Sở gd & đt nghệ an
Trờng thpt diễn châu 4


Sáng kiến kinh nghiệm
Sáng kiến kinh nghiệm
TI :
rèn luyện kỹ năng phân tích tổng hợp cho học
rèn luyện kỹ năng phân tích tổng hợp cho học
sinh lớp 10 thpt qua hệ thống bài tập ch
sinh lớp 10 thpt qua hệ thống bài tập ch
ơng các
ơng các
định luật chất khí
định luật chất khí
Giáo viêN: đào ngọc hào
Tổ : vật lí
Năm học: 2008-2009
Mở đầu
I. lý do chọn đề tài:
1. 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 triễn 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 viêc 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 các định luật 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.
1

Vật lí &khoa
học
2. 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 tiển
- 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 cũng 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
phơng tiện kiểm tra kiến thức và kĩ năng của học sinh.
3. 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 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 Các định luật chất khí vật lí 10
THPT.
- Nêu dõ vai trò và ý nghĩa của bài tập vật lí trong quá trình ôn tập
cũng cố khắc sâu kiến thức.
III. ý tởng của đề tài:

Có thể chọn và sắp xếp một hệ thống bài tập trong chơng Các định
luật 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 Các định luật chất khí vật lí
10 THPT làm cho học sinh hiểu và rèn luyện cho chúng 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- tổn hợp cho học sinh.
I. Cơ sở lí luận:
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 tợng 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.
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
-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
dự kiện đã cho.
-Bớc 3: Gải 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 thoã 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.
-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.
3
* 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 dó.
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 kẻ
nhau. Phân tích càng sâu thì tổng hợp càng đầy đủ, tri thức về sự vật hiện t-
ợng càng phong phú.
a, Các bớc của phơng pháp phân tích- tổng hợp.
B ớc1: Khảo sát đối tợng cần nhận thức một cách toàn bộ. Nếu đối t-
ợng cần nhận thức là vật thể thì ta khồng 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 t-
ợng 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.
b, 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 họ 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 địng 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
4
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 đ-
ợc thì hớng dẫn của giáo viên chuyển dần thành hơng 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 các định luật chất khí vật lý 10
THPT nhằm rèn luyện kỹ năng phân tích-tổng hợp
cho học sinh.
I. Bài tập định luật bôi-lơ - ma-ri-ốt:
A. Kiến thức cơ bản :
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.
2. Định luật Bôi-Lơ - Ma-ri-ốt : Trong quá trình đẳng nhiệt của một lợng
khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.

1

p
V
:
hay
pV =
hằng số
3.Đờng đẳng nhiệt:
Đờng biểu diễn sự phụ 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.
B. bài tập mẫu:
Bài 1:
5
V
T
2
>T
1
T
1
T
2
p
O
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 rỏ lợng khí không đổi nén đẳng nhiệt, nên xác định sự tăng áp
suất ta áp dụng định luật B-M
B ớc3. Thực hiện kế hoạch giải:
áp dụng định luật B-L:
P
1
V
1
=P
2
V
2
Suy ra:
2 1
1 2
10
2,5
4
P V

P V
= = =
B ớc4. Củng cố:
Chú ý: 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.
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 P
1
ở độ sâu 6 m trong nớc; áp suất khí quyển P
2
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 B-L
Ta có:
P
2
=1atm=1,013.10
5
P
a
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 nớc( nớc có khối lợng riêng là

=1000kg/m
3
).

P=

g

h=1000.9,81.6=58860 P
a
B ớc3. Thực hiện kế hoạch giải:
Theo định luật B-M:
P
1
V
1
=P
2

V
2
Suy ra:
5
2 1
5
1 2
1,6016.10
1,58
1,013.10
P V
P V
= = =
Vậy thể tích bọt khí tăng lên 1,6 lần
B ớc4. Củng cố:
Chú ý: âp suất khí quyển khi không cho biết cụ thể thì phải coi là bằng 1 atm
ii. Bài tập định luật sác-lơ:
A. Kiến thức cơ bản :
6
1. Quá trình đẳng tích: Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là
quá trình đẳng tích.
2. Định luật sác-lơ: Trong quá trình đẳng tích của một lợng khí nhất định,
áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ thuyệt đối.

P
T
=hằng số hay
1 2
1 2
P P

T T
=
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.
B. bài tập mẫu:
Bài1:
Một bình kín chứa khí ở áp suất 100 kP
a
và nhiệt độ 17
o
C. Làm nóng
bình đến 57
o
C.
a) Tính áp suất P 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 kP
a
.
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:
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:
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
góc toạ độ O ứng với nhiệt độ T=Ok và P=O.
Bài2:
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
7
T(k)
V
2
>V
1
V
1
V

2
p
O
T(k)
2
P(kp
a
O
1
114
100
290 300
2 1
2 1
P P
T T
=
ma sát giữ nút có giá trị cực đại là 8 N. Hỏi phải đun nóng khí đến nhiệt độ
nàođể nút bật ra.
B ớc1. Tóm tắt đề:
Đại lợng đã biết: P
1
=P
0
=1,013.10
5
P
a
; 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 bìng có áp
suất:
2 0 ms
P P P +
Lợng khí ở hai trạng thái:
P
1
=P
0
=1,013.10
5
P
a
; T
1

=273+ t
1
=280k
P
2
=P
0
+ P
ms
=013.10
5
+
4
8
3,2.10

=1,263.10
5
P
a
; T
2
=273+t
áp dụng định luật Sác-Lơ 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 Sác-Lơ:

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 rỏ 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
masát tác dụng lên nút.
Bài3:
Van an toàn của một nồi áp suất sẽ mở khi áp suất trong nồi 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 Sác-Lơ để tìm t
2
B ớc3. Thực hiện kế hoạch giải:
áp dụng định luật Sác-Lơ:
8
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.
iii. Bài tập định luật gay-luy-xác:

A. Kiến thức cơ bản :
1. Quá trình đẳng áp: Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi gọi
là quá trình đẳng áp.
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
=
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.
B. bài tập mẫu:
Bài1:
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 lơng khí trong xi lanh lúc đó là bao nhiêu?
B ớc1. Tóm tắt đề:
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 lơng 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
+
= = = =
+
(lit)
Vậy thể tích của khí trong xi lanh lúc đó là 14 lit
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 do
9
T(k)
P
2
>P
1
P
1
P
2
V
O
pittông có trọng lợng gây ra. Khi tăng nhiệt độ thì khí giản nở đây 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 do pittông có
trọng lợng gây ra.
iv. Bài tập phơng trình trạng thái của khí lý tởng:

A. Kiến thức cơ bản :
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.
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.
B. bài tập mẫu:
Bài1:
Nén 10 lít khí ở nhiệt độ 27
0
C để cho thể tích của nó chỉ còn là 4 lit 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
=10lit; t
2
=60
0

C; V
2
=4lit
Đại lợng cần tìm:
2
1
P
P
B ớc2. Phân tích bài tập và kế hoạch giải:
Trạng thái đầu: V
1
=10lit, T
1
=273+27=300k, P
1
Trạng thái cuối: V
1
=4lit, 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
=
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 tri thể tích V
1
và V
2
đều
tính theo cùng một đơn vị; nhiệt độ phải tính theo đơn vị nhiệt giai tuyệt đôi(
nhiệt giai kenvin).
Bài2:
Trong một xi lanh đặt thẳng đứng tiết diện S=100cm
3
đợc đậy bằng
pittông cách đáy xi lanh h=0,4m, có chứa mmột 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:
10
Đại lợng đã biết: S=100cm
3
; 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 kí trong xi lanh
khí quyển bằng nhau: p
1
=p
0
Khi đặt vật nặng lên pittông, pittông đi xuống rồi dừng lại, khi đó
pitiông nằm cần bằng ở vị trí mới và áp lực 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
v. Bài tập cla-pê-rôn men-đê-lê-ép:
A. Kiến thức cơ bản :
Với một lợng khí có khối lợng m, khối lợng mol của khí là
à
thì ba
thông số trạng thái p, V, T tuân theo phơng trình
m
pV RT
à
=
gọi là phơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep.
Tỷ số
m
à

chính là số mol của lợng khí. Khi vận dụng phơng Cla-pê-rôn
Men-đen- lê-ep trong hệ đơn vị SI: đơn vị áo suất p là P
a
, đơn vị thể tích là
m
3
, đơn vị nhiệt độ T là nhiệt độ tuyệt đối k(Ken-vin), đơn vị khối lợng có
thể lấy tuỳ ý nhng thống nhất cho cả m và
à
. Khi đó thì hằng số chất khí R
có giá trị là R=8,31J/mol.K.
B. bài tập mẫu:
Bài1:
Một bình vỏ bằng thép, đựng khí ở áp suất 50,4 atm, nhiệt độ 27
0
C.
Dung tích của chai là 50 lit.
a) Tính số mol khí trong chai.
b) Nếu khí là ôxi có khối lợng mol là 32g/mol thì khố lợng khí trong chai
là bao nhiêu?
B ớc1. Tóm tắt đề:
Đại lợng đã biết:
p=50,4 atm=50,4.1,013.10
5
=5,106.10
6
P
a
V=50 lit=0,05 m
3

T=27+273=300k
Đại lợng cần tìm: số mol, khối lợng m
B ớc2. Phân tích bài tập và kế hoạch giải:
11
Bài toán chỉ cho các thông số trạng thái bắt tìm số mol nên chúng ta
vận dụng phơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep.
B ớc3. Thực hiện kế hoạch giải:
áp dụng phơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep.
pV RT

=
Suy ra
6
5,106.10 .0,05
102,4
8,31.300
pV
RT

= = =
Khối lợng khí
102,4.32 3277 3,277m g kg
à
= = = =
B ớc4. Củng cố:
Trong bài toán này chúng ta dể nhầm lẫn khi tính số mol thì lấy thể
tích chia cho 22,4. Tức là ta nhầm lẫn ở chổ cứ hiểu mổi mol khí đều có thể
tích là 22,4 lít. ở điều kiện tiêu chuẩn 1tam, Ok thì 1mol khí có thể tích là
22,4, chúng ta có thể sử dụng phơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep để kiểm
chứng điều này.

Bài2:
Một bình chứa hỗn hợp của hai khí ôxi và heli có dung tích 26,6 lit; áp
suất 200kP
a
và nhiệt độ 7
0
C. khối lợng của hỗ nợp là 45g.
Tính khối lợng của từng khí trong hỗn hợp.
B ớc1. Tóm tắt đề:
Đại lợng đã biết: p=200kP
a
=2.10
5
P
a
; V=26,6lit=0,0266m
3
; T=280k
Khối lợng hỗn hợp: m=m
O
+m
He
=45g
Khối lợng mol:
O
à
=32g/mol;
He
à
=4g/mol

Đại lợng cần tìm:
Khối lợng: m
O
và m
He
B ớc2. Phân tích bài tập và kế hoạch giải:
Muốn tìm khối lợng của từng khí thì ta đi tìm số mol của từng khí, nh-
ng từ phơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep thì suy ra đợc tổng số mol của hai
khí, đây là phơng trình chứa hai ẩn, để giải đợc ta áp dụng dự kiện thứ hai là
tổng khối lợng của hai khí.
B ớc3. Thực hiện kế hoạch giải:
Trớc hết áp dụng phơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep, tính số mol
hỗn hợp

.
5
2.10 .0,0266
2,286
8,31.280
pV
RT

= = =
mol
Số

là tổn số mol của ôxi
o
o
o

m

à
=
và số mol của heli
He
He
He
m

à
=
Nh vậy:
2,286
32 4
o o o He
o o
m m m m

à à
+ = + =
(1)
Ngoài ra, còn có: m
O
+m
He
=45g (2)
Kết hợp (1) và (2) giải hệ ta đợc:
m
O

=40,98g
m
He
=4,02g
B ớc4. Củng cố:
Khi vận dụng phơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep luôn chú ý đến đơn
vị của các đại lợng đặc biệt là hằng số chất khí, có nhiều tài liệu khác nhau
chọn các giá trị khác nhau. Khi đơn vị áp suất p là P
a
, đơn vị thể tích là m
3
,
12
V
2
P
O
1
P
2
P
1
V
2
V
1
đơn vị nhiệt độ T là nhiệt độ tuyệt đối k(Ken-vin), đơn vị khối lợng có thể
lấy tuỳ ý nhng thống nhất cho cả m và
à
. Khi đó thì hằng số chất khí R có

giá trị là R=8,31J/mol.K.
Bài2:
Có 20g heli chứa trong xilanh có
pittông dịch chuyển rất chậm từ trạng
thái 1 có thể tích V
1
=32 lit và áp suất
p
1
=4,1 atm tới trạng thái 2 có thể tích
V
2
=9 lit và áp suất p
2
=15,5 atm.Nhiệt độ
lớn nhất mà khối khí có đợc là bao
nhiêu nếu đờng biểu diễn quá trình biến
đổi từ trạng thái từ 1 sang 2 nh hình vẽ.
B ớc1. Tóm tắt đề:
Đại lợng đã biết: V
1
=32 lit, p
1
=4,1 atm, V
2
=9 lit p
2
=15,5 atm.
m=20g,
4

à
=
Đại lợng cần tìm: T
max
=?
B ớc2. Phân tích bài tập và kế hoạch giải:
Trong toạ độ p-V đờng biểu diễn sự phụ thuộc của áp suất vào thể tích
là đoạn thẳng không phải là đờng hypebol nên đây không phải là qua trình
đẳng nhiệt mà là quá trình biến đổi trạng thái có biến đổi nhiệt độ.
Vì đờng 1-2 là đờng thẳng nên sự phụ thuộc của p theo V có thể viết:
p= aV+b (1)
áp dụng phơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep:
pV RT

=
(2)
Từ hai phơng trình (1) và (2) ta đi tìm sự phụ thuộc của T vào p hoặc V
ta sẽ tìm đợc T
max
.
B ớc3. Thực hiện kế hoạch giải:
Vì đờng 1-2 là đờng thẳng nên sự phụ thuộc của p theo V có thể viết:
p= aV+b
Ta có: p
1
= aV
1
+b và p
2
= aV

2
+b.
Thay số ta tìm đợc: a=-0,5; b=20
Suy ra: p=-0,5V+20 (3)
áp dụng phơng Cla-pê-rôn Men-đen- lê-ep:
pV RT

=
T pV
mR
à
=
(4)
Thay (3) vào (4) ta đợc:
2
( 0.5 20 )T pV V V
mR mR
à à
= = +
(5)
Từ (5) ta thấy T phụ thuộc vào hàm bậc 2 của V có hệ số a âm nên T
max
khi V=-b/2a=20 lit, khi đó p=-0,5.20 + 20=10 atm
Thay các giá trị p=10 atm và v=20 lit vào (4) ta tìm đợc T
max
=490
B ớc4. Củng cố:
Chú ý khi thay các giá trị p=10 atm và v=20 lit vào (4) thì phai đôi
đơn vi áp suất là P
a

và thể tích là m
3
; còn R=8,31J/mol.K.

Kết luận
13
- Là một đề tài dựa trên kinh nghiệm của bản thân và đồng nghiệp
trong thực tế giãng dạy, dựa trên nghiên cứu lý luận dạy học vật lý và phơng
pháp giãng dạy bài tập vật lý để nâng cao nhận thức cho học sinh thông qua
hệ thống bài tập chơng các định luật chất khí .
- Trong quá trình nghiên cứu tôi đã vận những cơ sở dạy học nêu vấn
đề, quan điểm quá trình t duy bắt đầu từ sự phân tích tình huống có vấn
đề, và quan điểm vùng phát triển gần nhấtđể nêu những ý kiến trong
quá trình giãng dạy chơng các định luật bảo toàn .
- Trên cơ sỏ nghiên cứu nhiều tài liệu: sách giáo khoa, các sách bài
tập của chơng các định luật chất khí đã chọn ra hệ thống bài tập của
từng nội dung của chơng.
- Chúng tôi đã phân tích, đa ra các câu hỏi định hớng và hớng dẫn
học sinh giải.
Ngày 8 tháng 5 năm 2009
Ngời làm

Đào Ngọc Hào
14