SKKN Phân loại, lựa chọn và hướng dẫn học sinh giải hệ thống các bài tập định luật chất khí trong dạy học bài tập Vật lý lớp 10 THPT Ban KHTN

Nội dung tóm tắt: SKKN Phân loại, lựa chọn và hướng dẫn học sinh giải hệ thống các bài tập định luật chất khí trong dạy học bài tập Vật lý lớp 10 THPT Ban KHTN

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT CAO BÁ QUÁT GIA LÂM  SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHÂN LOẠI, LỰA CHỌN VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI HỆ THỐNG CÁC BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT CHẤT KHÍ TRONG DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÝ LỚP 10 THPT BAN KHTN. Môn vật lý Tên tác giả : Phạm Thị Tố Loan. Giáo viên môn vật lý NĂM HỌC 2011-2012
2. MỞ ĐẦU. 1. Lý do chọn đề tài. Trong thực tiễn dạy học Vật lý ở trường phổ thông, việc giải bài tập vật lý (BTVL) là công việc diễn ra thường xuyên không thể thiếu được. Nó tác động tích cực đến quá trình giáo dục và phát triển của học sinh, đồng thời là một trong những phương pháp, biện pháp kiểm tra, đánh giá thực chất sự nắm vững kiến thức của học sinh. Vì vậy BTVL với tính cách là phương pháp dạy học giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lý ở trường phổ thông. Hiện nay, số lượng BTVL trong sách giáo khoa, sách bài tập và các sách tham khảo rất nhiều. Vậy mà ở trên lớp cũng như ở nhà, học sinh được giáo viên hướng dẫn giải và giải một số không nhiều bài tập. Như vậy, học sinh sẽ gặp rất nhiều khó khăn trong việc nắm vững kiến thức của chương này trong thời lượng có hạn. Mặt khác, chương “Chất khí- các định luật chất khí” là một trong những chương rất quan trọng cung cấp kiến thức cơ bản cho học sinh. Xuất phát từ những lý do trên, em nhận thấy rằng việc nghiên cứu đề tài “Phân loại, lựa chọn và hướng dẫn học sinh giải hệ thống các bài tập định luật chất khí” trong dạy học BTVL lớp 10 THPT ban KHTN là cực kì cần thiết. 2. Mục đích nghiên cứu. Trên cơ sở nghiên cứu một số vấn đề lý luận giải BTVL, xác định yêu cầu nắm vững kiến thức cơ bản của chương “Chất khí- các định luật chất khí” và tìm hiểu thực tế dạy học bài tập chương mà phân loại các bài tập chương này trong dạy học Vật lý 10 THPT- ban KHTN nhằm nâng cao chất lượng học tập của học sinh. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu. 3.1. Nghiên cứu một số vấn đề lí luận chung về BTVL. 3.2. Xác định mức độ yêu cầu nắm vững kiến thức cơ bản chương “Chất khí- các định luật chất khí”trong dạy học môn Vật lý 10 THPT- ban KHTN. 3.3. Phân loại, đề ra phương pháp giải từng loại bài tập chương “Chất khí- các định luật chất khí”. 3.4. Lựa chọn và hướng dẫn học sinh giải hệ thống bài tập trong dạy học BTVL chương “Chất khí- các định luật chất khí”. 3.5. Một số bài tập trắc nghiệm khách quan. 4. Đối tượng nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu là hoạt động dạy học BTVL chương “Chất khí- các định luật chất khí” lớp 10 THPT- ban KHTN của giáo viên và học sinh. 5. Phương pháp nghiên cứu. Trong đề tài này, em sử dụng phối hợp các phương pháp chủ yếu là: Nghiên cứu lí luận, điều tra cơ bản qua dự giờ, trò chuyện với giáo viên và học sinh
3. NỘI DUNG. I. Một số vấn đề lí luận về BTVL. 1 Quan niệm Bài tập là vấn đề đòi hỏi học sinh bằng những tri thức đã biết phải giải thích ,hoặc phân tích biện chứng một hiện tượng vật lý nào đó ,hoặc xác định những đại lượng cần tìm Theo X.E Camenetxki và V.P Ôrêkhôv: Trong thực tiễn dạy học, BTVL là một vấn đề không lớn trong trường hợp tổng quát, được giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm trên cơ sở lí luận và những định luật vật lí. (X.E Camenetxki và V.P Ôrêkhôv- phương pháp giải BTVL. Tập 2 NXBGD 1976). Hiểu theo nghĩa rộng, thì sự tư duy định hướng tích cực về một vấn đề nào đó luôn luôn là việc giải bài tập. Về thực chất, mỗi một vấn đề mới xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa trong các tiết học vật lí chính là một bài tập đối với học sinh (Phạm Hữu Tòng- Phương pháp dạy BTVL- NXBGD 1989). Trên cơ sở nghiên cứu các định nghĩa về BTVL, thì BTVL có hai chức năng chủ yếu là: Tập vận dụng kiến thức cũ và tìm kiếm kiến thức mới (TS Nguyễn Thế Khôi- luận án PTSPPGD vật lí trường ĐHSP Hà Nội 2, 1995). Trong thực tế dạy học, bài tập Vật lí được hiểu là một vấn đề được đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp Vật lí. Bài tập Vật lí là những bài tập luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng Vật lí, hình thành các khái niệm mới, phát triển tư duy Vật lí của HS, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS. 2.Tác dụng Những BTVL có rất nhiều tác dụng trong việc nâng cao chất lượng dạy học vật lý -BTVL là phương tiện rất tốt để rèn luyện kỹ năng ,kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen giải quyết những vấn đề thực tiễn ,bởi vì đó là một trong những hình thức sinh động nhất gắn liền lý thuyết với thực hành -BTVLlà một trong những hình thức làm việc tự lực căn bản của học sinh .Trong khi làm bài tập ,do phải phân tích các điều kiện của đầu bài,tự xây dựng những lập luận ,kiểm tra về phê phán kết luận của mình,nên tư duy của học sinh được nâng cao. -BTVLcũng là một hình thức củng cố,ôn tập sinh động khi làm bài tập học sinh phải nhớ lại những kiến thức vừa học hoặc có khi phải biết cách tổng hợp những kiến thức trong một phần ,một chương hay toàn bộ chương trình
4. -Cuối cùng BTVL còn là một phương tiện có hiệu lực để kiểm tra kiến thức và kỹ năng vận dụng kiến thức của học sinh .Thông thường BTVL là một bộ phận không thể thiếu trong kiểm tra,đặc biệt là các bài kiểm tra viết 3.Phân loại Có nhiều cách phân loại BTVL ,trong đó có hai cách chính. -Nếu căn cứ theo cách giải thì có bốn loại : bài tập câu hỏi(hoặc bài tập tính),bài tập tính toán (hoặc bài tập định lượng ), bài tập đồ thị ,bài tập thí nghiệm -Nếu phân loại theo nội dung thì có thể chia BTVL thành bài tập có cac nội dung lịch sử,bài tập có nội dung thực tế,nội dung kỹ thuật ,có nội dung cụ thể hay trừu tượng II. Mức độ yêu cầu nắm vững kiến thức cơ bản về các định luật chất khí. 1. Định luật Bôilơ- Mariôt cho khối lượng khí ở nhiệt độ không đổi (Đẳng nhiệt). Ở nhiệt độ không đổi, tích áp suất P và thể tích V của một khối khí nhất định là một hằng số. P P.V const hay P1.V1 P2.V2 T2 T1 T2 T1 0 V 2. Định luật Sác- lơ cho khối khí có thể tích không đổi (Đẳng tích). Khi thể tích của khối khí là không đổi, áp suất của khối khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó. P P P const hay 1 2 T T1 T2 Với T t 273 , T là nhiệt độ tuyệt đối (Thang nhiệt độ Kenvin).
5. * Một chất khí nghiệm đúng với định luật Bôilơ- Mariôt và định luật Sác- lơ được gọi là chất khí lí tưởng. 3. Định luật Gay Luy- Xác cho khối khí có áp suất không đổi (Đẳng áp). Thể tích V của một lượng khí có áp suất không đổi thì tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối của khí. V V V const hay 1 2 T T1 T2 4. Phương trình trạng thái khí lí tưởng. Đối với một chất khí lí tưởng ta có phương trình trạng thái sau: P.V PV PV const hay 1 1 2 2 T T1 T2 5. Phương trình Clapêrôn- Menđêlêep. Đối với một chất khí có khối lượng m, ta có: m Khối lượng mol P.V .R.T RT Với  :  v : Số mol khí R : 8,31 J/(mol.k)
6. SƠ ĐỒ TỔNG KẾT CHƯƠNG. Thông số trạng thái P, V, T PT trạng thái KLT Với khối PT clapêrôn- Menđêlêep P.V lượng khí m const m T PV .RT RT  Định luật Bôilơ- Mariốt Định luật Sác- lơ Định luật Gay Luy- Xác PV const P V const const (T const) T T (V const) (P const)
7. III. Phân loại và đề ra phương pháp giải từng loại bài tập các định luật chất khí. 1. Dạng 1: Định luật Bôilơ- Mariôt cho quá trình đẳng nhiệt. * Phương pháp. - Một khối khí thực hiện quá trình biến đổi đẳng nhiệt từ trạng thái 1 sang trạng thái 2. + Ở trạng thái 1: P1, V1 + Ở trạng thái 2: P2, V2 P1V1 P2V2 Từ đó ta suy ra 1 trong 4 đại lượng nếu biết 3 đại lượng kia. - Khi có một khối khí chịu áp suất khí quyển P0 hoặc khối khí ở độ sâu h đối với một chất lỏng có khối lượng , ta cần dùng hệ thức tính áp suất ở độ sâu này như sau: P P0 .g.h Với g là gia tốc trọng trường. * Ví dụ 1: Dưới áp suất 1000Pa một khối khí có thể tích là 10 lít, tính thể tích của khối khí dưới áp suất 5000Pa. Bài giải. - Trạng thái 1: P1 1000Pa , V1= 10 lít. - Trạng thái 2: P2= 5000 Pa, V2=? Áp dụng định luật Bôilơ- Mariôt ta có: P1V1 1000.10 P1V1=P2V2 V2 2 (lít). P2 5000 Đáp số: V2= 2 lít. * Ví dụ 2: Một bình có dung tích 10 lít chứa một khối khí dưới áp suất 30 atm. Cho biết thể tích của khối khí khi ta mở nút bình? Coi nhiệt độ khối khí là không đổi và áp suất khí quyển là 1 atm. Bài giải. - Trạng thái 1: P1= 30 atm, V1= 10 lít. - Trạng thái 2: P2=1 atm, V2= ? P1V1 30.10 P1V1 P2V2 V2 300 (lít). P2 1 Đáp số: V2= 300 lít. * Ví dụ 3: Ở độ sâu h1= 1m, dưới mặt nước có một bọt không khí hình cầu. Hỏi ở độ sâu nào bọt không khí có bán kính nhỏ đi 2 lần? Cho biết khối lượng riêng của 3 3 5 2 2 nước 10 kg / m , áp suất khí quyển P0=10 N/m , g= 10m/s , nhiệt độ không đổi theo độ sâu.
8. Bài giải. - Xét khối khí ở 2 trạng thái. 4 R3 + Trạng thái 1: P P .g.h , V , T1. 1 0 1 1 3 4 R3 + Trạng thái 2: P P .g.h , V , T2=T1. 2 0 2 2 3 Áp dụng định luật Bôilơ- Mariôt ta có: P1V1 P2V2 (P0 .g.h1).8 P0 .g.h2 Thay số vào ta có h2 78m . Vậy ở độ sâu có bán kính nhỏ đi 2 lần là h2 78m . 2. Dạng 2: Định luật Sác- lơ cho quá trình đẳng tích. Một khối khí thực hiện quá trình biến đổi đẳng tích từ trạng thái 1 sang trạng thái 2. - Ở trạng thái 1: P1, T1, V. - Ở trạng thái 2: P2, T2, V. P P Ta có: 1 2 . T1 T2 Từ đó suy ra 1 trong 4 đại lượng nếu biết 3 đại lượng kia. * Ví dụ 1: Khi tăng nhiệt độ của một khối khí trong bình lên thêm 100C, ta nhận thấy áp suất của khối khí tăng thêm 20%. Hỏi nhiệt độ lúc đầu và lúc sau của khối khí bằng bao nhiêu? Bài giải. - Trạng thái 1: P1, T1, V1. P2 P1 20%P1 1,2P1. - Trạng thái 2: T2 T1 10 V2 V1 Theo định luật Sác- lơ ta có: P P T P 2 1 2 2 1,2 T2 T1 T1 P1 T1 10 1,2T1 T1 50K T2 60K Đáp số: T1=50K, T2=60K. * Ví dụ 2: Một cái chai chứa không khí ở nhiệt độ 300C và áp suất khí quyển là 5 P0=1,01.10 Pa, được đậy bằng một nút bấc. Khi đun nóng chai đến nhiệt đô t=990C, nút bấc văng ra khỏi chai. Tính áp suất của không khí trong chai khi nút bấc vừa văng ra?
9. Bài giải. Ngay khi nút bấc văng ra, thể tích của khí trong chai là không đổi nên ta áp dụng định luật Sác- lơ cho khối khí này. - Trạng thái 1: P0, T0 30 273 303K - Trạng thái 2: P1, T 99 273 372K Theo định luật Sác- lơ ta có: P0.T1 372 5 5 P1 .1,01.10 1,24.10 (Pa). T0 303 * Ví dụ 3: Trong ống có một giọt thủy ngân nằm cách bình một khoảng d=10cm. Hỏi phải nung nóng đẳng áp khí trong bình thủy tinh đến nhiệt độ bằng bao nhiêu để giọt thủy ngân di chuyển một đoạn 6cm. Bài giải. 3 - Trạng thái 1: P0, V0 200 0,5.10 205cm , T0 27 273 300K 3 - Trạng thái 2: P0, V 200 0,5.(10 6) 206cm , T. Vì khối khí luôn có áp suất bằng áp suất khí quyển nên theo định luật Gay Luy- Xác ta có: V V 0 T 304,4K T0 T Vậy nhiệt độ lúc sau là: t 304,4 273 31,40 C Đáp số: t=31,40C. * Ví dụ 4: Trong một xi lanh có tiết diện đều, nằm ngang dài 120cm, có một pittông mỏng, cách nhiệt. Lúc đầu pittông nằm giữa xi lanh và 2 bên xi lanh có nhiệt độ 270C, tăng nhiệt độ ở phần bên trái của xi lanh lên thêm 200C và giảm nhiệt độ ở phần bên phải xi lanh xuống 200C, pittông sẽ di chuyển một đoạn bằng bao nhiêu? Bài giải. 120 cm 0 270 C 27 C Gọi P0, V0 và T0 là áp suất, thể tích và nhiệt độ của mỗi khối khí trong mỗi phần xi lanh. - Lúc đầu, pit tông đứng yên tức là áp suất hai khối
10. khí bằng nhau và bằng P0, với V0=S.60 (cm) (S là tiết diện của xi lanh), và T0=27+273=300K. - Gọi P1, V1, T1 và P2, V2, T2 là các thông số trạng thái của khối khí bên trái và bên phải lúc sau. - Gọi x là đoạn di chuyển của pittông ta có : V1 S(60 x), T1 300 20 320K . V2 S(60 x), T2 300 20 280K . Phương trình trạng thái cho mỗi khối khí là : P1V1 P0V0 V0T1 P1 .P0 T1 T0 V1T0 P2V2 P0V0 V0T2 P2 .P0 T2 T0 V2T0 Sau khi di chuyển pittông đứng yên tức là P1=P2 nên ta có : V T 2 2 V1 T1 Thay số vào ta có : x 4cm. Vậy pittông di chuyển một đoạn 4cm sang phải. Đáp số : x 4cm. 3. Dạng 3 : Định luật Gay Luy- Xác cho quá trình đẳng áp. - Một khối khí thực hiện quá trình biến đổi đẳng áp từ trạng thái 1 sang trạng thái 2. + Ở trạng thái 1: T1, V1, P + Ở trạng thái 2: T2, V2, P - Sử dụng định luật Gay Luy- Xác: V V 1 2 T1 T2 Từ đó suy ra 1 trong 4 đại lượng nếu biết 3 đại lượng kia. Chú ý: Khi giải thì đổi toC ra T(K) T(K) = toC + 273 - Định luật này áp dụng cho lượng khí có khối lượng và áp suất không đổi. o *Ví dụ 1: Một khối khí đem giãn nở đẳng áp từ nhiệt độ t 1 = 32 C đến nhiệt độ t2 = 117oC, thể tích khối khí tăng thêm 1,7lít. Tìm thể tích khối khí trước và sau khi giãn nở. Giải Trạng thái 1: T1 = 305K; V1 Trạng thái 2: T2 = 390K V2 = V1 + 1,7 (lít) Vì đây là quá trình đẳng áp, nên ta áp dụng định luật Gay Luy- Xác cho hai trạng thái (1) và (2):
11. V1T2 = V2T1 => 390V1 = 305(V1 + 1,7) => V1 = 6,1lít Vậy + Thể tích lượng khí trước khi biến đổi là V1 = 6,1 lít; + Thể tích lượng khí sau khi biến đổi là V2 = V1 + 1,7 = 7,8lít. *Ví dụ 2: Đun nóng đẳng áp một khối khí lên đến 47oC thì thể tích tăng thêm 1/10 thể tích ban đầu. Tìm nhiệt độ ban đầu? Giải Sử dụng định luật Gay Luy- Xác: o Tính T1 = 290,9K, tính được t1 = 17,9 C. *Ví dụ 3: Đun nóng một lượng không khí trong điều kiện đẳng áp thì nhiệt độ tăng thêm 3K ,còn thể tích tăng thêm 1% so với thể tích ban đầu. Tính nhiệt độ ban đầu của khí? Giải - Gọi V 1, T1 và V2, T2 là thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của khí ở trạng thái 1 và trạng thái 2. Vì quá trình là đẳng áp nên ta có V V V T V V T T 1 2 hay 2 2 2 1 2 1 T1 T2 V1 T1 V1 T1 V V Theo bài ra, ta có: 2 1 0,01 V1 T2 = T1 +3 3 o Vậy : 0,01 = T1 = 300K t = 27 C T1 4. Dạng 4 : Phương trình trạng thái khí lí tưởng. Đối với một khối khí nhất định. PV const T Hay nếu từ trạng thái (P1,V1, T1) khối khí biến đổi đến trạng thái (P2, V2, T2) ta có : PV PV 1 1 2 2 T1 T2 * Ví dụ 1 : Trong một xilanh đặt thẳng đứng có một khối khí cao 30cm ở áp suất 1,1.105 Pa và ở nhiệt độ 270C. Khi đặt một vật nặng M lên pittông, pittông hạ xuống một đoạn 10cm và nhiệt độ khối khí bây giờ là 670C. Cho biết xi lanh tiết diện đều S=50cm2 và cho g=10 m/s2. Tính khối lượng M của vật nặng? Bài giải. - Gọi TA, TB và T1A, T1B là nhiệt độ của mỗi bên A và B lúc trước và sau.
12. - Tức là : TA 273K , TB 27 273 300K T1A 27 273 300K, T1B TB 300K Áp dụng phương trình trạng thái cho mỗi khối khí bên A và bên B ta có : P V P V P V P V A A 1A 1A Và B B 1B 1B TA T1A TB T1B 3 Thay số vào ta có : VA VB 42,4cm 3 Đáp số : VA VB 42,4cm 5. Dạng 5 : Phương trình Clapêrôn- Menđêlêép cho một lượng khí khi biết khối lượng m, khối lượng mol  hoặc số mol khí  . m Ta có : P.V .R.T RT .  m P Khối lượng riêng của chất khí  RT * Ví dụ 1 : Cho biết hằng số chất khí R 8,31 J/mol.K. Tính thể tích của một khối khí lí tưởng ở điều kiện tiêu chuẩn. Bài giải. Ở điều kiện tiêu chuẩn : t=00C, T t 273 273K , P=1,01.105 Pa. RT Từ P.V RT ta có V 0,0224m3 22,4 (lít). P Đáp số : V=22,4 lít. 4. Hệ thống bài tập. Bài 4.1. Khi nổi ở dưới đáy hồ lên trên mặt nước, thể tích một bọt khí tăng gấp rưỡi. Hãy tính độ sâu của hồ, cho biết áp suất khí quyển P0=750 mmHg. Coi 2 3 nhiệt độ mặt hồ và đáy hồ bằng nhau. Lấy g=9,8 m/s , nước= 1000 kg/m . (Hướng dẫn : Vận dụng định luật Bôilơ- Mariôt). Đáp số : h=5,1m. Bài 4.2. Một ống thủy tinh có tiết diện dài l= 40cm, một đầu kín, một đầu hở, chứa không khí ở áp suất khí quyển P=1,01.105 N/m2. Nhúng ống thẳng đứng xuống một chậu thủy ngân để đầu hở ở dưới. Hỏi chiều cao x của cột thủy ngân dâng lên trong ống bằng bao nhiêu khi phần ống ngập trong thủy ngân là l, = 30cm. Cho khối lượng riêng của thủy ngân là 13,0.103 kg/m3. Đáp số : x 8,7cm .
13. Bài 4.3. Một bình có dung tích V1=2 lít chứa một khối khí lúc đầu áp suất P1=2 atm, được thông với một bình thứ hai có dung tích V2=8 lít và được hút chân không. Hãy tính áp suất của khối khí sau khi hai bình được thông với nhau. Đáp số : P2=0,4 atm. Bài 4.4. Trong một ống nghiệm tiết diện đều có một cột thủy ngân dài 10cm. Khi đặt ống nằm ngang khối không khí trong ống nghiệm có chiều dài là 20cm. Khi đặt ống thẳng đứng để cột thủy ngân ở phía trên khối không khí chỉ có chiều dài là 17,67cm. Tính áp suất của khí quyển ra đơn vị cmHg ? Đáp số : P=75,84 cmHg. Bài 4.5. Một cột không khí trong ống nhỏ, dài, tiết diện đều, cột không khí được ngăn cách với khí quyển bởi một cột thủy ngân có chiều dài d=150mm, áp suất khí quyển P0=750mmHg, chiều dài cột không khí khi ống nằm ngang là l0=144mm. Hãy tính chiều dài cột không khí nếu : a. Ống thẳng đứng miệng ở trên. b. Ống thẳng đứng miệng ở dưới. c. Ống đặt nghiêng góc 300 với phương ngang, miệng ống ở dưới (giả sử ống đủ dài để cột thủy ngân luôn ở trong ống và nhiệt độ không đổi). Đáp số : a. l1= 120 mm. b. l2= 180 mm. c. l3= 160 mm. Bài 4.6. Trước khi chiếc xe bắt đầu chạy, người lái xe đo áp suất của khí trong ruột bánh xe là 2,8.105 Pa và nhiệt độ 11,30C. Sau khi xe chạy được một quãng đường, người này đo lại thì thấy áp suất của khối khí nàu là 3,2.105 Pa. Hãy tính nhiệt độ của khối khí trong ruột bánh xe theo thang nhiệt độ Cencius sau khi xe chạy. Giả sử thể tích của khối khí này là không đổi. (Hướng dẫn : Áp dụng định luật Sác- lơ). 0 Đáp số : t2=51,9 C. Bài 4.7. Một bình chứa 800g khí lí tưởng ở áp suất 1,01.105 Pa phải bơm vào bình này một lượng khí cùng loại bằng bao nhiêu để áp suất khí trong bình là 4,04.105 Pa ? Cho biết nhiệt độ của khối khí được giữ không đổi. 3 Đáp số : m2 m1 2,4.10 g . Bài 4.8. Khi hai khối khí trong hai bình A và B cân bằng sẽ có chung một áp suất bằng bao nhiêu ? Cho biết nhiệt độ mỗi bình vẫn giữ như lúc đầu (V1=4 lít, T1=300K, V2= 2 lít, T2= 400K). Đáp số : P=4,2.105 Pa.
14. Bài 4.9. Một bình khí chứa khí hiđrô nén thể tích 10 lít, nhiệt độ t0C, áp suất 50 atm. Khi nung nóng bình vì bình hở nên một phần khí thoát ra ngoài, phần còn lại có nhiệt độ 170C còn áp suất vẫn như cũ. Tính khối lượng hiđrô đã thoát ra ? Đáp số : m=1,47g. 5. Một số bài tập trắc nghiệm. Câu 1 : Có bao nhiêu mol khí nitơ trong một bình có dung tích 0,75 lít ở nhiệt độ 260C và áp suất 625 mmHg ? Cho R= 8,31 J/mol.K. A. 0,02 mol. B.0,03 mol. C.0,04 mol. D.0,05mol. Câu 2: cho biết khối lượng mol của khí hêli là 0,4 g/mol. Cho R= 8,31 J/mol.K. Ở điều kiện tiêu chuẩn, khối lượng riêng của khí này bằng: A. 0,18 g/l. B. 18g. C. 18kg/m3. D. Đáp án khác. Câu 3: Một khối khí có thể tích giảm và nhiệt độ tăng thì áp suất của khối khí sẽ là: A. Giữ không đổi. B. Tăng C. Giảm. D. Tùy thuộc vào thể tích giảm bao nhiêu lần và nhiệt độ tăng bao nhiêu lần. Câu 4: Trong một động cơ Điezen khối khí có nhiệt độ ban đầu 320C được nén để thể tích giảm 1/16 thể tích ban đầu và áp suất tăng bằng 48,5 lần áp suất ban đầu. Nhiệt độ của khối khí sau khi nén sẽ là: A. 970C B. 6520C C. 15520C D. Đáp án khác. Câu 5: Nhiệt độ không tuyệt đối là nhiệt độ tại đó: A. Nước đông đặc thành đá. B. Tất cả các chất khí hóa lỏng. C. Tất cả các chất khí đều hóa rắn. D. Chuyển động nhiệt phân tử hầu như dừng lại. Câu 6: Một khối khí lí tưởng được nhốt trong một bình hàn kín. Tăng nhiệt độ của khối khí từ 1000C lên 2000C, áp suất của khối khí trong bình sẽ là: A. Có thể tăng hoặc giảm. B. Tăng lên hơn 2 lần áp suất cũ. C. Tăng lên ít hơn 2 lần áp suất cũ. D. Tăng lên đúng bằng 2 lần áp suất cũ. Câu 7: Một bình có dung tích V1=2 lít chứa một khối khí lúc đầu ở áp suất P1=2 atm được thông với một bình thứ hai có dung tích V2= 8 lít, và được hút chân không. Áp suất của khối khí sau khi hai bình được nối thông với nhau: A. 0,2 atm. B. 0,3 atm. C. 0,4 atm. D. 0,6atm.
15. Câu 8: Một khối khí khi đặt ở điều kiện nhiệt độ V(m3) không đổi thì có sự biến thiên của thể tích theo áp suất như hình vẽ. Khi áp suất có giá trị 0,5kN/m2 thì thể tích của khối khí bằng: 2,4 A.3,6m3 B. 4,8m3 0 0,5 1 p(kN/m2) C. 7,2m3 D. 14,4m3 Câu 9: Đồ thị nào sau đây không biểu diễn đúng quá trình biến đổi của một khối khí lí tưởng: p V p1 p T2 pV p >p 2 1 T2>T1 T2>T1 T2 T2>T1 p2 T1 T1 T1 T2 0 0 0 T 1/V 0 V p A B C D Đáp án: Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Đáp án B A B B D C C B C IV.KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM. 4.1. Đề kiểm tra khảo sát tại lớp 10A8 thuộc ban tự nhiên tại trường THPT Cao Bá Quát -Gia Lâm. KIỂM TRA( 1 TIẾT ) I. Trắc nghiệm: (5đ) Câu 1: Đồ thị nào sau đây không biểu diễn đúng quá trình biến đổi của một khối khí lí tưởng: p V p1 p T2 pV p >p 2 1 T2>T1 T2>T1 T2 T2>T1 p2 T1 T1 T1 T2 0 0 0 T 1/V 0 V p A B C D Câu 2: Cho đồ thị biến đổi trạng thái của một khối khí lí tưởng xác định, từ trạng thái 1 đến trạng thái 2. Đồ thị nào dưới đây tương ứng với đồ thị bên biểu diễn đúng quá trình biến đổi trạng thái của khối khí này: V V1 (1 (2 ) p p p p V2 p (2 ) 2 p1 (1 0 T T (1 (2 (2 (1 ) 2 1 T p0 p0 (1 ) ))) ) ) ) p1 (2 V V p2 0 0 )) ) V V V V1 1 2 2 0 T1 T2 T 0 T2 T1 T D A B C
16. Câu 3: Khi làm lạnh đẳng tích một lượng khí lí tưởng xác định, đại lượng nào sau đây là tăng? A. Khối lượng riêng của khí B. mật độ phân tử C. pV D. V/p Câu 4: Một bình nạp khí ở nhiệt độ 33 0C dưới áp suất 300kPa. Tăng nhiệt độ cho bình đến nhiệt độ 370C đẳng tích thì độ tăng áp suất của khí trong bình là: A. 3,92kPa B. 3,24kPa C. 5,64kPa D. 4,32kPa Câu 5: Một khối khí ban đầu ở áp suất 2 atm, nhiệt độ 0 0C, làm nóng khí đến nhiệt độ 1020C đẳng tích thì áp suất của khối khí đó sẽ là: A. 2,75 atm B. 2,13 atm C. 3,75 atm D.3,2 atm Câu 6: Một khối khí thay đổi trạng thái như đồ thị biểu diễn. Sự biến đổi khí trên trải qua hai quá trình nào: V0 A. Nung nóng đẳng tích rồi nén đẳng nhiệt. P (2) 2P0 B. Nung nóng đẳng tích rồi dãn đẳng nhiệt. C. Nung nóng đẳng áp rồi dãn đẳng nhiệt. P0 (1) (3) D. Nung nóng đẳng áp rồi nén đẳng nhiệt. 0 T0 T Câu 7: Ở nhiệt độ 273 0C thể tích của một khối khí là 10 lít. Khi áp suất không đổi,thể tích của khí đó ở 5460C là: A. 20 lít B. 15 lít C. 12 lít D. 13,5 lít Câu 8: Một bình kín chứa một mol khí Nitơ ở áp suất 10 5N/m, nhiệt độ 270C. Nung bình đến khi áp suất khí là 5.105N/m2. Nhiệt độ khí sau đó là: A. 1270C B. 600C C. 6350C D. 12270C Câu 9: Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 10 lít đến thể tích 4 lít thì áp suất của khí tăng lên bao nhiêu lần: A. 2,5 lần B. 2 lần C. 1,5 lần D. 4 lần 5 Câu 10: Ở mặt hồ, áp suất khí quyển p 0 = 10 Pa. Một bọt khí ở đáy hồ sâu 5m nổi lên mặt nước thì thể tích của bọt khí tăng lên bao nhiêu lần, giả sử nhiệt độ ở đáy hồ và mặt hồ là như nhau, khối lượng riêng của nước là 103kg/m3, g = 9,8m/s2: A. 2,98 lần B. 1,49 lần C. 1,8 lần D. 2 lần Câu 11: Có bao nhiêu mol khí nitơ trong một bình kín có dung tích 0,75 lít ở 260C và ở áp suất 625mmHg. Biết R = 8,31J/mol.K: A. 0,02mol B. 0,03mol C. 0,04mol D. 0,05mol
17. Câu 12: Cho biết khối lượng mol của khí Hêli là 4g/mol. Cho R = 8,31J/mol.K. Ở điều kiện tiêu chuẩn khối lượng riêng của khí này là: A. 0,18g/lít B. 18g/lít C. 18kg/m3 D. 18g/m3 Câu 13: Một khối cầu cứng có thể tích V chứa một khối khí ở nhiệt độ T. Áp suất của khối khí là p. Có bao nhiêu mol khí Hêli trong khối cầu: A. B. C. D. Câu 14: Một lượng khí Hiđrô đựng trong bình có thể tích 2 lít ở áp suất 1,5 atm, nhiệt độ 270C. Đun nóng khí đến 1270C. Do bình hở nên một nửa lượng khí thoát ra ngoài. Áp suất khí trong bình bây giờ là: A. 4 atm B. 2 atm C. 1 atm D. 0,5 atm Câu 15: Một áp kế gồm một bình cầu thủy tinh có thể tích 270cm3 gắn với ống nhỏ AB nằm ngang có tiết diện 0,1cm2. Trong ống có một giọt thủy ngân. Ở 00C giọt thủy ngân cách A B A 30cm, hỏi khi nung bình đến 100C thì giọt thủy ngân di chuyển một khoảng bao nhiêu? Coi dung tích của bình không đổi, ống AB đủ dài để giọt thủy ngân không chảy ra ngoài. A. 130cm B. 30cm C. 60cm D. 25cm II. Tự luận (5đ) Câu1 (3đ): Một ống nghiệm tiết diện đều có chiều dài 76cm, đặt thẳng đứng chứa một khối khí đến nửa ống, phía trên của ống là một cột 76c thủy ngân. Nhiệt độ lúc đầu của khối khí là 00C. áp suất khí quyển là 76cmHg. Để một nửa cột thủy ngân trào ra ngoài thì phải đun nóng khối 00C khí lên đến nhiệt độ bao nhiêu ? Câu 2 (2đ): Trong một xi lanh có tiết diện đều, nằm ngang dài 120cm, có một pittông mỏng, cách nhiệt. Lúc đầu pittông nằm giữa xi lanh và 2 bên xi lanh có nhiệt độ 270C, tăng nhiệt độ ở phần bên trái của xi lanh lên thêm 200C và giảm nhiệt độ ở phần bên phải xi lanh xuống 200C, pittông sẽ di chuyển một đoạn bằng bao nhiêu? 4.2.Kết quả.
18. Phân loại Số lượng Tỉ lệ % Giỏi 22 48,9% Khá 18 40% Trung bình 5 11,1% 4.3 Đồ thị 50 45 40 35 30 25 số lượng 20 15 Tỉ lệ % 10 5 0 Giỏi khá Trung bình
19. TÀI LIỆU THAM KHẢO. 1. Vật lí lớp 10 nâng cao- NXBGD 2007. 2. Bài tập Vật lí lớp 10 nâng cao- NXBGD 2008. 3. Giải toán và trắc nghiệm Vật lí 10 nâng cao- tập II (Bùi Quang Hân- Nguyễn Duy Hiền- Nguyễn Tuyến)- NXBGD 2008. 4. Phương pháp giải bài tập trắc nghiệm Vật lí- tập II- NXBGD 2007. 5. Phương pháp giải bài tập Vật lí 10- Vũ Thanh Khiết- NXBGD 2007. 6.X.E –Camentxki và V.P Ôreekhov.Phương pháp giải BTVL-NXBGD 1976 –Tập 2 7.Nguyễn Văn Đồng.Phương pháp giảng dạy vật lý ở trường phổ thông .Tập 1,NXBHN-1995 8.Vũ Ngọc Hồng-Nguyễn Thúc Huy-Trần Văn Quang-Phạm Hồng Tuất –Nguyễn Đăng Trình-Cao Ngọc Viễn.Tư liệu giảng dạy vật lý cấp IIItập 2,NXBGD- 1976
20. KẾT LUẬN. Đối chiếu với mục đích ban đầu đề ra , tôi nhận thấy rằng đề tài của tôi sẽ góp phần nâng cao hiệu quả tiết dạy bài tập và tiết nghiên cứu tài liệu mới. Tuy nhiên, do những lí do khách quan và chủ quan nên còn nhiều thiếu sót và chưa nghiên cứu vấn đề một cách sâu sắc nhất. Rất mong sự quan tâm góp ý của quý thầy cô và các bạn để sáng kiến của tôi được hoàn thiện hơn. Những kết luận rút ra từ đề tài ,sẽ là cơ sở cho chúng tôi mở rộng hướng nghiên cứu của mình ở các phần khác của chương trình vật lý phổ thông sao cho kế thừa những kết quả đã thu được trong đề tài này XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Hà nội, ngày tháng năm 2012 Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết ,không sao chép nội dung của người khác