sáng kiến kinh nghiệm vật lý: HD giải bài tập chất khí

Mở đầu
I. lý do chọn đề tài
Đổi mới phơng pháp dạy học là khắc phục phơng pháp truyền thụ một chiều,
rèn luyện thói quen, nếp sống t duy sáng tạo của ngời học. Để thực hiện đợc
nhiệm vụ này cần phải bồi dỡng đợc cho học sinh phơng pháp học tập để phát
triển t duy nhận thức và kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tế. Muốn nâng cao
chất lợng học tập bộ môn vật lý phải có nhiều yếu tố song hành trong đó việc áp
dụng các phơng pháp hớng dẫn giải bài tập vật lý đóng vai trò hết sức quan trọng.
Trong quá trình giải bài tập vật lý lớp 10 nói chung và bài tập chơng Chất khí
nói riêng, học sinh còn nhiều lúng túng, nhiều em cha có phơng pháp giải phù
hợp, linh hoạt, cha biết vận dụng phơng pháp phân tích - tổng hợp để giải bài tập
một cách có hiệu quả.
Bài tập vật lí là một trong những công cụ không thể thiếu đợc trong quá trình
dạy học. Với tính chất là một phơng tiện dạy học, bài tập vật lí giữ vị trí đặc biệt
quan trọng trong việc hoàn thành dạy học vật lí:
- Bài tập vật lí giúp học sinh hiểu sâu hơn những quy luật vật lí, biết phân
tích chúng và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn.
- Thông qua các bài tập vật lí, với sự vận dụng linh hoạt kiến thức đã học
để tự lực giải quyết tốt những tình huống có vấn đề thì các kiến thức đó trở nên
sâu sắc, hoàn thiện hơn.
- Bài tập vật lí là phơng tiện tốt để phát triển óc tởng tợng, tính độc lập
trong suy luận, tính kiên trì trong việc khắc phục khó khăn.
- Bài tập vật lí là một hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức
trong một chơng hay một phần.
- Đứng về mặt điều khiển hoạt động nhận thức thì bài tập vật lí còn là ph-
ơng tiện kiểm tra kiến thức và kĩ năng của học sinh.
Việc vận dụng phơng pháp phân tích - tổng hợp để giải bài tập vật lý ở chơng
này sẽ mở cho các em một hớng giải bài tập linh hoạt hơn: trên cơ sở những dữ
kiện đề ra, phân tích những đại lợng và tìm mối liên hệ giữa những đại lợng đó
dựa trên các định luật vật lýđã học, tổng hợp lại và tìm ra hớng giải phù hợp và
1

đúng nhất của bài toán, nhờ đó rèn luyện khả năng phân tích tổng hợp, t duy
sáng tạo cho học sinh.
II. Mục đích đề tài
- Thấy đợc tầm quan trọng của các bài tập vật lí trong việc dạy học vật lý.
- Trình bày một số bài tập chơng Chất khí vật lí 10 THPT.
- Nêu rõ vai trò và ý nghĩa của bài tập vật lí trong quá trình ôn tập củng cố
khắc sâu kiến thức.
III. ý tởng của đề tài
Có thể chọn và sắp xếp một hệ thống bài tập trong chơng Chất khí vật lí 10
THPT và thông qua việc giải chúng để nâng cao năng lực phân tích - tổng hợp cho
học sinh lớp 10 THPT.
IV. nhiệm vụ đề tài
- Học sinh nhận biết đợc các bớc t duy phân tích - tổng hợp.
- Vận dụng các bớc của t duy phân tích - tổng hợp vào việc giải bài tập nói
chung.
- Thông qua hệ thống bài tập trong chơng Chất khí vật lí 10 THPT làm cho
học sinh hiểu và rèn luyện cho đúng các thao tác t duy phân tích - tổng hợp
trong từng bớc giải.


2
Nội dung
Chơng I:
Cơ sở lí luận của việc sử dụng bài tập vật lý để rèn
luyện kỹ năng phân tích- tổng hợp cho học sinh.
I. 1. Vai trò và ý nghĩa của bài tập vật lý trong quá trình dạy học
- Bài tập vật lý với t cách là một phơng tiện dạy học giữ vị trí đặc biệt quan
trọng trong việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học.
- Bài tập vật lý giúp học sinh hiểu sâu hơn những quy luật vật lý, những hiện t-
ợng vật lý, biết phân tích chúng và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn.

- Bài tập vật lý đóng vai trò to lớn trong việc phát triển t duy phân tích tổng
hợp, phát triển tính độc lập suy nghĩ, tính kiên trì trong việc khắc phục khó khăn.
- Các hình thức khác nhau của bài tập vật lý tạo điều kiện cho học sinh vận
dụng linh hoạt các định luật, định lí và thuyết vật lý để tự lực giải quyết thành
công những tình huống cụ thể khác nhau thì những kiến thức đó mới trở thành sâu
sắc hoàn thiện và trở thành tri thức riêng của mình.
I. 2. Các bớc giải bài tập vật lý
Bài tập vật lý rất đa dạng và phong phú nhng chúng ta có thể nêu ra khái
quát chung về phơng pháp giải gồm các bớc sau:
-Bớc 1: Tìm hiểu đề bài: Nghiên cứu kỹ đề bài, lập đợc bảng tóm tắt bằng
ký hiệu toán học. (i cỏc n v cn thit)
-Bớc 2: Xác lập mối liên hệ: Phân tích dữ liệu và tìm thêm dữ liệu trong kho
tri thức liên quan, xây dựng các bài toán trung gian theo hệ thống dẫn đến việc
đáp ứng yêu cầu chung của bài toán. Cụ thể dùng phơng pháp phân tích từ những
đại lợng phải tìm đi ngợc lại xem xét những kiến thức nào liên quan đến nó, trong
những kiến thức này tìm con đờng nào gần nhất đến dữ kiện đã cho.
-Bớc 3: Giải tìm ra kết quả:
+ Có thể theo lối cuốn chiếu đi từ từng bài toán trung gian trong hệ
thống đã thiết lập.
+ Có thể theo lối tổng hợp nêu công thức tổng quát thoả mãn yêu cầu,
sau đó tìm từng đại lợng trong công thức đó bằng cách giải bài toán phụ, cuối
cùng thay giá trị vào các công thức tổng quát.
3
-Bớc 4: Kiểm tra xác nhận kết quả: Kiểm tra tính toán đã chính xác cha,
giải quyết hết yêu cầu bài toán đặt ra cha, kết quả thu đợc có phù hợp thực tế
không và kiểm tra thứ nguyên của các đại lợng vật lý đã tìm.
Ghi chỳ * Đối với bài tập vật lý trắc nghiệm khách quan các bớc thực hiện
vẫn nh trên, riêng bớc thực hiện lời giải thì đợc làm ở giấy nháp, còn kết quả lời
giải là việc chọn ra câu đúng và đánh dấu vào ú. Vi bi toỏn trc nghim yờu
cu l ũi hoi hc sinh cú s tng hp kin thc v thao tỏc nhanh, chớnh xỏc.

I. 3. Phơng pháp phân tích tổng hợp
Trên đây nói lên các bớc chung để giải một bài tập vật lý, nhng để thực hiện các
bớc tốt nhất thì chúng ta cần nắm vững phơng pháp phân tích - tổng hợp.
Phân tích-tổng hợp là hai mặt của một quá trình t duy thống nhất. Phân tích là
cơ sở của tổng hợp, đợc tiến hành theo hớng dẫn tới tổng hợp. Sự tổng hợp diễn ra
trên cơ sở phân tích, phân tích và tổng hợp nhiều khi xen kẽ nhau. Phân tích càng
sâu thì tổng hợp càng đầy đủ, tri thức về sự vật hiện tợng càng phong phú.
I.3.1. Các bớc của phơng pháp phân tích- tổng hợp
B ớc1: Khảo sát đối tợng cần nhận thức một cách toàn bộ. Nếu đối tợng cần
nhận thức là vật thể thì ta không chỉ khảo sát đối tợng ở hình thức bề ngoài của nó
mà còn phải xem xét mục đích sử dụng và chức năng của đối tợng dù rằng đối với
một số vật thể học sinh đã biết nhiều về mục đích sử dụng của chúng.
B ớc2: Phân chia đối tợng cần nhận thức thành các yếu tố, các bộ phận, các
tính chất, các mối liên hệ.
B ớc3: Tách các yếu tố cơ bản bản chất ra khỏi các yếu tố không cơ bản
không bản chất
B ớc4: Tập hợp các yếu tố cơ bản thành một đối tợng trừu tợng. Mối
liên hệ chức năng giữa các yếu tố cơ bản đợc làm rõ. Nếu đối tợng nhận thức là
vật thể thì vẽ sơ đồ diễn tả hiệu quả phối hợp của các yếu tố này.
B ớc5: Khái quát hoá và tìm mối liên hệ có tính quy luật, rút ra quy luật hoạt
động cho tất cả các đối tợng tơng tự.
B ớc 6: Kiểm tra lại sự khái quát hoá trên các đối tợng cùng loại nhng không
thuộc đối tợng nghiên cứu.
4
I.3.2. Cách hớng dẫn học sinh giải bài tập của phơng pháp phân tích- tổng
hợp
Muốn hớng dẫn học sinh giải một bài tập nào đó, giáo viên cần phân tích đợc
phơng pháp giải bài tập đó bằng cách vận dụng những hiểu biết về t duy giải bài
tập vật lý. Đồng thời với mục đích rèn luyện t duy phân tích-tổng hợp cho học
sinh, khi hớng dẫn giải giáo viên phải chỉ ra cho học sinh thấy đợc các bớc của

thao tác t duy này để từ đó học sinh vận dụng vào giải các bài tập tơng tự.
Hớng dẫn theo mẫu (angorit): là kiểu hớng dẫn trong đó chỉ rõ cho học sinh
những hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để
đạt đợc kết quả mong muốn. Những hành động này đợc gọi là hành động sơ cấp,
đợc học sinh hiểu một các đơn giản và nắm vững nó.
Hớng dẫn tìm tòi (oristic) : là kiểu hớng dẫn mang tính gợi ý cho học sinh suy
nghĩ, tìm tòi phát hiện cách giải quyết vấn đề, giáo viên gợi mở để học sinh tự tìm
cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt đợc kết quả.
Hớng dẫn khái quát chơng trình hoá: là kiểu hớng dẫn học sinh tự đi tìm cách
giải quyết, giáo viên định hớng t duy của học sinh theo đờng lối khái quát của
việc giải quyết vấn đề. Sự định hớng ban đầu đòi hỏi học sinh tự lực tìm tòi giải
quyết. Nếu học sinh không đáp ứng đợc thì sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là
sự phát triển định hớng khái quát ban đầu, cụ thể hoá thêm một bớc bằng cách gợi
ý thêm cho học sinh để thu hẹp phạm vi tìm tòi, giải quyết, cho vừa sức học sinh.
Nếu học sinh vẫn cha tìm tòi, giải quyết đợc thì hớng dẫn của giáo viên chuyển
dần thành hớng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn thành đợc yêu cầu
của bớc 1, từ đó tiếp tục yêu cầu học sinh tự tìm tòi, giải quyết bớc tiếp theo. Nếu
cần giáo viên sẽ giúp đỡ thêm, cứ nh vậy cho đến khi giải quyết xong vấn đề.
Chơng II:
bài tập chơng chất khí vật lý 10 THPT
5
II.1. Bài tập định luật bôi-lơ - ma-ri-ốt
II.1.1. Kiến thức cơ bản
II.1.1.1. Quá trình đẳng nhiệt
Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ đợc giữ không đổi gọi là quá
trình đẳng nhiệt.
II.1.1.2. Định luật Bôi-lơ- Mariốt
Trong quá trình đẳng nhiệt của một lợng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch
với thể tích.
p~

1
V
hay
pV =
hằng số
II.1.1.3. Đờng đẳng nhiệt
Đờng biểu diễn sự biến thiên
của áp suất theo thể tích khi nhiệt
độ không đổi gọi là đờng đẳng nhiệt.
Trong hệ toạ độ(p,V) đờng này là
đờng hypebol.
II.1.2. bài tập mẫu
II.1.2.1. Bài 1
Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 10 lít đến 4 lít thì áp suất tăng lên bao nhiêu lần?
B ớc1. Tóm tắt đề:
Đại lợng đã biết: V
1
= 10 lít ; V
2
= 4 lít
Đại lợng cần tìm: Tỉ số
2
1
P
P
.
B ớc2. Phân tích bài tập và kế hoạch giải:
Xác định rõ lợng khí không đổi nén đẳng nhiệt, nên xác định sự tăng áp suất
ta áp dụng định luật Bôilơ- Mariốt.
B ớc3. Thực hiện kế hoạch giải:

áp dụng định luật Bôilơ-Mariốt: p
1
V
1
=p
2
V
2
Suy ra:
2 1
1 2
10
2,5
4
P V
P V
= = =
vy ỏp sut tng 2,5ln
B ớc4. Củng cố:khi tính tỉ số độ lớn của cùng một đại lợng thì có thể dùng một
đơn vị tuỳ ý chung cho cả mẫu số và tử số.
II.1.2.2. Bài 2
Một bọt khí ở đáy hồ sâu 6 m nổi lên đến mặt nớc. Hỏi thể tích của bọt khí
tăng lên bao nhiêu lần?
Giải:
B ớc1. Tóm tắt đề:
Đại lợng đã cho: áp suất p
1
ở độ sâu 6 m trong nớc; áp suất khí quyển p
2
6

V
T
2
>T
1
T
1
T
2
p
O
Đại lợng cần tìm: Tỉ số
2
1
V
V
B ớc2. Phân tích bài tập và kế hoạch giải:
Cần tính các đại lợng đã cho thành số, sau đó áp dụng định luật Bôilơ-Mariốt.
Ta có: p
2
=1atm=1,013.10
5
Pa
p
1
=p
2
+

p

Trong đó

p là độ chênh áp suất ứng với độ chênh

h của độ sâu là 6 m trong n-
ớc (nớc có khối lợng riêng là

=1000kg/m
3
).

p=

g

h=1000.9,81.6=58860 Pa
B ớc3. Thực hiện kế hoạch giải:
Theo định luật Bôilơ-Mariốt: p
1
V
1
=p
2
V
2
Suy ra:
2
1
1
2

V
V
P
P
=
thay s vo ta c
58,1
2
1
=
V
V
Vậy thể tích bọt khí tăng lên 1,6 lần
B ớc4. Củng cố: áp suất khí quyển khi không cho biết cụ thể thì phải coi là bằng 1
atm, chờnh lch ỏp sut

p=

g

h.
ii.2. Bài tập định luật sác-lơ
II.2.1. Kiến thức cơ bản
II.2.1.1. Quá trình đẳng tích
Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích.
II.2.1.2. Định luật Saclơ
Trong quá trình đẳng tích của một lợng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với
nhiệt độ tuyệt đối.

P

T
=hằng số hay
1 2
1 2
P P
T T
=
II.2.1.3. Đờng đẳng tích
Đờng biểu diễn sự biến thiên
của áp theo nhiệt độ khi thể
tích không đổi gọi là đờng
đẳng tích.
II.2.2. bài tập mẫu
II.2.2.1. Bài 1
Một bình kín chứa khí ở áp suất 100 kPa và nhiệt độ 17
o
C. Làm nóng bình đến
57
o
C.
a) Tính áp suất của khí trong bình ở 57
o
C.
b) Vẽ đờng biểu diễn biến thiên áp suất theo nhiệt độ.
c) Vẽ đờng biểu diễn quá trình trên đồ thị p-V, biết thể tích khí là V
0
.
Giải:
B ớc1. Tóm tắt đề:
Đại lợng đã biết: t

1
=17
o
C; p
1
=100 kPa.
Đại lợng cần tìm: áp suất p
2
ở nhịêt độ t
2
: đờng biểu diễn áp suất theo nhiệt
độ.
B ớc2. Phân tích bài tập và kế hoạch giải:
Cần đổi nhiệt độ:
7
T(K)
V
2
>V
1
V
1
V
2
p
O
T
1
=t
1

+273=290K
T
2
=t
2
+273=330K
B ớc3. Thực hiện kế hoạch giải:
a) áp dụng định luật Sác-lơ:
1 2
1 2
P P
T T
=
Suy ra:
5 5
2
2 1
1
330
10 1,138.10
290
a
T
P P p
T
= = =
b) Đờng biểu diễn là đoạn thẳng
nối hai điểm 1 và 2 trên đồ thị p-T
B ớc4. Củng cố:
Chú ý đoạn thẳng kéo dài của đờng biểu diễn áp suất theo nhiệt độ đi qua

gốc toạ độ O ứng với nhiệt độ T=OK và p=O.
II.2.2.2. Bài 2
Một bình khí đợc đóng kín bằng một nút có tiết diện 3,2 cm
2
. áp suất của
khí trong bằng áp suất khí quyển bên ngoài, nhiệt độ của khí là 7
0
C. Lực ma sát
giữ nút có giá trị cực đại là 8 N. Hỏi phải đun nóng khí đến nhiệt độ nào để nút
bật ra.
B ớc1. Tóm tắt đề:
Đại lợng đã biết: p
1
=p
0
=1,013.10
5
Pa ; t
1
=7
0
C ; F
ms
=8N; S=3,2cm
2
Đại lợng cần tìm: t
2
để nút bật ra
B ớc2. Phân tích bài tập và kế hoạch giải:
Để nút bật ra thì áp suất của khí trong bình cần có giá trị lớn hơn áp suất

khí quyển cộng với áp suất do lực ma sát tác dụng lên nút bình. Có nghĩa là chúng
ta phải đun nóng khí lên nhiệt độ t
2
để khí trong bình có áp suất:
2 0 ms
P P P
+
vi P
ms
=
S
F
Lợng khí ở hai trạng thái:
p
1
=p
0
=1,013.10
5
Pa ; T
1
=273+ t
1
=280K
p
2
=p
0
+ p
ms

=013.10
5
+
4
8
3,2.10

=1,263.10
5
Pa ; T
2
=273+t
áp dụng định luật Sáclơ ta tìm đợc nhiệt độ cần xác định
B ớc3. Thực hiện kế hoạch giải:
Cần tăng nhiệt độ của khí trong bình vợt quá giá trị T
2
đợc xác định nh sau:
áp dụng định luật Sáclơ:
2 1
2 1
P P
T T
=
Suy ra:
5
2
2 1
5
1
1,263.10

280 347,2
1,013.10
P
T T K
P
= = =
Vậy phải đun nóng khí đến nhiệt độ 347,2K tức là 74,2
0
C.
B ớc4. Củng cố: Phải làm rõ đợc bản chất của vấn đề là muốn cho nút bật ra thì áp
suất của khí trong bình phải lớn hơn áp suất khí quyển cộng với áp suất do lực ma
sát tác dụng lên nút.
8
T(K)
2
p(kPa
O
1
114
100
290 300
II.2.2.3. Bài 3
Van an toàn của một nồi áp suất sẽ mở khi áp suất trong nồi là 9 atm. ở
20
0
C, hơi trong nồi áp suất 1,5 atm. Hỏi ở nhiệt độ nào thì van an toàn sẽ mở?
B ớc1. Tóm tắt đề:
Đại lợng đã biết: t
1
=20

0
C, p
1
=1,5 atm, p
2
=9 atm
Đại lợng cần tìm: t
2
=?
B ớc2. Phân tích bài tập và kế hoạch giải:
Lợng khí trong nồi áp suất khi van cha mở có thể tích không đổi nên đây là
quá trình đẳng tích.
Trạng thái đầu có: T
1
=273+t
1
=293K, p
1
=1,5 atm
Trạng thái cuối có: T
2
=273+t
2
, p
1
=9 atm
áp dụng định luật Sáclơ để tìm t
2
B ớc3. Thực hiện kế hoạch giải:
áp dụng định luật Sáclơ:

2 1
2 1
P P
T T
=
Suy ra:
2
2 1
1
9
293 1758
1,5
P
T T k
P
= = =
Vậy nhiệt độ của khí là 1758K hay 1485
0
C
B ớc4. Củng cố: Nồi áp suất có tác dụng làm tăng nhiệt sôi của chất lỏng.
II.3. Bài tập định luật gay luy-xác
II.3.1. Kiến thức cơ bản
II.3.1.1. Quá trình đẳng áp
Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi gọi là quá trình đẳng áp.
II.3.1.2. Định luật gay luy-xác
Trong quá trình đẳng áp của một lợng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với
nhiệt độ tuyệt đối.

V
T

=hằng số hay
1 2
1 2
V V
T T
=
II.3.1.3. Đờng đẳng áp
Đờng biểu diễn sự biến thiên của
thể tích theo nhiệt độ khi áp suất
không đổi gọi là đờng đẳng áp.
II.3.2. bài tập mẫu
Một lợng khí đựng trong một xi lanh đợc đậy kín bởi một pittông. Pittông
chuyển động tự do đợc. Lúc đầu lợng khí có nhiệt độ là 20
0
C thì đo đợc thể tích
khí là 12 lít. Đa xi lanh đến nơi có nhiệt độ là 70
0
C, khí nở ra đẩy pittông đi lên.
Thể tích của lợng khí trong xi lanh lúc đó là bao nhiêu?
B ớc1. Tóm tắt đề:
9
T(K)
P
2
>P
1
P
1
P
2

V
O
Đại lợng đã biết: t
1
=20
0
C ; V
1
=12lit; t
2
=70
0
C
Đại lợng cần tìm: V
2
B ớc2. Phân tích bài tập và kế hoạch giải:
Vì lợng khí đợc đậy kín bởi xilanh tự do dịch chuyển nên khi nhiệt độ tăng
lên thì pittông đi lên và ở vị trí cân bằng mới nên áp suất khí trong bình vẫn không
đổi. Ta áp dụng định luật Gay Luy-xác để tìm V
2
.
B ớc3. Thực hiện kế hoạch giải:
áp dụng định luật Gay Luy-xác:
1 2
1 2
V V
T T
=
Suy ra:
2

2 1
1
273 70 343
12 12 14
273 20 293
T
V V
T
+
= = = =
+
(lít)
Vậy thể tích của khí trong xi lanh lúc đó là 14 lít.
B ớc4. Củng cố:
Trong bài toán này chúng ta nhận biết đợc ban đầu khí trong xinh lanh có
một áp suất xác định bằng áp suất khí quyển cộng với áp suất do pittông có trọng
lợng gây ra. Khi tăng nhiệt độ thì khí giãn nở đẩy pitông đi lên, vì pittông tự do
chuyển động nên nó phải đi đến vị trí sao cho áp suất trong bình vẫn bằng áp suất
khí quyển cộng với áp suất do pittông có trọng lợng gây ra.
II.4. Bài tập phơng trình trạng thái của khí lý tởng
II.4.1. Kiến thức cơ bản
II.4.1.1. Các thông số trạng thái
Một lợng khí đã cho ở trạng thái cân bằng có áp suất p, thể tích V và nhiệt
độ T xác định. p,V,T gọi là các thông số trạng thái của lợng khí.
II.4.1.2. Phơng trình trạng thái
Một lợng khí xác định khi biến đổi trạng thái thì các thông số có mối quan
hệ sau:
pV
T
=

hằng số ; hằng số phụ thuộc vào lợng khí.
II.4.2. bài tập mẫu
II.4.2.1. Bài 1
Nén 10 lít khí ở nhiệt độ 27
0
C để cho thể tích của nó chỉ còn là 4 lít ở nhiệt
độ 60
0
C. áp suất khí tăng lên bao nhiêu lần?
B ớc1. Tóm tắt đề:
Đại lợng đã biết: t
1
=27
0
C ; V
1
=10lít; t
2
=60
0
C; V
2
=4lít
Đại lợng cần tìm:
2
1
P
P
B ớc2. Phân tích bài tập và kế hoạch giải:
Trạng thái đầu: V

1
=10lít, T
1
=273+27=300K, p
1
Trạng thái cuối: V
1
=4lít, T
1
=273+60=333K, p
2
B ớc3. Thực hiện kế hoạch giải:
áp dụng phơng trình trạng thái:
1 1 2 2
1 2
PV PV
T T
=
10
Suy ra:
2 1 2
1 2 1
2,775 2,8
p V T
P V T
= =
Vậy áp suất của khí tăng lên 2,8 lần.
B ớc4. Củng cố:
Khi vận dụng phơng trình trạng thái, các đại lợng p và V có thể tính ra đơn
vị bất kì, miễn là giá trị áp suất p

1
và p
2
hoặc giá trị thể tích V
1
và V
2
đều tính theo
cùng một đơn vị; nhiệt độ phải tính theo đơn vị nhiệt giai tuyệt đối( nhiệt giai
kenvin).
II.4.2.2. Bài 2
Trong một xi lanh đặt thẳng đứng tiết diện S=100cm
2
đợc đậy bằng pittông
cách đáy xi lanh h=0,4m, có chứa một lợng không khí ở nhiệt độ t
1
=27
0
C. Đặt lên
mặt pittông vật nặng khối lợng 50kg thì thấy pittông đi xuống một đoạn 8cm rồi
dừng lại. Tính nhiệt độ không khí trong xi lanh khi đó. Cho biết áp suất khí quyển
là p
0
=10
5
N/m
2
.
Bỏ qua ma sát và khối lợng pittông, lấy g=10m/s
2

.
B ớc1. Tóm tắt đề:
Đại lợng đã biết: S=100cm
2
; h=0,4m; t
1
=27
0
C; m=50kg
p
0
=10
5
N/m
2
; d=8cm.
Đại lợng cần tìm: t
2
=?
B ớc2. Phân tích bài tập và kế hoạch giải:
Ban đầu khi pittông nằm cân bằng, áp suất của không khí trong xi lanh và
áp suất khí quyển bằng nhau: p
1
=p
0
Khi đặt vật nặng lên pittông, pittông đi xuống rồi dừng lại, khi đó pitiông
nằm cân bằng ở vị trí mới nên:
2 0
mg
p p

S
= +
B ớc3. Thực hiện kế hoạch giải:
áp dụng phơng trình trạng thái:
1 1 2 2
1 2
PV PV
T T
=
trong đó V
1
=S.h ; V
2
=S(h-d)
Suy ra:
0
2 2
2 1 1
1 1 0
( )( )
mg
p h d
p V
S
T T T
p V p h
+
= =
Thay số ta tìm đợc nhiệt độ không khí trong xi lanh:
T

2
=360K hay t
2
=87
0
C

Kết quả
11
Tôi đã thực hiện đề tài trên trong quá trình giảng dạy lớp 10A,B và
10D,G năm học 2009-2010. Kết quả, tôi nhận thấy đa số học sinh nắm vững kiến
thức cơ bản, từng bớc biết cách giải bài tập vật lý. Kết quả cụ thể đợc thể hiện ở
điểm kiểm tra 1 tiết chơng Chất khí của học sinh năm 2009-2010 cao hơn so với
năm 2008-2009:

Sĩ số Giỏi Khá TB Yếu Kém
Năm học
2010-2011
Lớp 10A 49 6 20 18 5 0
Lớp 10B 50 8 24 14 4 0
Lớp 10D 49 3 12 16 8 0
Lớp 10G 48 2 18 20 8 0
Kết luận và đề xuất
Đây là đề tài dựa trên kinh nghiệm của bản thân tôi trong thực tế giảng
dạy, dựa trên nghiên cứu lý luận dạy học vật lý và phơng pháp giảng dạy bài tập
vật lý để nâng cao nhận thức cho học sinh thông qua hệ thống bài tập chơng
Chất khí.
Trong quá trình nghiên cứu, tôi đã vận dụng những cơ sở dạy học, quan
điểm quá trình t duy bắt đầu từ sự phân tích tình huống có vấn đề, quan điểm
vùng phát triển gần nhất để nêu những ý kiến trong quá trình giảng dạy chơng

Chất khí.
Trên cơ sở nghiên cứu nhiều tài liệu nh sách giáo khoa, các sách bài tập
của chơng Chất khí, tôi đã chọn ra hệ thống bài tập theo từng nội dung của ch-
ơng.
Tôi đã phân tích, đa ra các câu hỏi định hớng và hớng dẫn học sinh giải.
Rất mong nhận đợc nhiều đóng góp từ các bạn đồng nghiệp.
Vì kết quả đề tài rất khả quan nên đề nghị Nhà trờng tạo điều kiện để
mở rộng đề tài, áp dụng cho toàn khối.
Xin chân thành cảm ơn!
12