=hằng số
Hoạt động 3: Tìm hiểu dạng đường đẳng nhiệt
Hoạt động giáo viên
Hoạt động học sinh
Nội dung
– Gọi một học sinh đọc và tóm tắt đề.
– Hướng dẫn học sinh làm bài:
– Chỉnh sửa sai sót (nếu có).
– Hình bên chính là đường biểu diển quá trình đẳng nhiệt.
Đọc đề, tìm hiểu và tóm tắt đề.
Tóm tắt:
Cho:
 0,1 mol khí trong điều kiện chuẩn
 p0=1atm=1,013.105 Pa
 t0=00C
Hỏi:
 a) V0=? Biễu diễn trạng thái trên đồ thị p-V, được điểm A.
 b) V1=0,5V0
p1=? Biễu diễn lên cùng đồ thị, được điểm B.
 c) Viết biểu thức p theo V. Vẽ đường biễu diễn. Dạng của đường biểu diễn là gì?
Phân tích hiện tượng bài toán, xác lập công thức liên quan.
Giải
a) V0=0,1 thể tích mol=2,24 lít.
Điểm A có tọa độ: V0=2,24 lít ; p0=1atm
b) Theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt: p1V1=p0V0
p1=2atm.
c) Theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt: pV=hằng số=p0V0=2,244 l.atm 
p=
 Đường biễu diễn quá trình nén đẳng nhiệt là một cung Hypebol. 
 2 B
p1
p0 1 A
 V1 V2 
 1,12 2,24 V(l)
Bài tập vận dụng
-Đường đẳng nhiệt là đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi.
-Trong hệ tọa độ (p,V), đường đảng nhiệt là đường Hypebol.
Vận dụng, củng cố:
à Dựa vào định luật Ôm, giải thích tại sao khi bơm xe đạp, trong một lần ta đẩy bơm để thể tích thân bơm giảm thì lại làm tăng áp suất khí trong săm (ruột) của bánh xe?
à Chọn câu đúng: Khi nén khí đẳng nhiệt thì số phân tử trong đơn vị thể tích 
Tăng, tỉ lệ nghịch với áp suất	 B. Không đổi
Giảm, tỉ lệ nghịch với áp suất	 D. Tăng, tỉ lệ với bình phương áp suất
IV- Rút kinh nghiệm