(SKKN CHẤT 2020) lựa chọn hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức chương “chất khí” vật lí lớp 10 THPT

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT QUANG HÀ =====***===== BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Tên sáng kiến: Lựa chọn hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức chương “Chất khí” Vật lí lớp 10 THPT Tác giả sáng kiến: HOÀNG VĂN CHIẾN Mã sáng kiến: ……………………… Vĩnh phúc, năm 2019 download by : skknchat@gmail.com BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Tên sáng kiến: Lựa chọn hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức chương “Chất khí” Vật lí lớp 10 THPT Tác giả sáng kiến: HOÀNG VĂN CHIẾN Mã sáng kiến: ……………………… BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Lời giới thiệu: Để nâng cao chất lượng học tập phát triển lực giải vấn đề học sinh có nhiều phương pháp, biện pháp khác Nhưng có download by : skknchat@gmail.com Kí hiệu dùng sáng kiến (.) Mối quan hệ (1) Từ (1) suy (giá trị hàm số) (1) (1) Từ (1) rút (giá trị biến số) (2) Thế (1) vào (2) a Ẩn số trung gian x Ẩn số phải tìm download by : skknchat@gmail.com Lời giới thiệu Để nâng cao chất lượng học tập phát triển lực giải vấn đề học sinh có nhiều phương pháp, biện pháp khác Nhưng có phương pháp dạy học xác định từ lâu có tính chất tích cực đến việc giáo dục phát triển học sinh, giải tập vật lí Bài tập vật lí khâu khơng thể thiếu q trình dạy học vật lí Nhiệt học nghiên cứu phần vật lí lớp 10 THPT Chương “ Chất khí” nghiên cứu hiểu biết chất khí lí tưởng liên hệ thông số trạng thái với Vì chất khí khơng cầm, nắm, quan sát, … cách dễ dàng chất khác nên học sinh tiếp thu kiến thức cách mơ hồ khó hiểu Học sinh khó biết điều nghĩ hay sai Và lúc này, học sinh cần hướng dẫn giáo viên Với nội dung này, giáo viên cần làm thí nghiệm, tất thí nghiệm Và đặc biệt việc lựa chọn nội dung tập hướng dẫn học sinh làm tập phần Giáo viên phải cho kiểm tra đánh giá việc tiếp thu bài, rèn luyện kĩ học sinh thông qua việc giải tập Việc đưa hệ thống tập chương “Chất khí” phương pháp giải tập khoa học không cần thiết học sinh mà cần thiết giáo viên trường, chưa có nhiều kinh nghiệm giảng dạy Với lí trên, tơi lựa chọn đề tài: “Lựa chọn hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức chương “Chất khí” vật lí lớp 10 THPT ” Tên sáng kiến: Lựa chọn hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức chương “Chất khí” Vật lí lớp 10 THPT Tác giả sáng kiến: - Họ tên:HOÀNG VĂN CHIẾN - Địa tác giả sáng kiến: Trường THPT Quang Hà - Số điện thoại: 0384361885 - Email: hoangvanchien.gvquangha@vinhphuc.edu.vn Chủ đầu tư tạo sáng kiến: HOÀNG VĂN CHIẾN download by : skknchat@gmail.com Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: CHƯƠNG “CHẤT KHÍ”, MƠN VẬT LÍ 10 THPT + Hệ thống tập sử dụng giảng dạy chương “Chất khí” + Phương pháp hướng dẫn hoạt động giải tập giảng dạy chương “Chất khí” Ngày sáng kiến áp dụng lần đầu áp dụng thử: 2/2016 Mô tả chất sáng kiến: - Về nội dung sáng kiến: Chương I Nội dung kiến thức chương “Chất khí” – Vật lí 10 THPT 7.1 Nội dung kiến thức, kĩ học sinh cần đạt sau học chương “Chất khí” vật lí lớp 10 THPT 7.1.1 Nội dung kiến thức 7.1.1.1 Thuyết động học phân tử chất khí a.Tính chất chất khí Các chất khí có tính chất đặc biệt: - Tính bành trướng: chiếm tồn thể tích bình chứa - Tính dễ nén: Khi áp suất lượng khí tăng thể tích khí giảm đáng kể - Có khối lượng riêng nhỏ so với chất rắn chất lỏng b Thuyết động học phân tử chất khí Chất khí bao gồm phân tử Kích thước phân tử nhỏ,có thể coi phân tử chất điểm Các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng.Nhiệt độ cao vận tốc chuyển động hỗn loạn lớn Chuyển động hỗn loạn phân tử gọi chuyển động nhiệt Do phân tử chuyển động hỗn loạn,tại thời điểm,hướng vận tốc phân tử phân bố theo phương không gian Khi chuyển động, phân tử va chạm với phân tử khác với thành bình Giữa hai va chạm,phân tử gần tự chuyển động thẳng Phân tử va chạm với thành bình tạo nên áp suất chất khí Chất khí phân tử coi chất điểm chuyển động hỗn loạn không ngừng,chỉ tương tác với va chạm gọi khí lí tưởng download by : skknchat@gmail.com d Cấu tạo phân tử chất Ở thể khí: - Các nguyên tử xa - Lực tương tác yếu - Chuyển động hỗn loạn chạy phía Do chất khí chiếm tồn thể tích, khơng có hình dạng thể tích định Ở thể lỏng rắn: - Mỗi phân tử có phân tử khác gần - Sắp xếp theo trật tự xác định - Vị trí cân chất rắn cố định 7.1.1.2 Các trình đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp khí lí tưởng Sau học xong chương "Chất khí", học sinh cần nắm vững kiến thức sau: Trạng thái lượng khí xác định thơng số trạng thái vĩ mơ: thể tích V, áp suất P nhiệt độ tuyệt đối T Giữa thông số có mối liên hệ xác định Đẳng q trình q trình biến đổi trạng thái mà có hai thơng số thay đổi, cịn thơng số khơng đổi Khí lí tưởng chất khí phân tử coi chất điểm tương tác với va chạm a Định luật Bơilơ – Mariơt ( cho q trình đẳng nhiệt ) * Quá trình đẳng nhiệt trình biến đổi trạng thái khí nhiệt độ khí giữ không đổi * Nội dung định luật: Với khối lượng khí xác định nhiệt độ khơng đổi, tích áp suất p thể tích V số p1V1 = p2V2 = pV = const * Điều kiện áp dụng: Khí lí tưởng; Khối lượng khí khơng đổi; Nhiệt độ khí khơng đổi * Đồ thị : p download by : skknchat@gmail.com b.Định luật Saclơ- Nhiệt độ tuyệt đối * Q trình đẳng tích q trình biến đổi trạng thái khí thể tích khí giữ khơng đổi * Nội dung định luật: Với khối lượng khí xác định thể tích khơng đổi, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối chất khí = const = T nhiệt độ tuyệt đối, nhiệt độ nhiệt giai tuyệt đối hay nhiệt giai Kenvin, có đơn vị K * Đồ thị ( đường đẳng tích ): p V1 V V1 V2>V1 V2 -273 t T V1 V2 V * Điều kiện áp dụng: - Khí lí tưởng - Khối lượng khí khơng đổi - Thể tích khí khơng đổi * Nhiệt độ tuyệt đối: Nhiệt độ -273oC nhiệt độ thấp tiến đến khơng đạt Đó độ không tuyệt đối Không độ tuyệt đối ( 0K) ứng với nhiệt độ -273oC T = t + 273 T, t số đo nhiệt độ nhiệt giai Kenvin, Xen- xi-út Nhiệt độ nhiệt giai Kenvin gọi nhiệt độ tuyệt đối * Khoảng cách nhiệt độ 1K khoảng cách 1oC ΔT = Δt * Trong nhiệt giai Ken vin, công thức định luật Saclơ trở thành: download by : skknchat@gmail.com = số Với thể tích khơng đổi, áp suất lượng khí định tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối Chú ý: Theo quan điểm vĩ mơ, khí lí tưởng chất khí tn theo hai định luật Bôilơ-Mariôt định luật Saclơ - Đồ thị (p-T) diễn tả định luật Saclơ đường thẳng qua gốc tọa độ p P c Định luật Gayluyxac * Quá trình đẳng áp trình biến đổi trạng thái khí áp suất giữ khơng đổi * Nội dung định luật: Với khối lượng khí xác định áp suất khơng đổi, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối chất khí = const p * Điều kiện áp dụng: - Khí lí tưởng - Khối lượng khí khơng đổi - Áp suất khí khơng đổi * Đồ thị: p V 7.1.1.3 Phương trình trạng thái khí lí tưởng : download by : skknchat@gmail.com Khối lượng thủy ngân chảy vào bình: m = D.V c Luận giải giải tập (3) T1 (4) T2 (1) V2 (2) V (5) m m = D = 68g d Kết biện luận Vậy khối lượng thủy ngân chảy vào bình giảm nhiệt độ là: m = 68g 3.Khó khăn học sinh Học sinh khơng biết nhiệt độ khí bình giảm áp suất khí giảm Do có chênh lệch áp suất nên thủy ngân chảy vào bình làm cho áp suất khí thay đổi áp suất khí giọt thủy ngân nằm cân Học sinh trạng thái trước sau thủy ngân chảy vào bình khối khí có áp suất áp suất khí quyển(vì giọt thủy ngân nằm cân bằng) Học sinh không nhớ điều kiện áp dụng định luật Gay luy xac khối lượng áp suất khí khơng đổi -Học sinh khơng biết thể tích thủy ngân chảy vào độ giảm thể tích khí 4.Hướng dẫn học sinh vượt qua khó khăn Khi nhiệt độ khí bình giảm,áp suất khí ống tăng hay giảm? Khi có chênh lệch áp suất áp suất khí ống áp suất khí bên ngồi có tượng xảy ra? Khi cột thủy ngân ống nằm ngang không chảy vào bình ? Khi áp suất khí bình liên hệ với áp suất khí lúc đầu nào? Xét lượng khí ống, lượng khí có thông số không đổi? Điều kiện áp dụng định luật Gay luy xac gì? Thể tích thủy ngân chảy vào bình có mối liên hệ với độ giảm thể tích khí ống? Bài 8: 1.Mục đích tập - Dựa vào đồ thị nhận biết trình biến đổi trạng thái ( đẳng nhiệt, download by : skknchat@gmail.com đẳng tích, đẳng áp) - Dựa vào định luật chất khí, phương trình trạng thái tìm thơng số trạng thái chưa biết - Vẽ đồ thị biến đổi trạng thái theo hệ tọa độ khác chất khí 2.Phương pháp giải tập a Dựa vào đồ thị nhận biết trình biến đổi trạng thái (đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp) * Mơ tả q trình (Giai đoạn 1) + Quá trình (1-2): trình đẳng nhiệt (do (1-2) đoạn thẳng song song trục 0p, T1 = T2) + Quá trình (2-3): trình đẳng áp ( (2-3) đoạn thẳng song song trục 0T, p2 =p3) + Quá trình (3-4): trình đẳng nhiệt ( (3-4) đoạn thẳng song song trục 0p, T3 = T4) + Quá trình (4-1): trình đẳng áp ( (4-1) đoạn thẳng song song trục 0T, p1 = p4) + Quá trình (1-3): trình đẳng tích ( (1-3) đoạn thẳng có phương qua gốc tọa độ hệ tọa độ (p-T)) * Xác định trạng thái chất khí Dựa vào kiện đề bài, đồ thị ta có trạng thái khối khí xét sau: T.thái p1 = 1at V1 = 10l T1 = 300K Tìm V2 = ?, T3 = ?, V4 = ?, T4 = ? + Nhiệt độ T3: Quá trình (1-3): q trình đẳng tích V1 = V3 = 10l Áp dụng định luật Saclo : = (1) + Thể tích V2: Q trình (1-2): q trình đẳng nhiệt T1 = T2 = 300 K Áp dụng định luật Bơilơ- Mariơt : p2V2 = p1V1 + Thể tích V4: download by : skknchat@gmail.com Quá trình (3-4): trình đẳng nhiệt T3 = T4 Áp dụng định luật Bôilơ-Mariôt : p3V3 = p4V4 (4) (1) (2) (4) Thay số ta được: T3 = V2 = c Vẽ đồ thị biến đổi trạng thái theo hệ tọa độ khác chất khí - Trong hệ tọa độ ( p,V): * Giai đoạn 2: + Vẽ đường đẳng đồ thị : Đường đẳng nhiệt (1-2) + Xác định trạng thái (1) và( 2) ( p2 > p1) * Giai đoạn 3: + Từ (2) vẽ đường đẳng áp (2-3) + Từ (1) vẽ đường đẳng tích (1-3) + Giao điểm hai đường (1-3) và(2-3) trạng thái (3) + Từ (3) vẽ đường đẳng nhiệt (34) + Từ (1) vẽ đường đẳng áp (1-4) + Giao điểm hai đường (3-4) (1-4) trạng thái (4) * Giai đoạn 4: + Hoàn thành chu trình - Trong hệ tọa độ (V,T): * Giai đoạn 2: + Vẽ đường đẳng khơng có đồ thị : Đường đẳng áp (2-3) Xác định trạng thái (2),(3) dựa vào T3 > T2 * Giai đoạn 3: + Từ (2) vẽ đường đẳng nhiệt (1-2) + Từ (3) vẽ đường đẳng tích (1-3) 33 download by : skknchat@gmail.com + Giao điểm hai đường (1-3) (1-2) trạng thái (1) + Từ (3) vẽ đường đẳng nhiệt (3-4) + Từ (1) vẽ đường đẳng áp (1-4) + Giao điểm hai đường (3-4) (1-4) trạng thái (4) * Giai đoạn 4: + Hoàn thành chu trình -Học sinh khơng biết q trình (1-3) q trình đẳng tích Học sinh lúng túng vẽ đường đẳng khơng có đại lượng trục tọa độ 4.Hướng dẫn học sinh vượt qua khó khăn -Hãy xác định rõ thơng số trạng thái khối khí -Tìm mối liên hệ trạng thái thơng số ( không đổi) Mối liên hệ thông số trạng thái với biểu diễn phương trình nào? Bài 9: a.Mục đích tập - Dựa vào đồ thị xác định trình biến đổi trạng thái - Vận dụng định luật Saclơ b.Phương pháp giải tập * Giai đoạn Trên đồ thị biểu diễn hai trình đẳng nhiệt hai nhiệt độ T1 T2 khối khí - * Giai đoạn 3: -Ta vẽ đường đẳng tích ứng với thể tích V Đường đẳng tích cắt hai đồ thị đẳng nhiệt hai điểm A B ứng với áp suất p1, p2 34 download by : skknchat@gmail.com - Áp dụng định luật Saclơ cho q trình đẳng tích : = p p2 p1 V V Trên đồ thị ta có : p2 > p1 => T2 > T1 c.Khó khăn học sinh Học sinh cách so sánh hai đại lượng T1 T2 chưa biết cụ thể giá trị d.Hướng dẫn học sinh vượt qua khó khăn Để so sánh T1 T2, ta dựa vào việc so sánh hai đại lượng khác áp suất hai trình thể tích Bài 10: 1.Mục đích tập - Dựa vào đồ thị nhận biết trình biến đổi trạng thái ( đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp) - Vẽ đồ thị biến đổi trạng thái theo hệ tọa độ khác chất khí 2.Phương pháp giải tập a)* Giai đoạn 1: Các trình : Q trình (1-2): q trình đẳng tích đồ thị (1-2) đoạn thẳng có phương qua gốc tọa độ hệ tọa độ ( p-T), p tỉ lệ thuận với T Quá trình (2-3): trình đẳng áp đồ thị (2-3) đoạn thẳng song song với trục 0T, p2 = p3 Quá trình (3-1): trình đẳng nhiệt đồ thị (3-1) đoạn thẳng song song với trục 0p, T1 = T2 * Giai đoạn 2,3,4: Đồ thị: Dựa vào phương pháp đưa đồ thị đường đẳng cho, ta vẽ đồ thị cho hệ tọa độ khác sau : p T download by : skknchat@gmail.com b) Tương tự ta * Các trình : 1->2: Đẳng áp; 2->3: Đẳng nhiệt; 3->4: Đẳng tích; 4->1: Đẳng nhiệt p V1 c) Tương tự ta * Các trình : 1->2: Đẳng tích; 2->3: Đẳng áp; 3->4: Đẳng tích; 4->1: Đẳng áp * Đồ thị : V V1,V2 V3,V4 Khó khăn học sinh Học sinh khơng biết q trình xác định đường đẳng(đẳng áp, đẳng tích, đẳng nhiệt) Học sinh lúng túng vẽ đường đẳng đại lượng mà khơng có đại lượng đồ thị Hướng dẫn học sinh vượt qua khó khăn Đồ thị đường đẳng( đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp) hệ tọa độ (p-V),(p-T),(V-T) nào? TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Hữu Tịng, Lí luận dạy học vật lí trường phổ thông, Nhà xuất Giáo dục, 2001 [2] Bùi Quang Hân, Giải tốn vật lí 10, Nhà xuất giáo dục,2005 [3] Trần Trọng Hưng, 400 tốn nâng cao vật lí 10, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội,2006 download by : skknchat@gmail.com - Về khả áp dụng sáng kiến: + Sử dụng cho việc giảng dạy kiến thức chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT + Phân loại phương pháp giải dạng tập Vật lí chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT Những thơng tin cần bảo mật: KHÔNG Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến: - Học sinh có kiến thức THCS về: Cấu tạo chất, thuyết động học phân tử chất khí, áp suất chất khí, nhiệt độ tuyệt đối - Học sinh có kĩ tốt toán học 10 Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tác giả theo ý kiến tổ chức, cá nhân tham gia áp dụng sáng kiến lần đầu, kể áp dụng thử (nếu có) theo nội dung sau: 10.1.Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tác giả: - Giáo viên học sinh có thêm tài liệu tham khảo lựa chọn mới, hiệu để giảng dạy giải số tốn chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT - Giảm thời gian phép toán phức tạp, cách làm đơn giản, dễ nhớ vận dụng 10.2 Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tổ chức, cá nhân: - Giáo viên có thêm lựa chọn cho việc giảng dạy chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT nhằm phát huy tối đa lực học sinh 37 download by : skknchat@gmail.com - Học sinh chinh phục tập chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT, từ phát huy tối đa lực thân đạt điểm tối đa thi, kiểm tra 11 Danh sách tổ chức/cá nhân tham gia áp dụng thử áp dụng sáng kiến lần đầu: Số TT Bình xuyên, ngày tháng năm 2019 Thủ trưởng đơn vị Bình xuyên, ngày 18 tháng năm 2019 Tác giả sáng kiến Hoàng Văn Chiến 38 download by : skknchat@gmail.com ... hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức chương ? ?Chất khí” vật lí lớp 10 THPT ” Tên sáng kiến: Lựa chọn hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập nhằm giúp. .. SÁNG KIẾN Tên sáng kiến: Lựa chọn hệ thống tập hướng dẫn hoạt động giải tập nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức chương ? ?Chất khí” Vật lí lớp 10 THPT Tác giả sáng kiến: HOÀNG VĂN CHIẾN Mã sáng kiến: ... II Lựa chọn hệ thống tập hướng dẫn giải tập chương ? ?Chất khí” Vật lí 10 THPT Trong chương chất khí, tơi lựa chọn hệ thống tập thỏa mãn yêu cầu sau : Các tập xếp thứ tự theo chương trình học lớp