Giáo án và PPT Vật lí 12 cánh diều bài 2: Phương trình trạng thái khí lí tưởng

BÀI 2: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG

A. KHỞI ĐỘNG

- GV tổ chức cho HS trả lời câu hỏi mở đầu 

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

1.  Liên hệ giữa áp suất và thể tích của một lượng khí

Lập phương án thí nghiệm tìm mối liên hệ giữa thể tích khí và áp suất của nó khi giữ nhiệt độ không đổi với các dụng cụ thực hành ở trường.

Kết luận:

- Các thông số của lượng khí mà chúng ta có thể đo được là áp suất, nhiệt độ và thể tích. Chúng được gọi là các thông số trạng thái của chất khí.

- Áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích của lượng khí khi nhiệt độ không đổi.

2. Định luật Boyle

GV tổ chức cho HS trả lời Câu hỏi 4 (SGK – tr38) rút ra định luật Boyle

Đồ thị p theo có dạng đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ cho thấy giữa hai đại lượng p và V có mối quan hệ gì?

Kết luận:

- Với một khối lượng khí xác định, khi giữ nhiệt độ của khí không đổi thì áp suất gây ra bởi khí tỉ lệ nghịch với thể tích của nó.

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

- Công thức định luật Boyle: pV = hằng số

3. Tìm hiểu định luật Charles

Sử dụng các kí hiệu T₁, V₁, T₂ và V₂ để viết công thức định luật Charles cho quá trình đẳng áp của một lượng khí xác định.

Kết luận:

- Quá trình thay đổi trạng thái của một lượng khí xác định mà áp suất khí không đổi được gọi là quá trình đẳng áp.

- Mối liên hệ giữa thể tích V và nhiệt độ T trong quá trình đẳng áp được biểu diễn bằng công thức: V/T=hằng số

- Định luật Charles được phát biểu như sau: Với một khối lượng khí xác định, khi giữ ở áp suất không đổi thì thể tích của khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó.

4. Thí nghiệm minh họa định luật Charles

Xây dựng phương án thí nghiệm minh họa mối liên hệ giữa nhiệt độ và thể tích của một lượng khí xác định khi giữ áp suất của khí không đổi bằng các dụng ở trường của bạn.

Kết luận:

- Minh họa định luật Charles bằng cách đo thể tích của một lượng khí khi giữ áp suất không đổi.

5. Xây dựng phương trình trạng thái khí lí tưởng

Xét một khối khí lí tưởng xác định biến đổi từ trạng thái 1 (p₁, V₁, T₁) sang trạng thái 2 (p₂, V₂, T₂). Tìm mối liên hệ giữa các thông số của hai trạng thái 1 và 2

Kết luận:

- Phương trình trạng thái của một lượng khí lí tưởng:pV = nRT

Với n là số mol khí đang xét và R là một hằng số có giá trị thực nghiệm là R = 8,31 J/(mol.K), R là hằng số khí lí tưởng.

C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

- GV tổ chức cho HS trả lời các câu hỏi trắc nghiệm liên quan đến phương trình trạng thái khí lí tưởng.

Đáp án gợi ý: 

Phần 1: Trắc nghiệm nhiều lựa chọn

Phần 2: Trắc nghiệm đúng sai 

Câu 1:

a) Đ.

b) S.

c) S.

d) Đ.

D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

GV tổ chức,hướng dẫn  HS làm việc cá nhân và theo nhóm, trả lời câu hỏi trong Vận dụng (SGK – tr43):