Bài giảng Vật lí 12 (Kết nối tri thức) - Bài 10: Định luật Charles

Nội dung tài liệu: Bài giảng Vật lí 12 (Kết nối tri thức) - Bài 10: Định luật Charles

1. CHÀO MỪNG CÁC EM ĐẾN VỚI TIẾT HỌC HÔM NAY Presentation template by
2. CỨU LẤY CÁ VOI Whale Rescue Story
3. Subtitle : turn on CC Có 5 câu hỏi, mỗi câu trả lời đúng thì mưa sẽ đổ xuống và nước biển dâng lên, hoàn thành xong 5 câu sẽ cứu được cá voi. Chú ý vì đây là trò chơi nhân văn nên học sinh không trả lời được thì mời bạn học sinh khác trả lời cho đến khi có đáp án đúng. Vì nhiệm vụ là cùng giúp nhau giải cứu cá voi nên việc bỏ qua câu hỏi thì ý nghĩa giáo dục không tốt.
4. Vật lý 12 - KNTT BÀI 10. ĐỊNH LUẬT CHARLES Presentation template by
5. NỘI DUNG BÀI HỌC 01. Định luật 03. Charles 02. Bài tập 04. Thí nghiệm minh Các định luật Boyle họa định luật và Charles là các Charles định luật gần đúng Presentation template by
6. I. ĐỊNH LUẬT CHARLES 1.Quá trình đẳng áp - Quá trình biến đổi trạng thái của một khối lượng khí xác định khi giữ áp suất không đổi được gọi là quá trình đẳng áp. Trạng thái 1 p1 = p2 = p = hà ng số Trạng thái 2 (V , p , T ) (V1, p1, T1) 2 2 2 Trong quá trình đẳng áp thì thể tích (V) và nhiệt độ (T) có mối quan hệ như thế nào ? Presentation template by
7. Từ giữa thế kỉ XVII, Boyle đã nghiên cứu sự thay đổi các thông số trạng thái của một lượng khí xác định khi giữ nhiệt độ của khí không đổi. Nhưng phải hơn một thế kỉ sau mới có những kết quả mới từ các thí nghiệm về chất khí. Jaques Charles (1746-18234), từ năm 1787, đã tiến hành thí nghiệm với các khí khác nhau được giữ ở áp suất không đổi Presentation template by
8. I. ĐỊNH LUẬT CHARLES 2. Nghiên cứu của Charles - Năm 1787, nhà vật lí người Pháp là Charles đã dùng thực nghiệm để nghiên cứu sự thay đổi thể tích theo nhiệt độ của một khối lượng khí xác định trong quá trình đẳng áp. V − V 1 0 = trong đó: V ∆t 273 표 o Vo: thể tích khí ở nhiệt độ 0 C 표 1 V là thể tích khí ở nhiệt độ 푡 C - Nếu kí hiệu α = thì: ∆t: độ tăng nhiệt độ của khí 273 V = Vo(1 + α∆t) Presentation template by
9. THẢO LUẬN NHÓM - Cả lớp chia thành 4 nhóm - Các nhóm thảo luận trong 5 phút và trả lời 2 câu hỏi sau: Câu 1: Hãy giải thích cách vẽ đồ thị của hàm: 퐕 = 퐕퐨( + 훂∆퐭) trong hình 10.1a Câu 2: Hãy chứng tỏ rằng nếu đổi nhiệt độ Celcius t trong hệ thức (10.2) sang nhiệt độ Kelvin T tương ứng thì sẽ được một hệ thức mới chứng tỏ thể tích V của chất khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ Kelvin: 퐕 = 퐡ằ퐧퐠 퐬ố 퐓 Presentation template by
10. THẢO LUẬN NHÓM Câu 1: Hãy giãi thích cách vẽ đồ thị của hàm: 퐕 = 퐕퐨( + 훂∆퐭) trong hình 10.1a Giải Nhìn vào độ thị ta chọn 2 điểm bất kì: (0,V0) ; (t1, V1) Chọn một giá trị t1 bất kì thay vào công thức 퐕 = 퐕퐨( + 훂∆퐭) để tính V1 Nối hai điểm (0,V0) ; (t1, V1) bằng đường thẳng, ta được đường biểu diễn là đoạn thẳng đi qua hai điểm (0,V0) ; (t1, V1). Đường thẳng đi lên vì nhiệt độ tăng nên thể tích cũng tăng. Độ dốc của đường thẳng phụ thuộc vào hệ số nở nhiệt 퐕 = 퐕퐨( + 훂∆퐭) hệ số càng lớn thì độ dốc càng lớn và ngược lại. Presentation template by
11. THẢO LUẬN NHÓM Câu 2: Hãy chứng tỏ rằng nếu đổi nhiệt độ Celcius t trong hệ thức (10.2) sang nhiệt độ Kelvin T tương ứng thì sẽ được một hệ thức mới chứng tỏ 퐕 thể tích V của chất khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ Kelvin: = 퐡ằ퐧퐠 퐬ố 퐓 Giải Ta có: t = T - 273 Thay vào hệ thức: V = Vo 1 + α∆t = Vo 1 + α(T − 273) = Vo 1 + αT − α. 273 표 Ta có: Vo: thể tích khí ở nhiệt độ 0 C α là hằng số nên T thay đổi thì V cũng sẽ thay đổi. Hệ số của T là ( 1 + α) > 0 nên V tỉ lệ thuận với T. Presentation template by
12. I. ĐỊNH LUẬT CHARLES 3. Định luật Charles Nội dung Hệ thức Đồ thị “Khi áp suất của một 퐕 = 퐡ằ퐧퐠 퐬ố khối lượng khí xác 퐓 định giữ không đổi thì thể tích của khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó.” Presentation template by
13. I. ĐỊNH LUẬT CHARLES 3. Định luật Charles Trạng thái 1 p1 = p2 = p = hà ng số Trạng thái 2 (V , p , T ) (V1, p1, T1) 2 2 2 퐕 퐕 = 퐓 퐓 Presentation template by
14. EM CÓ BIẾT? ĐỘ KHÔNG TUYỆT ĐỐI Từ đồ thị 10.1a, ta thấy khi nhiệt độ giảm xuống 0K thì áp suất và thể tích đều bằng 0. Hơn nữa ở nhiệt độ dưới 0K thì áp suất và thể tích sẽ có giá trị âm. Đó là điều không thể thực hiện được. Độ không tuyệt đối là 0K, là điểm bắt đầu của nhiệt giai Kenvil do Kenvil đưa ra. Presentation template by
15. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 THẢO LUẬN NHÓM Câu 1. Ứng với áp suất khác nhau của cùng một lượng khí, ta có - Nghiên cứu SGK thảo những đường đẳng áp khác nhau. luận nhóm và trả lời Hình 10.2 vẽ hai đường đẳng áp của cùng một lượng khí ứng với câu hỏi phiếu học tập hai áp suất 퐩 và 퐩 . Hãy so sánh số 1 - Thời gian thảo luận là 퐩 và 퐩 5 phút Câu 2. Hãy tìm ví dụ về ứng dụng định luật Charles trong đời sống. Presentation template by
16. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 Câu 2. Hãy tìm ví dụ về ứng dụng định luật Charles trong đời sống. Khi trời lạnh, nhiệt độ môi trường giảm, theo định luật Charles, khi nhiệt độ giảm, thể tích khí cũng giảm. Do đó, khí trong bóng bay co lại, khiến bóng bay cũng co lại. Presentation template by
17. * Mục đích: Kiểm chứng định luật Charles * Dụng cụ: - Xi lanh thủy tinh dung tích 50 ml, có ĐCNN 1ml - Nhiệt kế điện tử - Ba cốc thủy tinh - Nút cao su để bịt đầu ra của xi lanh - Giá đỡ thí nghiệm - Nước đá, nước ấm và nước nóng - Dầu bôi trơn Presentation template by
18. * Tiến hành thí nghiệm: Bước 1: Cho một chút dầu bôi trơn vào pit- tông để pit-tông dễ dàng di chuyển trong xi lanh. Điều chỉnh pit-tông ở mức 30 mL, bịt đầu ra của xi lanh bằng nút cao su. Bước 2: Ghi giá trị nhiệt độ phòng và thể tích không khí trong xi lanh vào vở tương tự như Bảng 10.1 Bước 3: Đổ nước đá vào cốc (3). Bước 4: Nhúng xi lanh và nhiệt kế vào cốc. Sau khoảng thời gian 3 phút, ghi giá trị thể tích V của không khí trong xi lanh và nhiệt độ t vào bảng số liệu. Bước 5: Lần lượt đổ nước ấm vào cốc (4) và nước nóng vào cốc (5). Thực hiện tương tự bước 4 ở mỗi trường hợp. Presentation template by
19. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 Từ kết quả thí nghiệm, thực hiện các THẢO LUẬN NHÓM yêu cầu sau: V - Tính T, - Tiến hành thí nghiệm T - Từ số liệu thu được, vẽ đồ thị mối theo nhóm và hoàn quan hệ V, T. thành PHT số 2. 1. Kết quả thí nghiệm thu được có - Thời gian tiến hành phù hợp với định luật Charles thí nghiệm và thảo không? luận là 5 phút 2. Giải thích tại sao có thể coi quá trình biến đổi trạng thái của khí trong phòng thí nghiệm trên là quá trình đẳng áp? Presentation template by
20. Bài tập ví dụ Khi tăng nhiệt độ của một lượng khí xác định từ 320C lên đến 1170C và giữ cho áp suất không đổi thì thể tích khí tăng thêm 1,7l. Thể tích của lượng khí trước khi tăng nhiệt độ là bao nhiêu? Trạng thái 1: Trạng thái 2: t = 320C 0 1 t2 = 117 C → T = t +273 = 305K 1 1 → T2 = t2 +273 = 390K V 1 V2 = V1 + 1,7l Bài giải V1 = ? V2 = ? V V Vì áp suất khí không đổi nên ta áp dụng ĐL Charles: 1 = 2 T1 T2 V V +1,7 Thay số ta có: 1 = 1 => V = 6,1l ; V = 7,8l 305 390 1 2 Presentation template by