Bài giảng Bài 46: Định luật sácLơ. Nhiệt độ tuyệt đối16564

Người soạn: …
Ngày soạn: …

Bài 46:
ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ. NHIỆT ĐỘ TUYỆT ĐỐI
I.
1.

2.
−
−
3.

II.
1.
−
−
−
−
2.
−

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 tịi 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.
III.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)?
 Đặt vấn đề:
Khi nhiệt độ T được giữ khơng đổi thì áp suất P tỉ lệ nghịch với thể tích V. Hãy dự đốn: Nếu
giữ cho thể tích khơng 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? Hơm nay ta sẽ mơ phỏng lại thí nghiệm của ơng để từ đó đi
đến nội dung định luật mà ơng đã tìm ra.

ThuVienDeThi.com

3. Hoạt động dạy học
Hoạt động 1: Tìm hiểu quá trình đẳng tích. Mơ 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
Bài 30:

 Hãy nhắc lại trạng thái của một  p,V,T
lượng khí được xác định bằng các
đại lượng nào?
 Gọi một học sinh lên bảng viết
 p1,V,T1
các thông số trạng thái của 2
P2,V,T2
trạng thái 1 và trạng thái 2 trong
trong đó thể tích được giữ khơng
đổi?
 Ở đây ta xét một lượng khí có
thể tích khơng đổi. Làm thế nào
để tìm được mối liên hệ định
lượng giữa áp suất và nhiệt độ khi
thể tích khơng đổi? Ta tiến hành
khảo sát thí nghiệm.
 Bố trí và giới thiệu và dụng cụ
thí nghiệm.

ĐỊNH LUẬT SÁCLƠ. NHIỆT ĐỘ
TUYỆT ĐỐI

1. 1. Bố trí thí nghiệm

1

2

3

1.
2.
3.
4.

Dụng cụ như hình vẽ:
1. Áp kế
2. Pit-tơng
3. Xilanh

2. 2. Thao tác thí nghiệm

 Tiến hành thí nghiệm: Gỡ nút

cao su dưới đáy xi lanh, kéo pittông 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

ThuVienDeThi.com

nhốt trong xi lanh khơng 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.
u 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
khơng, thay đổi như thế nào?
 Lấy nhiệt kế ra cho học sinh
quan sát và nhận xét nhiệt kế có
thay đổi khơng và thay đổi như
thế nào?
 Trong thí nghiệm trên, nhận
thấy khi thể tích khơng 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
1,1

1,2
1,25

28
58
77
92

 Dự đốn:
Số chỉ áp và nhiệt kế đều
tăng.Hoặc có thể học sinh
dự đoán nhiệt độ tăng, áp
suất giảm.

 Tăng
 Cũng tăng

p
t
332,23
332,33
342,86
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:
A
A 

A
A max  A min
Trong đó: A 
là
2
sai số tuyệt đối.

ThuVienDeThi.com

3. 3. Kết quả thí nghiệm
-Số chỉ áp kế tăng và số
chỉ nhiệt kế cũng tăng


A1  A 2  ...A n
là
n
giá trị trung bình.
A

p 342,86 - 332, 23
( ) 
 5,31
t
2
A

 Sai số tỉ đối rất nhỏ nên ta xem
p
bằng nhau và bằng hằng số.

t
p
= hằng số hay có thể viết
t
p
 B ()
t
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
p
 B đúng với mọi t .
nhận
t
 Cho nhiệt độ biến đổi từ 00C
đến t0C thì t  t  0  t
(1)
 Độ biến thiên áp suất tương
ứng: p  p  p 0
(2)
p và p0 lần lượt là áp suất khi ở
nhiệt độ t0C và 00C.
 Từ (1), (2) và () tìm cơng thức
xác định p?
 Sác-lơ đã làm thí nghiệm với
nhiều loại chất khí khác nhau, số
mol khí khác nhau, ơng nhận thấy

B
khơng phụ thuộc vào loại khí,
p0
cũng khơng phụ thuộc vào số mol

332, 23  332,33  342,86 
4

= 337, 47.
Sai số tỉ đối:
p
5,315
( ) 
 1,57%
t
337, 47

p  p0
B
t
 p=(Bt + p0)
B
 p=p0(1+ t)
p0

ThuVienDeThi.com


B
1

độ -1

p0
273
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

khí. Ơng đặt

 Trong q trình thí nghiệm, có
đặc điểm gì phải lưu ý?
 Q trình biến đổi trạng thái khí
khi thể tích khơng đổi được gọi là
gì?
 Vậy thế nào là q trình đẳng
tích?

4. Định luật Sác-lơ
-Với một lượng khí có thể
tích khơng 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
1
độ-1.
273
 gọi là hệ số tăng áp
đẳng tích.
5. 5. Q trình đẳng tích

4.
 Với 1 lượng khí có thể
tích khơng 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
1
độ và bằng
độ-1
273
 gọi là hệ số tăng áp đẳng
tích.
 V=const
 Q trình đẳng tích
 Là q trình biến đổi
trạng thái khí khi thể tích
khơng đổi.

ThuVienDeThi.com

-Q trình đẳng tích là
q trình biến đổi trạng
thái khí khi thể tích khơng
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
1. 6. Khí lí tưởng
 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
p
tích p.V và thương thay
T
đổi theo bản chất nhiệt độ và
áp suất. Chính vì vậy người
ta đưa ra khái niệm khí lí
tưởng để có một mơ hình
chung cho mọi chất khí.
-Khí lí tưởng là khí tuân theo
 Kết hợp sách giáo khoa hãy  Khí lí tưởng là khí tn
theo đúng 2 định luật Bơi-lơ đúng 2 định luật
định nghĩa khí lí tưởng theo

–
ma-ri-ốt và Sác-lơ.
Bơi-lơ – ma-ri-ốt và Sác-l
quan điểm vĩ mô?
2. 7. Nhiệt độ tuyệt đối.
 Xét ở nhiệt độ
1
1
t  273 
t  273 


1
 p=p0(1+  ( ))=0
 Áp dụng định luật Sác-lơ

tính giá trị áp suất p?
 p=0 là khơng thể đạt được.
Vì vậy ta gọi -2730C là nhiệt
độ thấp nhất không thể đạt
được và gọi là không độ
tuyệt đối.
-Khái niệm không độ tuyệt
 Người ta coi nhiệt độ
 Gọi học sinh nhắc lại độ
đối:
-2730C là nhiệt độ thấp nhất
không tuyệt đối.
Người ta coi nhiệt độ
không thể đạt được và gọi là

0C là nhiệt độ thấp nhất
-273
không độ tuyệt đối
không thể đạt được và gọi là
không độ tuyệt đối.
 Ken-vin đã đề xuất nhiệt
giai mang tên ơng: Trong
nhiệt giai Ken-vin thì khoảng
cách nhiệt độ 1 ken-vin (kí
hiệu 1 K) bằng khoảng cách
10C. Khơng độ tuyệt đối (0K)
ứng với nhiệt độ -2730C.
-Công thức thể hiện mối liên
 Nêu công thức thể hiện mối  T= t + 273
hệ giữa nhiệt độ T trong
liên hệ giữa nhiệt độ T trong
nhiệt giai Ken-vin và nhiệt
nhiệt giai Ken-vin và nhiệt
độ t trong nhiệt giai
độ t trong nhiệt giai

ThuVienDeThi.com


Xen-xi-út?
 Nhiệt độ đo trong nhiệt giai
Ken-vin được gọi là nhiệt độ
tuyệt đối.
 Hãy viết lại hệ thức của
 Ta có T= t + 273

định luật Sác-lơ theo nhiệt độ  t = T-273 thế vào hệ thức
ken-vin T?
của định luật Sác-lơ
p=p0(1+  t), được:
1
p  p 0 (1 
(T  273))
273
T
 p  p 0 (1 
 1)
273
T
 p0
273
T
 p  p0
273



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.

p p0


T 273

p 0 bằng hằng số đối với
273
một lượng khí xác định. Nên
biểu thức trên được viết lại
là:
p
p p
= hằng số  1  2
T
T1 T2
 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?

 p tỉ lệ thuận với T

ThuVienDeThi.com

-Dạng khác của hệ thức định
luật Sác-lơ:
p
= hằng số
T
p

p
hay 1  2
T1 T2


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
1. 8. Đường đẳng tích
 p=T.hằng số có dạng hàm
 y=ax
số nào?
 Đường thẳng đi qua gốc tọa
 Đồ thị của hàm số này có
độ.
dạng như thế nào?
 Tương tự ta cũng có đồ thị
của p=T.hằng số:
p
V1
V1V2
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 khơng đổi
gọi là đường đẳng tích

Đường đẳng tích là gì?
Lưu ý: Khơng được kéo dài
đường biễu diễn tới gốc tọa
độ vì ở đó T=0 và p=0 là
điều khơng thể đạt được.
 Trong hệ tọa độ (p,T)
đường đẳng tích có dạng như
thế nào?
4

-Đường biễu diễn sự biến
thiên của áp suất p theo nhiệt
độ T khi thể tích khơng 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:
A. Lượng khí khơng đổi có thể thể tích khơng đổi.
B. Nhiệt độ không đổi
C. Áp suất không đổi
D. Cả ba đều sai
Câu 2: Vận dụng định luật Sác-lơ, giải thích tại sao xe để ngoài nắng thường bị bể bánh?

Đáp án: Câu 1: A
Câu 2: Để ngồi 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
IV- Rút kinh nghiệm

ThuVienDeThi.com