Thí Nghiệm Mô Phỏng Định Luật Sác Lơ / TOP 13 # Xem Nhiều Nhất & Mới Nhất 6/2023 # Top View

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH YÊN BÁI TRƯỜNG CAO ĐẲNG SƯ PHẠM YÊN BÁI

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

” THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG VÀ SƠ ĐỒ HÓA HỌC TRONG CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC LƠP 9 Ở TRƯỜNG THCS”

Tác giả : TRỊNH NGỌC ĐÍNH Chức vụ: Giảng viên Đơn vị: trung tâm tin học-thư viện-thí nghiệm.

Thành phố Yên Bái-2014

Chương IV. Hidro cacbon, nhiên liệu.IV.1. Đại cương về hóa học hữu cơ, chất hữu cơ.8 – Hình ảnh về chất vô cơ, hữu cơ trong thiên nhiên, nhân tạo.IV.2. Metan tính chất lí hóa học,ứng dụng và điều chế – Sơ đồ, thí nghiệm mô phỏng minh họa tính chất hóa học của metanIV. 3. Etilen tính chất lí hóa học,ứng dụng và điều chế – Sơ đồ, thí nghiệm mô phỏng minh họa tính chất hóa học của EtilenIV.4. Axetilen tính chất lí hóa học,ứng dụng và điều chế – Sơ đồ, thí nghiệm mô phỏng minh họa tính chất hóa học của AxetilenIV.5. Benzen tính chất lí hóa học,ứng dụng và điều chế – Sơ đồ, thí nghiệm mô phỏng minh họa tính chất hóa học của BenzenIV.6. Dầu mỏ và khí thiên nhiên. – Sơ đồ mô phỏng các phẩm vật của dầu mỏ, ứng dụng.9IV.7. Rượu etylic: cấu tạo, tính chất lí hóa học,ứng dụng và điều chế – Sơ đồ, thí nghiệm mô phỏng minh họa tính chất hóa học rượu etylicIV.8. Axit axetic: Cấu tạo, tính chất lí hóa học,ứng dụng và điều chế. – Sơ đồ, thí nghiệm mô phỏng minh họa tính chất hóa học axit axeticIV.9. Chất béo. – Sơ đồ, thí nghiệm mô phỏng minh họa tính chất hóa học chất béoIV.10. Glucozo, Saccarozo, tinh bột, xenlulozo – Một số hình ảnh về Glucozo, Saccarozo, tinh bột, xenlulozo trong thiên nhiên.IV.11. Protein – Một số hình ảnh protein trong thiên nhiên.và vai trò của protein10IV.12.Polime. -Một số hình ảnh polime thiên nhiên.và polime nhân tạo.CHƯƠNG III. KẾT LUẬNIII.1. Kết luận chungIII.2. Tài liệu tham khảo.– Giáo trình cơ sở hóa học đại cương 1, 2, 3, 4-Trần Thành Huế– Giáo trình cơ sở hóa học hữu cơ 1,2,3,4-Trần quốc Sơn.– Sách giáo khoa 8,9-Bộ GD&ĐT.11I. Chương I. Các loại hợp chất vô cơI.1. Định nghĩa, phân loại và tính chất hóa học của oxit – Sơ đồ, thí nghiệm mô phỏng minh họa tính chất của oxitDung dịch HClĐồng oxit CuONước H2OCanxi oxit CaODung dịch CuCl2Dung dịch Ca(OH)2Dung dịch HClDung dịch Ca(OH)2Dung dịch CaCl212CuO+2HClCuCl2+H2OCaO+H2OCa(OH)2Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2OMuối Na2SO3H2OSO2Axit H2SO4SO2+H2O  H2SO3SO2+Ca(OH)2  CaSO3+H2OSO2SO2Muối Na2SO3Ca(OH)2SO2Axit H2SO4SO2SO2SO2SO2Axit H2SO4SO2Oxit axit + H2O  Axit Oxit axit+Bazơ  Muối+Nước1314QUÁ TRÌNH NUNG VÔINguyên tắc:CaCO3CaO+CO2I.2. Định nghĩa, phân loại và tính chất hóa học của axit. Sản xuất axit H­2SO4, ứng dụng – Sơ đồ, thí nghiệm mô phỏng minh họa tính chất của axit – Sơ đồ sản xuất H2SO415Axit làm đỏ quỳ tímAxit tác dụng với nhômAl + HCl AlCl3+ H22236H217Ứng dụng của axit sunfuricCu(OH)2NaOHDung dịch phenolphtalein18Nhiệt phân Cu(OH)2Cu(OH)2 CuO+H2OPha chế canxi hidroxitCa(OH)219Hoà tan Ca(OH)2 trong nước, quấy đều bằng đũa thuỷ tinh.Lọc dung dịch bằng giấy lọc qua phễu thuỷ tinhLấy một lượng nhỏ dung dịch vào ống nghiệm, thêm vài giọt phenolphtaleinEm hãy cho biết hiện tượng xảy ra trong các thí nghiệm sau?pH kếĐo độ pH20Dung dịch HClDung dịch NaOHpH=3pH=11Đối chiếu với thang màu chuẩn em hãy cho biết pH bằng bao nhiêu?Giấy đo pHTính chất hoá học của muốiCu+ AgNO3Cu(NO3)2+ Ag22NaCl+AgNO3AgCl+NaNO3CuSO4+ NaOHCu(OH)2+ Na2SO4221Em cho biết hiện tượng xảy ra trong các thí nghiệm sau?Ruộng muối22Hai đoạn dây thép được gắn với nhau bằng paraphin(nến đốt)Thử tính dẫn điện, dẫn nhiệt của kim loại23TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA KIM LOẠIKim loại tác dụng với phi kimSắt cháy trong bình chứa ôxiNatri cháy trong bình chứa CloFe + O2 Fe2O3 Na + Cl2 NaCl4322224Kim loại tác dụng với axitKim loại tác dụng với muốiCu + HClZn + CuSO4Cu + ZnSO4TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA KIM LOẠI2522626Phản ứng của kim loại với nướcNa + H2O NaOH + H2Fe+H2O không pứ.Một số kim loại phản ứng được với H2O ở nhiệt độ thường:Na,K,Ca,BaMột số kim loại phản ứng được với H2O ở nhiệt độ cao: Mg, FeKhông phản ứng ở bất cứ điều kiện nào: Cu, Ag, Pt, Au,….222Al+ O2Al+ HClAl+ CuCl2Al+ NaOH+ H2O Al2O3 AlCl+ H2 AlCl3+ CuNaAlO2 + H24322623232322 2 3TÍNH CHẤT LÝ HOÁ HỌC CỦA NHÔM27H22Sơ đồ điện phân nhôm ôxit nóng chảy trong công nghiệp28TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA SẮTKim loại tác dụng với phi kimSắt cháy trong bình chứa CloSắt tác dụng với lưu huỳnh24Fe+ Cl2 FeCl3232Fe + S  FeSFe + HClFe+ CuSO4Fe + H2SO4Sắt tác dụng với axitSắt tác dụng muốiTÍNH CHẤT LÝ HOÁ HỌC CỦA SẮT302SẢN XUẤT GANG VÀ THÉP TRONG CÔNG NGHIỆP31SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ32III. CHƯƠNG III PHI KIMIII.1. Tính chất chung của phi kimIII.2. Tính chất lý hoá học của Clo, điều chế, ứng dụng-Clo tác dụng với phi kim33H2 + Cl2 HCl2HCl-Clo tác dụng với kim loạiCu + Cl2 CuCl2Fe + Cl2 FeCl322334Ứng dụng của Clo35Điều chế khí Clo trong phòng thí nghiệm HCl + MnO2  Cl2 + MnCl2 + H2O4236Sơ đồ điều chế khí Clo trong công nghiệpNaCl+ H2OH2 + Cl2 + NaOH22237III.3. Tính chất lý hóa học, điều chế cacbon và hợp chất của cacbon.Sự hấp phụ của cac bonCacbon cháy trong không khíC + O2 CO238Ca(OH)2Ca(OH)2Dd Ca(OH)2 vẩn đụcDd Ca(OH)2 vẩn đụcCuO+C Cu+CO2CuO+CO Cu+CO2CO2 +Ca(OH)2 CaCO3+H2OPhản ứng của C với CuOPhản ứng của CO với CuO3922CO2CuO+C(dư)CO2Phản ứng của CO2 với H2OPhản ứng của CO2 chữa cháyCO2+ H2O H2CO3Ngọn nến cháyNgọn nến tắt khi đổ CO2 vào40CO2CO2CO2Điều chế CO2 trong phòng thí nghiệmNhiệt phân NaHCO3 hoặc CaCO3HCl NaHCO3Na2CO3+CO2+H2ONaHCO3+HCl NaCl+ CO2 +H2OAxit tác dụng với muối cacbonat412CO2Chu trình cacbon trong tự nhiên4243Ứng dụng của ngành công nghiệp SilicatSànhSứĐồ gốmThuỷ tinh44Xi măng và sơ đồ sản xuất Clanhke45HỢP CHẤT HỮU CƠHợp chất hữu cơ có ở đâu?Hợp chất hữu cơ chứa nguyên tố nào?46Hidrocacbon no-MetanMô hình cấu tạp phân tử mêtan:Dạng rỗngDạng đặc47TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA METAN-Phản ứng cháy-Phản ứng thế:CH4+ O2 CO2+ H2OCH4+ Cl2CH3Cl+HCl4822HClCH3ClETYLENMô hình cấu tạo của phân tử C2H4Dạng rỗngDạng đặcTính chất hoá học của C2H449CH2=CH2 + Br-Br CH2Br-CH2BrC2H4AXETILENMô hình cấu tạo của phân tử C2H2Tính chất hoá học và điều chế C2H250C2H2C2H2C2H2CaC2+ H2O C2H2+ Ca(OH)22C2H2+ Br2 C2H2Br42BENZENMô hình cấu tạo của phân tử C6H6Dạng rỗngDạng đặcTính chất lý hoá học của C6H651C6H5BrHBrHBrHBrH2O-Benzen có tan trong nước không?C6H5Br (lỏng)+HBr(khí)-Benzen + BromSỰ PHÂN BỐ DẦU MỎ Ở VIỆT NAM52DẨU MỎ TRONG LÒNG ĐẤTSƠ ĐỒ CHƯNG CẤT DẦU MỎ VÀ ỨNG DỤNG CỦA DẦU MỎ5354Metan có ở đâu và hàm lượng như thế nào?-Mê tan(phần màu vàng) có trong biểu đồ nào lớn hơn?-Metan được lấy từ những nguồn nào?-Các nguồn đó có hàm lượng là bao nhiêu %CH4?1- Khí thiên nhiên2- Khí mỏ dầu95%75%Năng suất toả nhiệt55RƯỢU ETYLICCấu tạo của phân tử C2H5OHTính chất lý hoá học của C2H5OH56C2H5OH + Na C2H5ONa + H222 245 ml rượu nguyên chấtPha rượu 45 độPhản ứng của rượu với natriH257AXIT AXETICCấu tạo của phân tử CH3COOHTính chất lý hoá học của CH3COOH– Có đầy đủ tính chất của một axit tương tự HCl nhưng mức độ yếu hơn-Tác dụng với rượu etylic. + Thí nghiệm + Phương trìnhCH3COOH + C2H5OHCH3COOC2H5 + H2O58CH3COOC2H559CHẤT BÉO-Tính tan của chất béo-Chất béo trong thiên nhiên + Chất béo nhẹ hơn nước và không tan trong nước+ Có nhiều trong dầu mỡ động thực vật. + Sự tiêu hoá chất béo sinh ra nguồn năng lượng lớn.60Năng lượng sinh ra khi tiêu hoá các chất61-Các chất cần thiết cho cơ thể con người là các loại nào?Tinh bộtChất đạmChất béoChất khoángCác loại vitamin,…-Biểu đồ sau cho biết năng lượng sinh ra khi tiêu hoá 1 gam của những chất quan trọng nào?-Chất nào giàu năng lượng nhất, nghèo năng lượng nhất?626364TINH BỘT VÀ XENLULOZƠPhản ứng của hồ tinh bột với Iot65ỨNG DỤNG CỦA XENLULOZƠ66CHẤT DẺO67

Trong bài thí nghiệm này, chúng ta tìm hiểu sự phụ thuộc của áp suất theo nhiệt độ trong điều kiện thể tích không đổi, đồng thời kiểm nghiệm định luật Charles. Dựa trên quy luật biến đổi của áp suất theo nhiệt độ, ta có thể ngoại suy giá trị của độ không tuyệt đối.

Nguyên lý phép đo

Thực nghiệm cho thấy rằng, ba đại lượng thể tích, áp suất và nhiệt độ của một chất bất kì, rắn, lỏng, khí, vô định hình… miễn rằng mang tính đồng nhất và đẳng hướng, luôn làm thành một hàm phụ thuộc, hay còn gọi phương trình trạng thái:

f(V,P,T)=0.

Đối với khí lý tưởng, trạng thái được diễn tả qua phương trình Mendeleev-Clayperon:

pV=nu RT,tag{1}

trong đó nu – lượng chất với đơn vị mol, R=8.31,mathrm{J/(molcdot K)} – hằng số khí lý tưởng. Thực ra, trước khi đúc kết thành phương trình (1), những quy luật của khí lý tưởng được tìm ra qua các định luật riêng rẽ, như định luật Gay-Lussac (diễn tả phương trình đẳng áp), định luật Boyle-Mariotte (diễn tả phương trình đẳng nhiệt) và định luật Charles (diễn tả phương trình đẳng tích). Trong thí nghiệm này chúng ta đi kiểm nghiệm định luật Charles, diễn tả sự phụ thuộc tuyến tính của áp suất vào nhiệt độ trong điều kiện thể tích không đổi:

psim T.tag{2}

Đối tượng nghiên cứu là cột khí hình trụ chứa trong một ống thuỷ tinh như hình 1, vốn đặt vào một ống nghiệm lớn như hình 2. Cột khí này ngăn cách với khí quyển bên ngoài qua giọt thuỷ ngân màu bạc, đồng thời thông qua giọt thuỷ ngân này có thể xác định được thể tích nhờ vạch chia mm. Thể tích của cột khí được giữ nguyên không đổi nhờ một bơm chân không. Như vậy khi thay đổi nhiệt độ của cột khí,

ta điều khiển bơm chân không sao cho thể tích luôn giữ nguyên

, đồng thời quan sát sự thay đổi của áp suất thông qua áp kế:

p=p_0+p_{Hg}+Delta p,tag{3}

trong đó p_0=1011,mathrm{mbar} –  áp suất khí quyển, p_{Hg} – áp suất do giọt thuỷ ngân gây ra, Delta p – chỉ số của áp kế. Lưu ý rằng Delta p của bơm chân không luôn mang giá trị âm.

Trong thí nghiệm này, nhiệt độ của cột khí được áp đặt bằng cách nhúng cột khí vào nước. Nhiệt độ của khí sẽ bằng với nhiệt độ của môi trường nước xung quanh. Mà nhiệt độ của nước ta có thể chủ động điều khiển và đo đạc.

Quy trình thí nghiệm

Chuẩn bị cột khí

Đối tượng nghiên cứu của chúng ta là một ống khí hình trụ vốn hở một đầu (hình 1). Ta cần điều chỉnh cho giọt thuỷ ngân ngăn cách nằm đâu đó giữa ống:

– Cắm đầu bơm chân không vào miệng ống khí như hình 3. – Dốc ngược ống khí và dùng bơm hút bớt khí ra làm giảm áp suất. Thuỷ ngân sẽ bị kéo vào bầu. Nếu thuỷ ngân không rơi xuống bầu, lắc nhẹ để thuỷ ngân rơi ra hết, tụ lại thành giọt. – Cẩn thận quay ống khí sao cho đầu hở hướng lên trên, giọt thuỷ ngân sẽ nằm ở dưới đáy bầu nhưng trên miệng ống. Xả van bơm chân không thật nhẹ nhàng, khí bên ngoài lại tràn vào làm tăng áp suất về như cũ. Áp suất này sẽ đẩy giọt thuỷ ngân về một vị trí nào đó giữa ống. Lưu ý tránh làm giọt thuỷ ngân vỡ, nếu không, cần phải làm lại.

Chuẩn bị môi trường

Môi trường đang nói ở đây là nước sẽ đựng trong ống nghiệm. Toàn bộ ống khí sẽ được nhúng trong ống nghiệm đầy nước này. Lấy 200,mathrm{ml} nước rồi đun lên đến 90^circmathrm{C} như hình 4. Nhiệt độ theo dõi qua cặp nhiệt điện, với màn hình quan sát LCD.

Khảo sát quá trình đẳng tích

– Rót nước 90^circmathrm{C} vào ống nghiệm như hình 5. – Đặt ống khí với nút ngăn thuỷ ngân vào ống nghiệm. – Luồn cặp nhiệt điện vào ống nghiệm để quan sát nhiệt độ.

Khí trong ống giãn nở, đến một lúc nào đó sẽ đạt đến thể tích tối đa, xả bơm chân không về 0. Ta ghi lại độ cao ban đầu h_0 của cột khí vào bảng 1, nhiệt độ ban đầu và bắt đầu tiến hành phép đo. Cứ sau 5 phút cần tiến hành quy trình sau:

– Hạ áp suất cột khí bằng bơm chân không, đến khi nào chiều cao của cột khí khôi phục giá trị h_0 ban đầu. – Ghi giá trị nhiệt độ t, ghi vào bảng 1. – Ghi giá trị áp suất Delta p trên bơm chân không vào bảng 1.

Xử lý dữ liệu

Từ điều kiện cân bằng áp suất, ta có thể tính được áp suất khí qua công thức (3):

p=p_0+p_{Hg}+Delta p.

Ở đây áp suất do giọt thuỷ ngân gây ra tính bằng:

p_{Hg} (mathrm{mbar})=frac{h_{Hg} (mathrm{mm})}{0.75,mathrm{mmHg}},

h_{Hg} – chiều cao của giọt thuỷ ngân trong ống, tính bằng đơn vị mm (xem phần lưu ý bên dưới).

Giá trị p tính được ghi vào bảng 1. Từ dữ liệu trong bảng 1 vẽ đồ thị phụ thuộc của áp suất theo nhiệt độ, từ đó đánh giá về quy luật phụ thuộc này. So sánh với định luật Charles:

psim T.tag{2}

Hãy dùng đường thẳng để khớp giá trị thực nghiệm, đồng thời ngoại suy đường thẳng này bằng cách kéo dài về bên trái, tìm giao điểm của nó với trục hoành như hình 6. Thử hình dung xem, cần phải hạ nhiệt độ thấp xuống đến giá trị bao nhiêu để cho áp suất đạt giá trị nhỏ nhất bằng 0? Đó chính là nhiệt độ thấp nhất trong tự nhiên, hay còn gọi là độ 0 tuyệt đối.

Lưu ý về phép ngoại suy: Độ 0 tuyệt đối được tìm ra trên thực tế bằng cách ngoại suy tương tự như trên, nhưng chỉ là ngoại suy. Ta không thể hạ nhiệt độ của khí trong bình mãi xuống được, vì khí sẽ đậm đặc, rồi hoá lỏng… và thay đổi tính chất, không tuân theo định luật Charles nữa.

Lưu ý về đơn vị: Áp suất trong bài thí nghiệm này đều quy về đơn vị mathrm{mbar} để phù hợp với thang dụng cụ đo. Cần biết rằng, mathrm{bar} là đơn vị đo áp suất dùng trong kĩ thuật, 1,mathrm{bar}=100000,mathrm{Pa}, có giá trị rất gần với đơn vị atmosphere (101325,mathrm{Pa}). Theo đó:

1,mathrm{mbar}(mathrm{milibar})=1,mathrm{hPa}(mathrm{hectoPascal})=0.75,mathrm{mmHg}.

Khái niệm

Vấn đề quyết định thường rất phức tạp nên khó xây dựng trực tiếp mô hình toán học (như quyết định kiểu định tính) hoặc không thể trực tiếp tìm lời giải.

Vì thế trong thời gian lựa chọn phương án tối ưu hoặc trước khi thực hiện quyết định trên diện rộng, cần thông qua phương thức thử nghiệm để xem xét độ tin cậy của phương án.

Thử nghiệm là việc thực hiện một phương án quyết định trên một (hoặc vài) phạm vi nhỏ được lựa chọn để nghiên cứu, phân tích, đánh giá tình hình trong quá trình thực hiện và kết quả đạt được nhằm có được kết luận chính xác về tính hiệu quả và tính khả thi của phương án quyết định.

Phương pháp mô phỏng trong việc ra quyết định là phương pháp khoa học dựa vào tình hình thực tế của phương án thiết kế để dựng thành mô hình phỏng theo các vấn đề cần giải quyết.

Căn cứ ra quyết định

Hệ thống mục đích và mục tiêu của hệ thống kinh tế – xã hội

Trong mỗi hệ thống kinh tế xã hội, các quyết định quản lí được đưa ra ở các cấp và bộ phận khác nhau. Mục tiêu của mỗi cấp mỗi bộ phận là cơ sở để đưa ra các quyết định thuộc quyền hạn của cấp và bộ phận mình.

Các quyết định quản lí được đưa ra ở cấp dưới nhằm thực hiện mục tiêu của cấp mình và góp phần thực hiện mục tiêu của cấp trên. Cấp trên không cho phép cấp dưới đưa ra những quyết định mâu thuẫn với quyết định của cấp trên.

Hệ thống pháp luật và thông lệ xã hội

Các quyết định quản lí phải phù hợp với pháp luật hiện hành, bởi vậy khi lựa chọn các phương án quyết định, phương án nào trái với pháp luật phải loại trừ.

Hiệu quả của quyết định

Cơ sở quan trọng để ra quyết định quản lí là hiệu quả mà quyết định đó mang lại khi thực hiện. Một cách tổng quát hiệu quả của quyết định là lợi ích mang lại cho hệ thống khi thực hiện quyết định. Phương án quyết định là phương án có lợi ích lớn nhất trong điều kiện có thể.

Nguồn lực để thực hiện quyết định

Nguồn lực để thực hiện quyết định bao gồm nguồn nhân lực, vật lực và tài lực. Khi ra quyết định không thể không tính đến các nguồn lực này, nếu không quyết định khó có thể đảm bảo tính khả thi.

Môi trường quyết định

Môi trường quyết định được hiểu là môi trường trong đó quyết định sẽ được thực thi, bao gồm cả môi trường bên trong và môi trường bên ngoài, môi trường trong nước và quốc tế.

Môi trường luôn thay đổi với nhịp độ ngày càng nhanh nên khi ra quyết định cần dự báo và phân tích môi trường một cách khoa học. Kết quả dự báo môi trường là căn cứ không thể thiếu được khi đưa ra các quyết định quản lí.

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. 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