Bài giảng Bài 46: Định luật sác-Lơ. Nhiệt độ tuyệt đối

Người soạn:  	
Ngày soạn:  	
 Bài 46: 
 ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ. NHIỆT ĐỘ TUYỆT ĐỐI
Tiết: 67
Mục tiêu
Về kiến thức:
+ Nêu được quá trình đẳng tích là gì và phát biểu được định luật Sác-Lơ.
+ Vẽ được đường đẳng tích trong hệ tọa độ (p,V).
+ Nêu được nhiệt độ tuyệt đối là gì?
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 Sác-Lơ 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 Sác-Lơ.
Bảng kết quả thí nghiệm trên giấy A3.
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:
+ Thế nào là quá trình đẳng nhiệt?
+ Phát biểu nội dung định luật Bôi-Lơ – Ma-ri-ốt?
+ Biểu diễn đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ (p, V)?
à Đặt vấn đề: 
Khi nhiệt độ T được giữ không đổi thì áp suất P tỉ lệ nghịch với thể tích V. Hãy dự đoán: Nếu giữ cho thể tích không đổ thì áp suất P và nhiệt độ tuyệt đối T có mối quan hệ như thế nào?
Vào năm 1780 Sác-lơ (Jacques Charles, 1746-1823 nhà vật lý người Pháp) đã làm thí nghiệm để xem xét vấn đề sau: Nếu giữ nguyên thể tích và làm thay đổi nhiệt độ của của một lượng khí thì áp suất của khí thay đổi như thế nào? Hôm nay ta sẽ mô phỏng lại thí nghiệm của ông để từ đó đi đến nội dung định luật mà ông đã tìm ra.
Hoạt động dạy học
 Hoạt động 1: Tìm hiểu quá trình đẳng tích. Mô phỏng lại thí nghiệm Sác-lơ, từ đó đi đến nội dung định luật Sác-lơ.
Hoạt động giáo viên
Hoạt động học sinh
Nội dung
– Hãy nhắc lại trạng thái của một lượng khí được xác định bằng các đại lượng nào?
– Gọi một học sinh lên bảng viết các thông số trạng thái của 2 trạng thái 1 và trạng thái 2 trong trong đó thể tích được giữ không đổi?
1
– Ở đây ta xét một lượng khí có thể tích không đổi. Làm thế nào để tìm được mối liên hệ định lượng giữa áp suất và nhiệt độ khi thể tích không đổi? Ta tiến hành khảo sát thí nghiệm.
– Bố trí và giới thiệu và dụng cụ thí nghiệm.
3
2
 Dụng cụ như hình vẽ:
 1. Áp kế
 2. Pit-tông
 3. Xilanh
– Tiến hành thí nghiệm: Gỡ nút cao su dưới đáy xi lanh, kéo pit-tông lên vị trí số 3 (ứng với thể tích 3 cm3). Sau đó đóng chặt nút cao su lại giữ cho thể tích khí bị nhốt trong xi lanh không đổi. Đặt xi lanh chứa khí vào cốc nước và nhiệt kế vào cốc. Ghi lại nhiệt độ và áp suất ban đầu của khí trong bình. 
–Yêu cầu học sinh quan sát và dự đoán hiện tượng sẽ xảy ra? (Số chỉ áp kế và số chỉ nhiệt kế có thay đổi không và sẽ thay đổi như thế nào?)
–Đun cốc nước dưới ngọn lửa đèn cồn và cho học sinh quan sát.
– Hãy cho biết sau một thời gian đun thì số chỉ áp kế có thay đổi không, thay đổi như thế nào?
– Lấy nhiệt kế ra cho học sinh quan sát và nhận xét nhiệt kế có thay đổi không và thay đổi như thế nào?
– Trong thí nghiệm trên, nhận thấy khi thể tích không đổi nếu nhiệt độ của một lượng khí tăng thì áp suất của nó tăng và ngược lại. Nhưng liệu áp suất p có tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ không?
– Treo bảng kết quả đã chuẩn bị và yêu cầu học sinh quan sát.
P(105Pa)
t(0C)
1,0
28
332,23
1,1
58
332,33
1,2
77
342,86
1,25
92
342,47
– Sai số tỉ đối trong trường hợp này là bao nhiêu?
- Nhắc lại: 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 rất nhỏ nên ta xem bằng nhau và bằng hằng số. 
 = hằng số hay có thể viết (à)
 Trong đó B là hằng số phụ thuộc vào lượng khí mà ta đang xét.
– Xét trong phạm vi biến thiên nhiệt độ rộng hơn mà nhiều nhà Vật lý học đã làm thì có thể thừa nhận đúng với mọi.
– Cho nhiệt độ biến đổi từ 00C đến t0C thì (1)
– Độ biến thiên áp suất tương ứng: (2)
p và p0 lần lượt là áp suất khi ở nhiệt độ t0C và 00C.
– Từ (1), (2) và (à) tìm công thức xác định p?
– Sác-lơ đã làm thí nghiệm với nhiều loại chất khí khác nhau, số mol khí khác nhau, ông nhận thấy không phụ thuộc vào loại khí, cũng không phụ thuộc vào số mol khí. Ông đặt độ -1 và được gọi là hệ số tăng áp đẳng tích. Biểu thức trên được viết lại: p=p0(1+t)
– Đây chính là hệ thức của định luật Sác-lơ.
– Hãy phát biểu đầy đủ nội dung của định luật Sác-lơ
– Trong quá trình thí nghiệm, có đặc điểm gì phải lưu ý?
– Quá trình biến đổi trạng thái khí khi thể tích không đổi được gọi là gì?
– Vậy thế nào là quá trình đẳng tích?
– p,V,T
– p1,V,T1
 P2,V,T2
– Dự đoán:
Số chỉ áp và nhiệt kế đều tăng.Hoặc có thể học sinh dự đoán nhiệt độ tăng, áp suất giảm.
– Tăng
– Cũng tăng
 = 337, 47.
Sai số tỉ đối:
 p=(Bt + p0)
p=p0(1+t)
– Với 1 lượng khí có thể tích không đổi thì áp suất p phụ thuộc vào nhiệt độ t của khí như sau:
p=p0(1+t)
 có giá trị như nhau đối với mọi chất khí, mọi nhiệt độ và bằng độ-1
 gọi là hệ số tăng áp đẳng tích.
– V=const
– Quá trình đẳng tích
– Là quá trình biến đổi trạng thái khí khi thể tích không đổi.
Bài 30:
ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ. NHIỆT ĐỘ TUYỆT ĐỐI
1. Bố trí thí nghiệm
2. Thao tác thí nghiệm
3. Kết quả thí nghiệm
-Số chỉ áp kế tăng và số chỉ nhiệt kế cũng tăng
4. Định luật Sác-lơ
-Với một lượng khí có thể tích không đổi thì áp suất p phụ thuộc vào nhiệt độ t của khí như sau:
p=p0(1+t)
 có giá trị như nhau đối với mọi chất khí, mọi nhiệt độ và bằng
 độ-1.
 gọi là hệ số tăng áp đẳng tích.
5. Quá trình đẳng tích
-Quá trình đẳng tích là quá trình biến đổi trạng thái khí khi thể tích không đổi.
Hoạt động 2: Tìm hiểu khí lí tưởng và khái niệm nhiệt độ tuyệt đối.
Hoạt động giáo viên
Hoạt động học sinh
Nội dung
– Các chất khí như Oxi, Nitơ, Cacbonic là những chất khí tồn tại trong tự nhiên và được gọi la khí thực. Các khí này chỉ tuân theo gần đúng các định luật Bôi-Lơ – Ma-ri-ốt và Sác-lơ. Tức là giá trị của tích p.V và thương thay đổi theo bản chất nhiệt độ và áp suất. Chính vì vậy người ta đưa ra khái niệm khí lí tưởng để có một mô hình chung cho mọi chất khí.
– Kết hợp sách giáo khoa hãy định nghĩa khí lí tưởng theo quan điểm vĩ mô?
– Xét ở nhiệt độ 
– Áp dụng định luật Sác-lơ tính giá trị áp suất p?
– p=0 là không thể đạt được. Vì vậy ta gọi -2730C là nhiệt độ thấp nhất không thể đạt được và gọi là không độ tuyệt đối.
– Gọi học sinh nhắc lại độ không tuyệt đối.
– Ken-vin đã đề xuất nhiệt giai mang tên ông: Trong nhiệt giai Ken-vin thì khoảng cách nhiệt độ 1 ken-vin (kí hiệu 1 K) bằng khoảng cách 10C. Không độ tuyệt đối (0K) ứng với nhiệt độ -2730C.
– Nêu công thức thể hiện mối liên hệ giữa nhiệt độ T trong nhiệt giai Ken-vin và nhiệt độ t trong nhiệt giai 
Xen-xi-út?
– Nhiệt độ đo trong nhiệt giai Ken-vin được gọi là nhiệt độ tuyệt đối.
– Hãy viết lại hệ thức của định luật Sác-lơ theo nhiệt độ ken-vin T?
– 
bằng hằng số đối với một lượng khí xác định. Nên biểu thức trên được viết lại là:
 = hằng số – Đây cũng chính là dạng khác của hệ thức định luật Sác-lơ.
– Từ đây có nhận xét như thế nào về mối quan hệ giữa p và T?
– Khí lí tưởng là khí tuân theo đúng 2 định luật Bôi-lơ – ma-ri-ốt và Sác-lơ.
– p=p0(1+())=0
– Người ta coi nhiệt độ
-2730C là nhiệt độ thấp nhất không thể đạt được và gọi là không độ tuyệt đối
– T= t + 273
– Ta có T= t + 273
 t = T-273 thế vào hệ thức của định luật Sác-lơ 
p=p0(1+t), được:
– p tỉ lệ thuận với T
6. Khí lí tưởng
-Khí lí tưởng là khí tuân theo đúng 2 định luật 
Bôi-lơ – ma-ri-ốt và Sác-l
7. Nhiệt độ tuyệt đối.
-Khái niệm không độ tuyệt đối:
 Người ta coi nhiệt độ
-2730C là nhiệt độ thấp nhất không thể đạt được và gọi là không độ tuyệt đối.
-Công thức thể hiện mối liên hệ giữa nhiệt độ T trong nhiệt giai Ken-vin và nhiệt độ t trong nhiệt giai 
Xen-xi-út là:
 T= t + 273
-Khái niệm nhiệt độ tuyệt đối:
 Nhiệt độ đo trong nhiệt giai Ken-vin được gọi là nhiệt độ tuyệt đối.
-Dạng khác của hệ thức định luật Sác-lơ:
 = hằng số
 Hoạt động 3: Tìm hiểu dạng đường đẳng tích trong hệ tọa độ (p,T).
Hoạt động giáo viên
Hoạt động học sinh
Nội dung
– p=T.hằng số có dạng hàm số nào?
– Đồ thị của hàm số này có dạng như thế nào?
– Tương tự ta cũng có đồ thị của p=T.hằng số: 
 p V1
 V1<V2 
 V2
 O T
 Đồ thị biễu diễn p theo T
– Đường biễu diễn sự biến thiên của áp suất p theo nhiệt độ T khi thể tích không đổi gọi là đường đẳng tích
Đường đẳng tích là gì?
àLưu ý: Không được kéo dài đường biễu diễn tới gốc tọa độ vì ở đó T=0 và p=0 là điều không thể đạt được.
– Trong hệ tọa độ (p,T) đường đẳng tích có dạng như thế nào?
– y=ax
– Đường thẳng đi qua gốc tọa độ.
8. Đường đẳng tích
-Đường biễu diễn sự biến thiên của áp suất p theo nhiệt độ T khi thể tích không đổi gọi là đường đẳng tích.
-Trong hệ tọa độ (p,V) đường đẳng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ.
Vận dụng, củng cố:
 Câu 1: Điều kiện áp dụng định luật Sác-lơ:
Lượng khí không đổi có thể thể tích không đổi.
Nhiệt độ không đổi
Áp suất không đổi
Cả ba đều sai
Đáp án: Câu 1: A
 Câu 2: Để ngoài nắng, khi đó nhiệt độ khí trong bánh xe tăng lên. Theo định luật Sác-lơ, nhiệt độ tăng thì áp suất cũng tăng làm nổ bánh
 Câu 2: Vận dụng định luật Sác-lơ, giải thích tại sao xe để ngoài nắng thường bị bể bánh?
IV- Rút kinh nghiệm