skkn kinh nghiệm sử dụng bài toán đồ thị giúp học sinh ghi nhớ và vận dụng kiến thức chương chất khí vật lý 10 nâng cao

MỤC LỤC I TÓM TẮT ĐỀ TÀI Trang II GIỚI THIỆU HIỆN TRẠNG GIẢI PHÁP THAY THÊ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU GIẢ THIÊT NGHIÊN CỨU III PHƯƠNG PHÁP KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU THIÊT KÊ QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU ĐO LƯỜNG IV PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ KÊT QUẢ TRÌNH BÀY KÊT QUẢ PHÂN TÍCH DỮ LIỆU BÀN LUẬN HẠN CHÊ V KÊT LUẬN VÀ KHIÊN NGHI KÊT LUẬN KHUYÊN NGHI VI TÀI LIỆU THAM KHẢO VII PHỤ LỤC CỦA ĐỀ TÀI Phụ lục 1: Các giải pháp thực đề tài GIẢI PHÁP GIẢI PHÁP GIẢI PHÁP GIẢI PHÁP Phụ lục 2: Các tập vận dụng Phụ lục 3: Đề kiểm tra sau tác động Phụ lục 4: Kết kiểm tra trước sau tác động 02 03 03 03 04 04 05 05 05 06 06 06 06 07 07 07 08 08 08 10 11 11 11 16 19 23 26 28 30 I TÓM TẮT ĐỀ TÀI Chương chất khí nội dung quan trọng phần nhiệt học chương trình lớp 10 nâng cao đó, quy luật biến đổi chất khí không tuân theo định luật học Niutơn mà học sinh thường gặp Do đó, việc lĩnh hội kiến thức chương học sinh không dễ dàng, đặc biệt tập biểu diễn q trình biến đổi chất khí hệ tọa độ khác Học sinh giải tập loại cịn lúng túng gặp nhiều khó khăn việc phân biệt dạng đồ thị, cách chuyển đồ thị sang hệ tọa độ khác gọi tên q trình biến đổi chất khí đồ thị Từ khó khăn mà dạy 59 :”Áp dụng nguyên lý I nhiệt động lực học cho khí lí tưởng” -sách giáo khoa vật lí 10 nâng cao -nhiều em học sinh lại gặp khó khăn Đó lý tơi chọn thực đề tài: “Sử dụng tập đồ thị nâng cao kết học tập chương chất khí cho học sinh lớp 10 nâng cao” Nghiên cứu tiến hành hai lớp tương đương lớp 10A4 lớp 10A3 trường THPT Yên Định Lớp 10A3 lớp thực nghiệm, lớp 10A4 lớp đối chứng Lớp thực nghiệm 10A3 dạy sử dụng tập đồ thị chất khí Trong đề tài, phần nghiên cứu đưa sơ đồ để ghi nhớ kiến thức giúp em học sinh hiểu sâu kiến thức để nhớ xác lâu, tiếp tơi đưa phương pháp vẽ đồ thị vào phương trình hàm số, dạng tập phương pháp giải tương ứng, tập vận dụng phương pháp cuối tập tự luyện nhằm giúp em có kĩ giải tập Kết sau: Trước tác động điểm trung bình mơn học kỳ I lớp thực nghiệm 7,3; lớp đối chứng 7,1 Giá trị phép kiểm chứng T-test p = 0,133709 > 0,05 (hai lớp coi tương đương) Sau tác động điểm trung bình kiểm tra lớp thực nghiệm 8,1; lớp đối chứng 7,2 Như vậy, lớp thực nghiệm có kết cao lớp đối chứng Kết kiểm tra T-test cho thấy p = 0,00000061 < 0,05 có nghĩa có khác biệt lớn kiểm tra lớp thực nghiệm đối chứng Điều chứng tỏ việc sử dụng tập đồ thị làm tăng kết ôn luyện vận dụng kiến thức chương chất khí cho học sinh lớp lý 10 ban KHTN II GIỚI THIỆU HIỆN TRẠNG Khi giảng dạy chương chất khí lớp 10 tơi nhận thấy hầu hết em học sinh lúng túng làm tập chất khí phần có nhiều dạng tập, có nhiều cơng thức cần nhớ việc áp dụng cơng thức tốn học tương đối phức tạp, dễ nhầm lẫn Trong đó, khó khăn lớn em việc xác định toán thuộc dạng để đưa phương pháp giải phù hợp cho việc giải tốn Trong q trình giảng dạy, tơi nhận thấy học sinh thường biết làm tập đơn giản, tập yêu cầu phải có khả phân tích đề tư duy, nhớ lâu xác kiến thức để vận dụng cịn nhiều hạn chế Các tập đồ thị chất khí viết không nhiều Tuy vậy, số tài liệu chủ yếu viết cho học sinh giỏi tự đọc hiểu vấn đề áp dụng vào tập khác, đa số học sinh việc tự nghiên cứu tài liệu để nắm kiến thức vơ khó khăn chính, hay nhầm lẫn kiến thức, chưa hiểu rõ mối liên hệ công thức đặc biệt học sinh khó nhớ GIẢI PHÁP THAY THÊ Để giúp cho học sinh dễ dàng nắm kiến thức vận dụng tốt phương pháp giải toán đề thi thuộc chương chất khí nên tơi thực đề tài Thực tế giảng dạy nhiều khóa học sinh, tơi nhận thấy vấn đề em học sinh hay mắc phải học có hiểu, để nhớ kiến thức lâu hiểu rõ logic liên quan học em chưa làm tốt Chương chất khí có phương trình diễn tả biến đổi chất khí nên tơi trọng sử dụng tập đồ thị chất khí để diễn tả q trình biến đổi chất khí Việc sử dụng phương pháp hướng tới nhiều mục đích: rèn luyện kỹ vẽ đọc đồ thị, kỹ tư logic hiểu diễn biến trình, điều quan trọng kỹ ghi nhớ kiến thức phương trình cla-pê-rơn -Menâã-lê-ép, phương trình trạng thái khí lí tưởng, phương trình diễn tả định luật chất khí Việc sử dụng tập đồ thị tạo hiệu cao tiết kiệm thời gian trình làm tập chương chất khí Từ nâng cao chất lượng kiểm tra, tạo hứng thú học tập cho học sinh 3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Giúp em học sinh hiểu vận dụng tốt kiến thức giải thông thạo dạng tập tập chất khí có kĩ tốt việc làm tập phần nhiệt học Tìm cho phương pháp để tạo khơng khí hứng thú lơi nhiều học sinh tham gia giải tập môn vật lý, đồng thời giúp em đạt kết cao kỳ thi Đưa phương pháp chung để giải số dạng tập Việc nghiên cứu đề tài nhằm giúp học sinh củng cố kiến thức, rèn luyện phương pháp giải loại tập, nâng cao chất lượng học tập môn vật lý GIẢ THIÊT NGHIÊN CỨU Sử dụng tập đồ thị chất khí làm nâng cao chất lượng học tập chương chất khí cho học sinh lớp 10 ban KHTN III PHƯƠNG PHÁP KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU Tôi lựa chọn học sinh lớp 10A3 lớp 10A4 trường THPT Yên Định để nghiên cứu hai lớp có lực học tương đương nhau, kết điểm trung bình mơn học kì I gần tương đồng Cả hai lớp giảng dạy Đề tài nghiên cứu sử dụng tập đồ thị giải số tập chương chất khí thuộc chương trình lớp 10 nâng cao THIÊT KÊ - Xác định đối tượng học sinh áp dụng đề tài - Trình bày kiến thức sở sách giáo khoa định luật phương trình chất khí - Phương pháp suy luận tìm kiến thức liên quan đến dạng tập đồ thị chất khí - Đưa tập áp dụng dạng để học sinh luyện tập - Kiểm tra tiếp thu học sinh đề ôn luyện - Đánh giá, đưa điều chỉnh phương pháp cho phù hợp đối tượng học sinh - Chọn lớp 10A3 làm lớp thực nghiệm, lớp 10A4 lớp đối chứng Tơi dùng điểm trung bình mơn học kì I-mơn Vật lý làm kiểm tra trước tác động Kết cho thấy điểm trung bình hai nhóm có khác nhau, chúng tơi dùng phép kiểm chứng T- test để kiểm chứng chênh lệch trung bình điểm số hai nhóm trước tác động Bảng so sánh điểm trung bình kiểm tra trước tác động Nhóm Số HS Giá trị trung bình Thực nghiệm 45 7,3 Đối trứng 46 7,1 Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn( SMD) Độ lệch chuẩn (SD) 0,792 0,866 0,304 p 0,134 Ta thấy p = 0,134 > 0,05 nên chênh lệch điểm số trung bình hai nhóm khơng có ý nghĩa, hai nhóm coi tương đương Kiểm tra trước sau tác động với nhóm tương tương Kiểm tra trước Kiểm tra sau Nhóm Tác động tác động tác động Sử dụng tập đồ thị Thực nghiệm 01 03 chất khí Khơng sử dụng tập đồ Đối chứng 02 04 thị chất khí Dùng phép kiểm chứng T-test độc lập QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU a Sự chuẩn bị giáo viên: - Lớp 10A4 (lớp đối chứng): Dạy theo phương pháp thông thường - Lớp 10A3 (lớp thực nghiệm): Giáo viên biên soạn tài liệu phương pháp đồ thị có hướng dẫn cụ thể phương pháp cách làm, sau giáo viên lên lớp giảng dạy cho học sinh nội dung tập phương pháp, tập cho em tự làm để nắm vững phương pháp b Tiến hành dạy thực nghiệm: - Dạy lớp theo phân phối chương trình - Dạy thêm buổi chiều trường buổi/tuần ĐO LƯỜNG - Trước tác động: tơi lấy điểm trung bình mơn học kỳ I làm xác định nhóm tương đương - Bài kiểm tra sau tác động kiểm tra biên soạn gồm số tập đồ thị chất khí (xem phụ lục) - Tiến hành kiểm tra chấm IV PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ KÊT QUẢ TRÌNH BÀY KÊT QUẢ: Bảng so sánh điểm trung bình kiểm tra sau tác động Thực nghiệm Đối chứng Điểm trung bình 8,1 7,2 Độ lệch chuẩn 0,821 0,673 Giá trị p T- test 0,00000061 Chênh lệch giá trị trung 1,263 bình ch̉n( SMD) PHÂN TÍCH DỮ LIỆU Như chứng minh: kết nhóm trước tác động tương đương Sau tác động kiểm chứng chênh lệch điểm trung bình t-test cho kết p=0,00000061 < 0,05 Đây kết có ý nghĩa, tức chênh lệch kết điểm trung bình nhóm thực nghiệm cao nhóm đối chứng khơng phải ngẫu nhiên mà kết tác động 8,1 − 7, Giá trị SMD = 0, 673 =1,263 theo bảng tiêu chí Cohen cho thấy mức độ ảnh hưởng dạy học có sử dụng tài liệu tự học đến kết lớn Như vậy, giả thuyết đề tài kiểm chứng BÀN LUẬN - Điểm trung bình kiểm tra sau tác động nhóm thực nghiệm là 8,1; nhóm đối chứng 7,2 Chứng tỏ điểm trung bình hai lớp có khác rõ rệt Lớp thực nghiệm có điểm cao lớp đối chứng - Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn (SMD) hai kiểm tra 1,263 Chứng tỏ biện pháp tác động có ảnh hưởng lớn đến kết - Phép kiểm chứng T-test điểm trung bình kiểm tra sau tác động hai lớp 10A3 10A4 p = 0,00000061 < 0,05 Kết khẳng định chênh lệch điểm trung bình hai nhóm nhẫn nhiên mà kết tác động HẠN CHÊ Để sử dụng phương pháp đồ thị chất khí địi hỏi học sinh phải tìm tịi tự học tự nghiên cứu dựa hướng dẫn giáo viên Để giải tốt tập chương chất khí địi hỏi học sinh phải có kĩ kiến thức vững vàng Giáo viên phải hướng dẫn em cách cẩn thận tỉ mỉ V KÊT LUẬN VÀ KHUYÊN NGHI KÊT LUẬN Sử dụng phương pháp đồ thị chất khí giúp em làm tập cách hiệu thời gian ngắn đạt kết cao Kiến thức học sinh chương chất khí ngày củng cố phát triển sau nắm vững sau vận dụng tập đồ thị chất khí.Qua thời gian giảng dạy tơi thấy với việc phân loại tập giúp học sinh có nhìn đắn hứng thú học chương chất khí Các em khơng cịn túng túng bỡ ngỡ gặp tập này: - Học sinh biết cách biểu diễn đẳng q trình biến đổi chất khí chọn dạng phương trình cần để áp dụng - Học sinh lĩnh hội phương pháp biểu diễn trình biến đổi chất khí hệ tọa độ khác nhau, xác định chiều diễn biến gọi tên trình tương ứng - Học sinh biết cách chứng minh so sánh thông số trạng thái chất khí đồ thị - Học sinh hệ thống công thức dạng đồ thị diễn tả định luật thực nghiệm, từ khắc sâu nhớ lâu nội dung kiến thức Thực tế giảng dạy cho thấy việc sử dụng phương pháp đồ thị học sinh hiểu áp dụng phương pháp giải tập tương đối dễ dàng, xác Tuy nhiên, chắc chắn đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót cách phân dạng cách giải tập minh họa Rất mong nhận nhận xét, góp ý bạn đồng nghiệp để đề tài ngày hoàn chỉnh, đóng góp vào kho phương pháp giải tập vật lý hay có hiệu KHUYÊN NGHI Giáo viên thường xuyên tự học, tự bồi dưỡng để nâng cao trình độ chun mơn Dạy học kết hợp sử dụng phương pháp đồ thị để tạo cho học sinh thói quen ghi nhớ làm tập chương chất khí Đề tài thử nghiệm trường phổ thơng, xong việc áp dụng cịn phạm vi hẹp Do vậy, để đề tài kiểm nghiệm mang lại hiệu thiết thực cần thử nghiệm phạm vi rộng hơn, Mặc dù cố gắng nhiều đề tài đạt kết định, xong chắc chắn khơng tránh khỏi thiếu xót, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô tổ vật lý trường THPT Yên Định nói riêng bạn đồng nghiệp nói chung Xin trân trọng cảm ơn! Thanh Hóa, ngày 16 tháng 05 năm 2013 Xác nhận thủ trưởng đơn vị Người viết Tôi xin cam đoan NCKHSPƯD viết, khơng chép nội dung người khác Nguyễn Văn Tường VI TÀI LIỆU THAM KHẢO Vật Lí 10 Nâng cao - Nguyễn Thế Khơi, Phạm Quý Tư, Lê Trọng Tường, Lương Tất Đạt, Lê Chân Hùng, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Đình Thiết, Bùi Trọng Tuân - Sách giáo khoa Nhà xuất GD - 2006 Bài tập vật lí 10 Nâng cao - Lê Trọng Tường, Lương Tất Đạt, Lê Chân Hùng, Phạm Đình Thiết, Bùi Trọng Tuân - Nhà xuất GD - 2006 Giải tốn Vật lí 10 - Tập 2- Bùi Quang Hân, Trần Văn Bồi, Phạm Ngọc Tiến, Nguyễn Thành Tương - Nhà xuất GD - 1999 Tuyển tập đề thi Olympic 30 - vật lý 11 lần thứ VIII - 2002 - Sở GD -ĐT Thành Phố HCM -Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nhà xuất GD 2012 VII PHỤ LỤC CỦA ĐỀ TÀI Phụ lục 1: Các giải pháp thực đề tài Giải pháp 1: Biểu diễn đẳng q trình biến đổi chất khí sang hệ khác 10 lanh có píttơng kín cho lượng khí heli biến đổi chậm chạp từ trạng thái tích V1 = 32 lit , P1 = 4, 1atm sang trạng thái tích V2= 9lit , P2 = 15, 5atm Hỏi nhiệt độ lớn mà khí đạt bao nhiêu? cho biết q trình biến đổi chất khí hình vẽ Hướng dẫn Áp suất P hàm bậc thể tích V P = aV + b (1) Theo giả thiết, ta có: P1 = aV1 + b 4,1 = a.32 + b a = -0,5 P2 = aV2 + b → 15,5 = a.9 + b → b = 20 Mặt khác, ta có: m PV = µ RT = const.T T Từ (1) (2) suy ra: Tmax aV2 + bV = const.T hay: T = f (V) Đồ thị phương trình (3) đoạn parabol qua gốc tọa độ, bề lõm quay xuống Khi đạt nhiệt độ lớn chiếm: Thể tích: Vmax = (2) (3) V2 V1 P −b = 20l 2a áp suất: Pmax = aVmax + b = 10atm Vậy Tmax = Pmax Vmax µ = 490 K mR Giải pháp 3: Sử dụng đồ thị so sánh thông số trạng thái cách vẽ thêm đẳng trình pV 3.1 Cơ sở lý thuyết: Phương trình trạng thái khí lí tưởng: = const T 18 Sử dụng hệ số góc, xác định độ dốc 3.1.1 Quá trình đẳng nhiệt : P= P T const V + Quá trình đẳng nhiệt T1: T2 T const a P= = V V + Quá trình đẳng nhiệt T2: P= T1 V T2 const a = V V Nếu T2 > T1 → a2 > a1 → đồ thị T2 T1 (hình vẽ) 3.1.2 Q trình đẳng tích : P= const T V + Q trình đẳng tích V1: V1 P V2 const P = V T = b1.T + Q trình đẳng tích V2: const P = V T = b2.T T Nếu V2 > V1 → b2 < b1 → đồ thị V2 V1(hình vẽ) 3.1.3 Quá trình đẳng áp: V= const T p + Quá trình đẳng áp P1: V= P1 V P2 const T = c1.T p1 + Quá trình đẳng áp P2: const V = p T = c2.T T Nếu P2 > P1 → c2 < c1 → đồ thị P2 P1(hình vẽ) 3.2 áp dụng giải dạng toán 3.2.1 Bài toán ví dụ 1: Hình bên biểu diễn đường đẳng nhiệt lượng khí ứng với nhiệt độ khác T1, T2 CMR T1 < T2 P T2 T1 V 19 Hướng dẫn Cách 1: Sử dụng dạng phương trình tốn học pV T const a = const →P = = T V V T const a + Đường đẳng nhiệt T1: P = = V V T const a + Đường đẳng nhiệt T2: P = = V V Phương trình trạng thái: Vì đường T2 T1 → a2 > a1 →T2.const >T1.const → T2 > T1 (đpcm) Cách 2: - Vẽ đường đẳng tích cắt hai đường đẳng nhiệt I II (hình vẽ) Khi p T 1 đó, ta có: p = T < (vì Pv < P2) 2 → T1 < T2 (đpcm) V1 P 3.2.2 Bài tốn ví dụ 2: Hình bên biểu diễn đường đẳng tích lượng khí ứng với thể tích V1,V2 CMR: V2 > V1 V2 T Hướng dẫn Cách 1: pV const = const → P = T = b.T T V const + Đường đẳng tích V1: P = V T = b1.T (b: hệ số góc) Phương trình trạng thái: const + Đường đẳng tích V2: P = V T = b2.T const Vì đường V1 V2 → b1 > b2 → V const > V → V2 > V1 (đpcm) Cách 2: - Vẽ đường đẳng nhiệt cắt đường đẳng tích I II Khi đó, ta có: p1 V2 = > (vì Pv > P2) p2 V1 V → V2 > V1 (đpcm) 20 T 3.2.3 Bài toán ví dụ 3: (Trích đề thi học sinh giỏi lớp 12 năm học 2003-2004) Đồ thị hình bên mơ tả chu trình khí lí tưởng Hãy chu trình: - Các điểm đồ thị ứng với áp suất lớn nhất, nhỏ - Các đoạn đồ thị ứng với áp suất tăng, giảm không đổi Hướng dẫn - Xét điểm M đồ thị, vẽ đường đẳng áp OM (PM) V VM Hệ số góc đường thẳng OM là: tg α M = T M PA - Từ phương trình trạng thái khí lí tưởng, Ta có: PM A pM VM = const TM M1 M2 const const →PM = VM = tanα (*), 00 < α M < 900 M TM PB B T - Từ gốc tọa độ O ta kẻ tiếp tuyến với đồ thị: OA OB α B ≤ α M ≤ α A →tg α B ≤ tg α M ≤ tg α A Khi âoï: →PB ≥ PM ≥ PA →Pmax = PB , Pmin = PA - Hai tiếp tuyến chia vòng tròn thành cung + cung AM1B, chiều biến đổi trình A →M1→B: α giảm → P tăng \ từ (*) + cung BM2A, chiều biến đổi trình B →M2→A: α tăng → P giảm \ từ (*) 3.2.4 Bài tốn ví dụ 4: V Hai xy lanh chứa hai loại khí có khối lượng mol µ1 , µ1 µ khác khối lượng m, áp suất chúng Quá trình biến đổi đẳng áp biểu diễn đồ thị hình vẽ So sánh khối lượng mol µ1 µ2 Hướng dẫn Từ T1 vẽ đường thẳng song song OV, cắt O µ1 , O T O µ2 A B V Áp dụng phương trình cla-pê-rơn -Men-đê-lê-ép vị trí A B: V2 V1 O µ2 µ1 B µ2 A T1 T 21 m  RT1  µ1 µ1 V2  = > → µ1 > µ → µ2 V1 m  p2V2 = RT2  µ2  p1V1 = 3.2.5 Bài tốn ví dụ : Một xy lanh chứa khí bị hở nên khí vào xy lanh chậm Khi áp suất p khơng đổi, thể tích V biến thiên theo T đồ thị hình vẽ Hỏi lượng khí xy lanh tăng hay giảm V O T Hướng dẫn Từ T1 vẽ đường thẳng song song OV cắt O1 A, cắt O2 B hình vẽ m1  RT  µ m1 V1  = > → m1 > m2 → m2 V2 m2 p2V2 = RT   µ  p1V1 = V A V1 V2 O B T1 T Giải pháp 4: Sử dụng đồ thị so sánh cơng nhiệt chất khí trao đổi trình biến đổi trạng thái 22 4.1 Cơ sở lý thuyết: Biểu thức nguyên lý I NĐLH: ∆U = A + Q A = − A, = −∑ ∆A = −∑ p (∆V ) U = f (T ) P(pa) Khi đơn vị P(pa) , V(m ) cơng A (J) Chất khí dãn nở sinh cơng A V1) So sánh cơng khí thực trình: a) Đẳng áp b) Đẳng nhiệt c) Dãn đẳng áp đẳng nhiệt d) Dãn đẳng nhiệt đẳng áp Hướng dẫn P M N P P M V1 V2 V V1 V2 M N N N P M V 0 V1 V2 23 V1 V2 V V Vận dụng kiến thức A = Diện tích MNV2V1, ta có: Aa > Ac > Ad > Ab 4.2.2 Bài tốn ví dụ 2: Một lượng khí lí tưởng khơng đổi trạng thái tích V 1, áp suất p1, dãn đẳng nhiệt đến trạng thái tích V = 2V1 Sau dãn đẳng áp sang trạng thái tích V3 = 3V1 a) Vẽ đồ thị biểu diễn trình hệ p - V b) Dùng đồ thị để so sánh công khí q trình c) Vận dụng ngun lí I NĐLH phân tích thay đổi nội nhiệt lượng chất khí trao đổi với mơi trường Hướng dẫn a) Vẽ đồ thị P b) Căn diện tích hình, ta có A12 > A23 p1 c) *Xét trình đẳng nhiệt 1-2: T1 = T2 → U1 = U → ∆U = P2 V2 > V1: chất khí sinh công nên A = -A, < Theo nguyên lý I NĐLH: = A + Q → Q = − A > 0 (chất khí nhận nhiệt lượng từ bên ngồi) V1 *Xét q trình đẳng áp 2-3: V2 > V1 → chất khí sinh cơng nên A = -A, < V2 > V1 → T2 > T1 → U2 > U1 → ∆U > : nội chất khí tăng Theo nguyên lý I NĐLH: ∆U = A + Q → Q = − A + ∆U > : (chất khí nhận nhiệt lượng từ bên ngồi) 4.2.3 Bài tốn ví dụ 3: Có 1,4 mol chất khí lí tưởng nhiệt độ 300K P(pa) Đun nóng khí đẳng áp đến nhiệt độ 350K, nhiệt lượng P2 cung cấp cho khí trình náy là 1000J Sau khí làm lạnh đẳng tích đến nhiệt độ nhệt V2 V3 V P3 24 O V1 V(m3) độ ban đầu cuối khí đưa trở trạng thái ban đầu trình nén đẳng nhiệt a) Vẽ đồ thị chu trình hệ tọa độ p - V b) Tính cơng A, mà khí thực q trình đẳng áp c) Tính độ biến thiên nội khí trình chu trình d) Tính nhiệt lượng mà khí nhận trình đẳng têch Hướng dẫn a) Vẽ đồ thị b) Tính cơng A, khí thực trình đẳng áp A, = p (V2 − V1 ) = M R (T2 − T1 ) = ν R (T2 − T1 ) µ =1,4.8,31.(350-300) = 581,7 (J) c) Tính độ biến thiên nội khí trình chu trình Áp dụng nguyên lý I NĐLH: ∆U = A + Q = − A, + Q (A = - A, ) * Độ biến thiên nội trình đẳng áp: ∆U 21 = A + Q = − A, + Q = - 581,7 + 1000 = 418,3 (J) ∆U 21 = f (T2 ) − f (T1 ) = 418,3 (J) * Độ biến thiên nội trình đẳng tích: ∆U 32 = A + Q = − A, + Q = + Q ∆U 32 = f (T3 ) − f (T2 ) = f (T1 ) − f (T2 ) = - 418,3 (J) (T3 = T1: đẳng nhiệt) * Độ biến thiên nội trình đẳng nhiệt: ∆U13 = f (T1 ) − f (T3 ) = f (T1 ) − f (T3 ) = (T3 = T1: đẳng nhiệt) d) Tính nhiệt lượng mà khí nhận q trình đẳng têch ∆U 32 = A + Q = − A, + Q = + Q → Q = ∆U 32 = - 418,3 J < → Chất khí nhả (truyền) nhiệt lượng bên ngồi Phụ lục 2: Các tập vận dụng Bài tập vận dụng 1: T Hình bên đồ thị biểu diễn trình biến đổi trạng thái lượng khí hệ (T,V) Hãy: 25 V a, Mơ tả q trình biến đổi trạng thái lượng khí b, Biểu diễn q trình biến đổi chất khí hệ (V,P) (P,T) Bài tập vận dụng 2: Một lượng khí lí tưởng trạng thái 1có thể tích V = 1lít, áp suất p1 = 1atm, dãn đẳng nhiệt đến trạng thái tích V = 2lít Sau người ta làm lạnh khí đến trạng thái có áp suất khí giảm nửa, cịn thể tích khơng đổi Cuối khí dãn đẳng áp sang trạng thái tích V4 = 3V1 a) Vẽ đồ thị biểu diễn trình hệ p - V b) Dùng đồ thị để so sánh công khí q trình p Bài tập vận dụng 3: nung nóng khối khí, áp suất p thay đổi theo T biểu diễn đồ thị hình bên Hãy cho biết trình khí bị nén hay dãn O T Bài tập vận dụng 4: Trên đồ thị (p,V) hình bên, biểu diễn q trình kín thực n mol khí lí tưởng Các đoạn cong 2-3 4-1 biểu p diễn trình đẳng nhiệt, đoạn 1-2 3-4 qua gốc O a) Biểu diễn q trình biến đổi khí lí tưởng đồ thị (T,V) b) Cho V1, V2 = V4 = V Tìm V3 Bài tập vận dụng 5: Một khối khí đựng Xy lanh Cho khối O V1 V2 V3 V khí biến đổi đẳng tích từ nhiệt độ T = 133K đến nhiệt độ T2 = 187K, xong biến đổi đẳng áp tới nhiệt độ T3 = 312K cuối dãn đẳng nhiệt tới thể tích V = 7lít Thể tích áp suất ban đầu khí là: V1 = 3lít, p1 = 1,01.105 N/m2 26 a) Xác định áp suất trạng thái sau b) Vẽ đồ thị áp suất p theo thể tích V c) Biết giai đoạn cuối (dãn đẳng nhiệt) khí nhận nhiệt lượng Q = 238J Tính cơng giai đoạn biến đổi so sánh công d) Tìm lại kết so sánh hình vẽ Bài tập vận dụng 6: Cho đồ thị biểu diễn q trình biến đổi khí lí tưởng hình vẽ a) Vẽ đồ thị biểu diễn trình biến đổi hệ tọa độ (p, V) b) Ở chu trình cơng thực lớn hơn, nhiệt lượng thu vào hay tỏa lớn V V2 V1 O T1 T2 Phụ lục 3: Đề kiểm tra sau tác động M· §Ị Câu 1(3 điểm): Định luật Bô-lơ-ma-ri-ốt 27 T a Nêu nội dung viết biểu thức định luật b Giải thích định luật thuyết động học phân tử chất khí Câu 2(3điểm): Một bình có dung tích 400 dm3 chứa khí hiđro nhiệt độ 170C,áp suất p = 105 Pa a Tính khối lượng khí Hiđro bình b Tính áp suất bình nửa lượng khí dùng nhiệt độ cịn 130C Cỏu 3(3õióứm ): Bióứu dióựn quaù trỗnh bióỳn õọứi chỏỳt khờ hỗnh 1trong hóỷ (V, P) vaỡ hỗnh hãû (P, T) T P Hỗnh Hỗnh V Cõu ( 1điểm) : So sánh áp suất p1 p2 Chuyển sang hệ (V,p) V V V ⇒ T p M· §Ị Câu 1(3điểm): Định luật Sác-lơ a Nêu nội dung viết biểu thức định luật b Giải thích định luật thuyết động học phân tử chất khí Câu 2(3điểm): Một bình có dung tích 20 lít chứa khí hiđro nhiệt độ 270C,áp suất p = 2.105 Pa a Tính khối lượng khí Hiđro bình b Tính áp suất bình nửa lượng khí dùng nhiệt độ 130C 28 Cáu (3điểm): Biãøu dióựn quaù trỗnh bióỳn õọứi chỏỳt khờ hỗnh hóỷ (V, P) vaỡ hỗnh hóỷ (V, T) T V Hỗnh 3 Hỗnh P P Cõu 4( 1im): So sánh thể tích V1 V2 Chuyển sang hệ (p,V) p p T V Phụ lục 4: Kết kiểm tra trước sau tác động Bảng so sánh điểm trung bình mơn học kỳ I nhóm trước tác động STT Nhóm thực nghiệm Điểm Nhóm đối chứng Điểm Cao Thị Vân Anh 7.4 Nguyễn Thị Lan Anh 7.1 Lưu Tuấn Anh 7.0 Phạm Đức Nam Anh 7.6 Nguyễn Thị Vân Anh 7.8 Trịnh Hải Anh 6.7 Nguyễn Thị Duyên 7.5 Trịnh Hoàng Anh 7.0 Trịnh Tùng Đạt 8.8 Phan Thị Ngọc Châm 7.4 Đoàn Minh Đức 8.1 Nguyễn Thị Minh Châu 6.5 Lê Thị Hạnh 7.0 Trịnh Hữu Chiến 7.5 Lê Thị Hiền 6.2 Nguyễn Văn Dương 6.0 Lê Thị Thu Hiền 6.8 Nguyễn Hoàng Đạt 8.4 10 Nguyễn Đăng Hiệu 7.9 Lê Thị Giang 6.7 11 Lê Thị Hoài 7.8 Nguyễn Minh Giang 7.2 12 Đỗ Thị Hồng 8.0 Phạm Thị Thu Hà 6.8 13 Lưu Diệu Hồng 8.0 Trịnh Bá Hà 7.7 14 Lê Văn Huy 7.9 Trịnh Thị Hà 6.8 29 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 Nguyễn Thị Thu Huyền Lưu Thị Hường Nguyễn Thị Nhật Lệ Nguyễn Thị Nhật Linh Phạm Thuỳ Linh Trần Thị Khánh Linh Trịnh Thị Linh Nguyễn Thị Luyến Trịnh Đình Mạnh Nguyễn Văn Nam Nguyễn Thị Ngọc Lê Thị Nam Oanh Nguyễn Thị Phương Nguyễn Thị Phượng Nguyễn Thị Quy Trịnh Hải Quỳnh Trịnh Xuân Tâm Nguyễn Thị Thanh Lê Thị Thảo Nguyễn T Phương Thảo Vũ Thị Thắm Lê Văn Thắng Lê Văn Thiện Trịnh Thị Thu Trịnh Thị Thu Lê Thị Hoài Thương Nguyễn Văn Toàn Trịnh Văn Tú Nguyễn Văn Tuấn Phan Văn Tuấn Lê Văn Vinh 7.4 7.8 8.4 7.9 8.9 6.6 6.0 5.8 6.4 6.4 6.9 6.0 6.5 6.2 5.8 7.2 8.2 8.2 7.7 7.8 7.6 7.7 7.3 6.8 7.2 7.6 7.3 7.4 6.8 6.7 8.4 Mốt Trung vị Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn Giá trị p Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn ( SMD) Lê Thị Hạnh Lê Thị Hằng Nguyễn Thị Hằng Trịnh Thị Nguyệt Hằng Lưu Thế Hiếu Phan Trung Hoan Trịnh Ngọc Huấn Lê Gia Hùng Trịnh Đức Hưng Phạm Thị Lan Hương Trịnh Thị Hương Lê Trung Kiên Lê Thị Anh Kim Lê Thị Linh Lưu Thị Thuỳ Linh Lưu Thị My Ly Phan Hồng Ngọc Trần Thị Ngọc Lê Minh Nguyệt Nguyễn Đăng Nhị Ngô Thị Như Phạm Thị Phương Trịnh Thị Phương Bùi Như Quỳnh Nguyễn Thị Thơm Nguyễn Thị Ngần Thu Trịnh Thị Thu Thuỷ Phạm Thị Thương Phạm Văn Trường Trịnh Xuân Tuấn Nguyễn Thị Tuyết Lại Thị Xuân 7.8 7.4 7.3 0.792465 6.8 7.3 8.1 7.3 7.8 6.1 8.8 5.5 5.5 7.2 8.1 6.1 7.3 6.3 7.0 7.0 5.3 7.8 7.7 5.3 6.2 8.8 7.0 7.9 7.7 7.8 8.3 6.5 7.0 6.7 6.7 6.0 7.0 7.0 7.1 0.866346 0.133709 0.303959 30 Bảng thống kê điểm kiểm tra đầu nhóm sau tác động: STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Nhóm thực nghiệm Cao Thị Vân Anh Lưu Tuấn Anh Nguyễn Thị Vân Anh Nguyễn Thị Duyên Trịnh Tùng Đạt Đoàn Minh Đức Lê Thị Hạnh Lê Thị Hiền Lê Thị Thu Hiền Nguyễn Đăng Hiệu Lê Thị Hoài Đỗ Thị Hồng Lưu Diệu Hồng Lê Văn Huy Nguyễn T.Thu Huyền Lưu Thị Hường Nguyễn Thị Nhật Lệ Nguyễn Thị Nhật Linh Phạm Thuỳ Linh Trần Thị Khánh Linh Trịnh Thị Linh Nguyễn Thị Luyến Trịnh Đình Mạnh Nguyễn Văn Nam Nguyễn Thị Ngọc Lê Thị Nam Oanh Điểm 8.0 9.0 8.0 8.0 9.0 8.0 9.0 8.0 9.0 9.0 8.0 8.0 9.0 8.0 8.0 8.0 9.0 9.0 8.0 8.0 9.0 8.0 6.0 6.0 9.0 8.0 Nhóm đối chứng Nguyễn Thị Lan Anh Phạm Đức Nam Anh Trịnh Hải Anh Trịnh Hoàng Anh Phan Thị Ngọc Châm Nguyễn T.Minh Châu Trịnh Hữu Chiến Nguyễn Văn Dương Nguyễn Hoàng Đạt Lê Thị Giang Nguyễn Minh Giang Phạm Thị Thu Hà Trịnh Bá Hà Trịnh Thị Hà Lê Thị Hạnh Lê Thị Hằng Nguyễn Thị Hằng Trịnh T Nguyệt Hằng Lưu Thế Hiếu Phan Trung Hoan Trịnh Ngọc Huấn Lê Gia Hùng Trịnh Đức Hưng Phạm Thị Lan Hương Trịnh Thị Hương Lê Trung Kiên Điểm 8.0 8.0 7.0 8.0 7.0 7.0 8.0 6.0 7.0 7.0 6.0 8.0 7.0 7.0 7.0 8.0 8.0 6.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 8.0 31 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 Nguyễn Thị Phương Nguyễn Thị Phượng Nguyễn Thị Quy Trịnh Hải Quỳnh Trịnh Xuân Tâm Nguyễn Thị Thanh Lê Thị Thảo Nguyễn Phương Thảo Vũ Thị Thắm Lê Văn Thắng Lê Văn Thiện Trịnh Thị Thu Trịnh Thị Thu Lê Thị Hoài Thương Nguyễn Văn Toàn Trịnh Văn Tú Nguyễn Văn Tuấn Phan Văn Tuấn Lê Văn Vinh 8.0 7.0 8.0 8.0 8.0 9.0 8.0 8.0 8.0 9.0 8.0 8.0 8.0 8.0 9.0 8.0 8.0 6.0 6.0 Mốt Trung vị Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn Giá trị p Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn ( SMD) 8.0 8.1 0.820815 Lê Thị Anh Kim Lê Thị Linh Lưu Thị Thuỳ Linh Lưu Thị My Ly Phan Hồng Ngọc Trần Thị Ngọc Lê Minh Nguyệt Nguyễn Đăng Nhị Ngô Thị Như Phạm Thị Phương Trịnh Thị Phương Bùi Như Quỳnh Nguyễn Thị Thơm Nguyễn Thị Ngần Thu Trịnh Thị Thu Thuỷ Phạm Thị Thương Phạm Văn Trường Trịnh Xuân Tuấn Nguyễn Thị Tuyết Lại Thị Xuân 8.0 7.0 8.0 7.0 5.0 7.0 7.0 7.0 8.0 7.0 8.0 8.0 7.0 7.0 7.0 8.0 8.0 8.0 7.0 7.0 7.0 7.2 0.672798 0,00000061 1,263022 32 ... 10A3 lớp thực nghiệm, lớp 10A4 lớp đối chứng Lớp thực nghiệm 10A3 dạy sử dụng tập đồ thị chất khí Trong đề tài, phần nghiên cứu đưa sơ đồ để ghi nhớ kiến thức giúp em học sinh hiểu sâu kiến thức. .. nhằm giúp học sinh củng cố kiến thức, rèn luyện phương pháp giải loại tập, nâng cao chất lượng học tập môn vật lý GIẢ THIÊT NGHIÊN CỨU Sử dụng tập đồ thị chất khí làm nâng cao chất lượng học. .. học sinh lại gặp khó khăn Đó lý chọn thực đề tài: ? ?Sử dụng tập đồ thị nâng cao kết học tập chương chất khí cho học sinh lớp 10 nâng cao? ?? Nghiên cứu tiến hành hai lớp tương đương lớp 10A4 lớp 10A3