Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm hỗ trợ quá trình dạy học các chương “Chất khí” và “Cơ sở của nhiệt động lực học”, Vật lí 10 ban Cơ bản

Header Page of 166 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Phan Minh Tiến XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM HỖ TRỢ QUÁ TRÌNH DẠY HỌC CÁC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VÀ “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC”, VẬT LÝ 10 BAN CƠ BẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh- 2012 Footer Page of 166 Header Page of 166 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Phan Minh Tiến XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM HỖ TRỢ QUÁ TRÌNH DẠY HỌC CÁC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VÀ “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC”, VẬT LÝ 10 BAN CƠ BẢN Chuyên ngành: LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC MÔN VẬT LÝ Mã số: 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN LÂM DUY Thành phố Hồ Chí Minh- 2012 Footer Page of 166 Header Page of 166 i LỜI CẢM ƠN Trong trình thực hoàn thành luận văn này, tác giả nhận quan tâm giúp đỡ lớn từ quý Thầy cô, đồng nghiệp gia đình Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến: Thầy TS Nguyễn Lâm Duy – người trực tiếp hướng dẫn mặt chuyên môn, tận tâm dạy, truyền đạt kinh nghiệm động viên giúp đỡ vượt qua khó khăn suốt trình thực luận văn Thầy TS Nguyễn Mạnh Hùng – người gợi ý phương hướng nghiên cứu, đóng góp ý kiến động viên từ ngày đầu thực luận văn Quý Thầy cô trường Đại học Sư phạm TP.HCM thầy cô thỉnh giảng nhiệt tình giảng dạy giúp đỡ suốt trình học tập trường Quý Thầy cô phản biện hội đồng chấm luận văn đọc có nhận xét góp ý quý giá luận văn Quý Thầy cô, đồng nghiệp Khoa Vật lý - Trường Đại học Sư phạm TP HCM tạo điều kiện thuận lợi sở vật chất để thực nghiên cứu phục vụ cho luận văn Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình bạn bè sát cánh bên thời gian học tập, động viên, ủng hộ hỗ trợ mặt để hoàn thành luận văn điều kiện tốt Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2012 PHAN MINH TIẾN Footer Page of 166 Header Page of 166 ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ viii MỞ ĐẦU .1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài 3 Giả thuyết đề tài Nhiệm vụ cần nghiên cứu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu .4 Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu .5 1.2 Những vấn đề lí luận thí nghiệm Vật lý 1.2.1 Một số khái niệm 1.2.1.1 Khái niệm trực quan 1.2.1.2 Khái niệm phương tiện trực quan 1.2.1.3 Khái niệm phương tiện dạy học 1.2.1.4 Khái niệm phương tiện giáo dục 1.2.1.5 Khái niệm thiết bị dạy học 1.2.1.6 Khái niệm hiệu 1.2.1.7 Khái niệm hiệu sử dụng thiết bị dạy học 1.2.1.8 Khái niệm chất lượng dạy học 1.2.2 Thí nghiệm Vật lý 10 1.2.3 Vai trò thí nghiệm dạy học Vật lý 14 1.2.3.1 Vai trò thí nghiệm Vật lý dạy học truyền thống 14 Footer Page of 166 Header Page of 166 iii 1.2.3.2 Vai trò thí nghiệm Vật lý theo lí luận dạy học đại 15 1.2.4 Xây dựng sử dụng thí nghiệm đơn giản dạy học Vật lý trường phổ thông 18 1.2.4.1 Khái niệm “thí nghiệm đơn giản” 18 1.2.4.2 Ý nghĩa việc xây dựng sử dụng thí nghiệm đơn giản dạy học Vật lý .19 1.2.4.3 Các yêu cầu việc xây dựng thí nghiệm đơn giản 21 1.2.4.4 Các khả năng, hình thức sử dụng thí nghiệm đơn giản dạy học Vật lý .22 1.2.4.5 Vị trí thí nghiệm đơn giản tiến trình dạy học giải vấn đề 22 1.2.4.6 Hướng dẫn học sinh tự làm dụng cụ thí nghiệm đơn giản .24 1.2.5 Qui trình xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học Vật lý 25 1.2.5.1 Qui trình xây dựng thiết bị thí nghiệm dạy học Vật lý 25 1.2.5.2 Qui trình sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học Vật lý .27 1.3 Sử dụng thiết bị thí nghiệm Vật lý trong trình dạy học 32 1.3.1 Những vấn đề chung .32 1.3.2 Sử dụng thiết bị theo tinh thần dạy học nêu vấn đề 35 1.3.2.1 Yêu cầu tình có vấn đề 35 1.3.2.2 Cách tạo mâu thuẫn 36 1.3.2.3 Cách tạo hứng thú 37 1.3.3 Thí nghiệm biểu diễn 41 1.3.3.1 Lĩnh vực sử dụng có hiệu 41 1.3.3.2 Yêu cầu thí nghiệm biểu diễn .42 1.3.3.3 Phương pháp biểu diễn thí nghiệm 44 1.4 Kết luận 45 Footer Page of 166 Header Page of 166 iv CHƯƠNG II: XÂY DỰNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM Ở CÁC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VÀ “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC”, VẬT LÝ 10, BAN CƠ BẢN 47 2.1 Nội dung kiến thức, kĩ thí nghiệm chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” 47 2.2 Tình hình dạy học chương “Nhiệt học” “Cơ sở nhiệt động lực học” 49 2.2.1 Nội dung điều tra 49 2.2.2 Phương pháp điều tra 49 2.2.3 Kết điều tra .50 2.2.3.1 Thực trạng thiết bị thí nghiệm chương “Nhiệt học” “Cơ sở nhiệt động lực học” trường THPT khảo sát 50 2.2.3.2 Về phương pháp dạy giáo viên 51 2.2.3.3 Về phương pháp học khó khăn, sai lầm học sinh 51 2.2.3.4 Nguyên nhân gây nên khó khăn học sinh biện pháp khắc phục 53 2.3 Xây dựng thiết bị thí nghiệm để hỗ trợ trình dạy học chương “Nhiệt học” “Cơ sở nhiệt động lực học” .54 2.3.1 Các thí nghiệm minh họa thuyết động học phân tử chất khí 54 2.3.1.1 Thí nghiệm 1: Quan sát chuyển động Brao chất lỏng 54 2.3.1.2.Thí nghiệm 2: Dụng cụ điều chỉnh rượu chảy Hê-rôn 58 2.3.1.3 Thí nghiệm 3: Chứng minh chuyển động phân tử khí, áp suất chất khí phụ thuộc vào nhiệt độ 59 2.3.2 Các thí nghiệm định tính định lượng định luật chất khí 60 2.3.2.1 Định luật Sác-lơ .60 2.3.2.2 Định luật Gay Luy-xắc .65 2.3.3 Xây dựng mô hình động Stirling 67 2.3.3.1 Giới thiệu động Stirling .67 2.3.3.2 Nguyên lí hoạt động động Stirling .68 Footer Page of 166 Header Page of 166 v 2.3.3.3 Xây dựng động Stirling từ vỏ lon, chai nhựa vật liệu đơn giản 69 2.4 Soạn thảo tiến trình dạy học số chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học”có sử dụng thí nghiệm thiết bị thí nghiệm xây dựng 72 2.4.1 Logic hình thành kiến thức chương .72 2.4.2 Tiết 1: Thuyết động học phân tử chất khí .74 2.4.3 Tiết 2: Quá trình đẳng tích Định luật Sác-lơ 82 2.4.4 Tiết 3-4-5: Các nguyên lý nhiệt động lực học 90 2.4.5 Kết luận 99 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 100 3.1 Mục đích, đối tượng phương pháp thực nghiệm sư phạm 100 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 100 3.1.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 100 3.1.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 100 3.2 Phân tích đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 102 3.2.1 Các tiêu chí đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 102 3.2.2 Phân tích diễn biến học thực nghiệm sư phạm 103 3.3 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm .106 3.3.1 Xử lí kết học tập học sinh lớp thực nghiệm 106 3.3.2 Xử lí kết học tập lớp thực nghiệm lớp đối chứng .109 KẾT LUẬN .116 KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG MỞ RỘNG ĐỀ TÀI 118 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ .119 TÀI LIỆU THAM KHẢO .120 PHỤ LỤC 123 Footer Page of 166 Header Page of 166 vi DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐHSP Đại học Sư phạm SGK Sách giáo khoa SPSS Statistical Products for the Social Services (phần mềm chuyên ngành thống kê) THPT Footer Page of 166 Trung học phổ thông Header Page of 166 vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 So sánh thí nghiệm Vật lý nhà nghiên cứu thí nghiệm Vật lý học sinh………………………………………………………………………….…11 Bảng 2.1 Bảng nội dung thuyết trình động Stirling……………… 96 Bảng 2.2 Tiêu chí đánh giá nhóm ……………………………………………… 97 Bảng 3.1 Bảng thống kê điểm kiểm tra trình (kiểm tra 15 phút) điểm kiểm tra tiết lớp đối chứng lớp thực nghiệm ……………………………….107 Bảng 3.2 Bảng phân bố tần suất lớp thực nghiệm………………………… 107 Bảng 3.3 Bảng phân bố tần suất tích lũy kết học tập lớp thực nghiệm… …108 Bảng 3.4 Bảng phân bố tần suất kết kiểm tra tiết lớp đối chứng lớp thực nghiệm……………………………………………………………………….109 Bảng 3.5 Bảng phân bố tần suất tích lũy kết kiểm tra tiết lớp thực nghiệm lớp đối chứng………………………………………………………….109 Bảng 3.6 Bảng kết điểm trung bình độ lệch chuẩn xử lí từ phần mềm SPSS………………………………………………………………………………111 Bảng 3.7 Bảng kết kiểm định Mann-Whitney hai mẫu độc lập xử lí từ phần mềm SPSS………………………………………………………………… 114 Footer Page of 166 Header Page 10 of 166 viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc hoạt động làm thí nghiệm học sinh…………………13 Hình 1.2 Hình vẽ nguyên tắc đòn bẩy…………………………………………….34 Hình 1.3 Thí nghiệm nguyên tắc đòn bẩy……………………………………… 34 Hình 2.1 Bộ thí nghiệm Bôi-lơ – Ma-ri-ốt trang bị trường phổ thông……………………………………………………………………………… 50 Hình 2.2 Thí nghiệm quan sát chuyển động Brao……………………………… 57 Hình 2.3 Ảnh chụp phân tử lưu huỳnh nhìn qua kính hiển vi……………… 57 Hình 2.4 Dụng cụ điều chỉnh rượu chảy Hê-rôn………………………… 58 Hình 2.5 Thí nghiệm đơn giản minh họa vận tốc phân tử khí áp suất chất khí phụ thuộc nhiệt độ………………………………………………………………60 Hình 2.6 Thí nghiệm đơn giản minh họa định tính định luật Sác-lơ…………… 61 Hình 2.7 Thí nghiệm đơn giản giải thích tượng liên quan đến định luật Sáclơ………………………………………………………………………………… 62 Hình 2.8 Bố trí dụng cụ thí nghiệm kiểm chứng định luật Sác-lơ……………… 63 Hình 2.9 Cách bố trí cốc chậu thủy tinh để làm thay đổi nhiệt độ nước …65 Hình 2.10 Cách bố trí dụng thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay – Luy-xắc… 66 Hình 2.11 Giản đồ p–V chu trình Stirling……………………………………68 Hình 2.12 Các giai đoạn hoạt động chu trình Stirling loại pít-tông tự do……68 Hình 2.13 Cấu tạo động Stirling loại pít-tông tự với nguồn nóng có nhiệt độ cao………………………………………………………………………………….70 Hình 2.14 Động Stirling làm từ vỏ lon, chai nhựa vật liệu đơn giản… 71 Hình 2.15 Sơ đồ cấu trúc nội dung thuyết động học phân tử chất khí theo chương trình Vật lý 10, ban bản……………………………………………………… 72 Hình 2.16 Sơ đồ cấu trúc nội dung định luật chất khí theo chương trình Vật lý 10, ban bản…………………………………………………………………… 73 Hình 2.17 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Cơ sở nhiệt động lực học” theo chương trình Vật lý 10, ban bản…………………………………………… .73 Footer Page 10 of 166 Header Page 127 of 166 116 KẾT LUẬN Đề tài “Xây dựng sử dụng số thí nghiệm hỗ trợ trình dạy học chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” thực thời gian ngắn với quy mô nhỏ, hoàn thành mục tiêu đề Kết thu nhận sau: - Hệ thống hóa sở lí luận lí thuyết xây dựng sử dụng thiết bị dạy học, đặc biệt thí nghiệm đơn giản dạy học Vật lý trường phổ thông Cụ thể hóa qui trình xây dựng thiết bị thí nghiệm qui trình tổ chức hướng dẫn giáo viên việc sử dụng thiết bị thí nghiệm giai đoạn trình dạy học vào thực tế - Điều tra tình hình dạy học chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” số trường trung học phổ thông TP Hồ Chí Minh để tìm hiểu phương pháp dạy giáo viên, phương pháp học học sinh, khó khăn, sai lầm học sinh, đặc biệt tình trạng thiết bị thí nghiệm việc sử dụng thiết bị thí nghiệm trình dạy học hai chương - Vận dụng qui trình xây dựng thiết bị thí nghiệm nghiên cứu, chế tạo mô hình động Stirling từ vỏ lon, chai nhựa, vật liệu đơn giản; xây dựng thí nghiệm đơn giản để minh họa nội dung thuyết động học phân tử chất khí, thí nghiệm đơn giản tạo tình có vấn đề cho tiến trình dạy học “Quá trình đẳng tích – Định luật Sác-lơ”; cải tiến thí nghiệm chứng minh định luật Sác-lơ Gay Luy-xắc - Trên sở vận dụng lí luận dạy học đại việc tổ chức trình dạy học Vật lý, qui trình sử dụng thiết bị thí nghiệm, phân tích kết điều tra tình hình dạy học chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học”, soạn thảo tiến trình dạy học số nội dung kiến thức hai chương với hỗ trợ thiết bị thí nghiệm, thí nghiệm xây dựng Các tiến trình dạy học khai thác tiềm thiết bị thí nghiệm việc phát huy tính tích cực, phát triển lực sáng tạo nâng cao chất lượng kiến thức học sinh Footer Page 127 of 166 Header Page 128 of 166 117 - Các tiến trình dạy học xây dựng chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” đưa vào thực nghiệm sư phạm trường Trung học Thực hành ĐHSP TP Hồ Chí Minh Kết thực nghiệm sư phạm cho phép rút kết luận hiệu tiến trình dạy học hiệu thí nghiệm việc kích thích hứng thú học tập, phát huy tính tích cực, nâng cao chất lượng kiến thức học sinh Với kết trên, đề tài đạt mục đích đề khẳng định giả thuyết ban đầu: Nếu xây dựng (chế tạo hoàn thiện) số thí nghiệm đáp ứng yêu cầu mặt sư phạm sử dụng thí nghiệm cách hợp lí vào trình dạy học chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” nâng cao hiệu việc dạy học Footer Page 128 of 166 Header Page 129 of 166 118 KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG MỞ RỘNG ĐỀ TÀI Do thời gian có hạn, tổ chức thực nghiệm sư phạm phạm vi nhỏ Để kết luận đề tài có độ tin cậy cao hơn, đề tài cần tiếp tục triển khai thực nghiệm sư phạm phạm vi rộng hơn, thời gian thực nghiệm nhiều nhiều đối tượng học sinh khác Tôi có số kiến nghị để phát triển đề tài sau: - Đối với thí nghiệm quan sát chuyển động Brao chất lỏng, tiến hành ghi hình lại, từ đánh dấu hạt để theo dõi chuyển động Brao theo thời gian Tư liệu dùng để chiếu cho học sinh quan sát điều kiện thực thí nghiệm Có thể thiết kế gắn camera quan sát trực tiếp vào kính hiển vi kết nối với máy tính trình chiếu trực tiếp cho lớp có số lượng học sinh đông - Đơn giản hóa qui trình chế tạo động Stirling để hướng dẫn học sinh tự chế tạo động Stirling nhà Đồng thời nghiên cứu cách nâng cao hiệu suất động Stirling, nghiên cứu mẫu động “nhạy” hơn, hoạt động nguồn nhiệt thấp (< 50oC) để nâng cao độ an toàn sử dụng trình dạy học - Tiếp tục cải tiến hoàn thiện thí nghiệm chứng minh định luật Sác-lơ Gay Luy-xắc, nâng cao độ xác thí nghiệm - Tiến hành thực nghiệm sư phạm phạm vi rộng thời gian dài để đưa kết luận xác tính hiệu tiến trình dạy học với hỗ trợ thí nghiệm xây dựng Cuối hy vọng rằng, đề tài góp phần vào việc đổi phương pháp dạy học trường phổ thông, chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học” Những kết đạt đề tài tài liệu tham khảo cho giáo viên giảng dạy hai chương trường phổ thông Footer Page 129 of 166 Header Page 130 of 166 119 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ Phan Minh Tiến (2012), “Động Stirling việc vận dụng vào trình dạy học chương Cơ sở nhiệt động lực học”, Tạp chí khoa học ĐHSP TP Hồ Chí Minh, (39) Footer Page 130 of 166 Header Page 131 of 166 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lương Duyên Bình, Nguyễn Xuân Chi, Tô Giang, Trần Chí Minh, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh (2010), Sách giáo khoa Vật lý 10 ban bản, Nxb Giáo dục Lương Duyên Bình, Nguyễn Xuân Chi, Tô Giang, Trần Chí Minh, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh (2010), Sách giáo viên Vật lý 10 ban bản, Nxb Giáo dục Bộ Giáo dục đào tạo, Dự án Việt – Bỉ (2010), Dạy học tích cực Một số phương pháp kĩ thuật dạy học, Nxb Đại học sư phạm, Hà Nội Nguyễn Hữu Châu (2005), Những vấn đề chương trình trình dạy học, Nxb Giáo dục Nguyễn Hải Châu, Nguyễn Trọng Sửu (2007), Những vấn đề chung đổi giáo dục trung học phổ thông môn Vật lý, Nxb Giáo dục Hoàng Chúng (1992), Phương pháp thống kê giáo dục, NXB Giáo dục, Hà Nội Phạm Đình Cương (2005), Thí nghiệm Vật lý trường trung học phổ thông, Nxb Giáo dục Đồng Thị Diện (2005), Xây dựng sử dụng thí nghiệm đơn giản dạy học học lớp theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo học sinh, luận án tiến sĩ giáo dục học, ĐH Vinh Trần Bá Hoành (2006), Đổi phương pháp dạy học, chương trình sách giáo khoa, Nxb Đại học Sư phạm 10 Nguyễn Ngọc Hưng (2009), Thí nghiệm Vật lý với dụng cụ tự làm từ chai nhựa vỏ lon, tập 2, Nxb Đại học Sư phạm 11 V Langué (2002), Những tập hay thí nghiệm Vật lý, NXB Giáo dục 12 Robert J Marzano – Debra J Pickering – Jane E Pollock (2011), Các phương pháp dạy học hiệu quả, NXB Giáo dục 13 Robert J Marzano (2011), Nghệ thuật khoa học dạy học, Nxb Giáo dục 14 Phan Trọng Ngọ (2005), Dạy học phương pháp dạy học nhà trường, Nxb Đại học sư phạm Footer Page 131 of 166 Header Page 132 of 166 121 15 Trần Văn Nguyệt (1997), Tổ chức tình học tập hướng dẫn học sinh tích cực, tự lực giải vấn đề trình dạy học chương “Áp suất chất lỏng chất khí” lớp trường trung học sở, luận án phó tiến sĩ khoa học Sư phạm – Tâm lí, Đại học sư phạm, Hà Nội 16 Phạm Thị Phú (2007), “Chế tạo thí nghiệm dạy học định luật chất khí – Vật lý 10 phân ban”, Tạp chí Vật lý & Tuổi trẻ, (45), tr.20-21 17 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng (1998), Tổ chức hoạt động nhận thức dạy học Vật lý trường phổ thông, Nxb Đại học quốc gia, Hà Nội 18 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002), Phương pháp dạy học Vật lý trường phổ thông, Nxb Đại học sư phạm, Hà Nội 19 Nguyễn Anh Thuấn (2007), Xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học chương “sóng học” lớp 12 THPT theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo học sinh, luận án tiến sĩ giáo dục học, ĐHSP Hà Nội 20 Hoàng Trọng, Chu Nguyễn Mộng Ngọc (2008), Phân tích liệu nghiên cứu với SPSS, tập 1, Nxb Hồng Đức 21 Thái Duy Tuyên (2008), Phương pháp dạy học truyền thống đổi mới, Nxb Giáo dục 22 Phạm Viết Vượng (2001), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, Nxb Đại học quốc gia, Hà Nội 23 Nguyễn Như Ý (1998), Đại từ điển tiếng Việt, Nxb Văn hóa thông tin, Hà Nội 24 I.I Reznikov, S.JA Shamash, G B Kuperman (1981), Phương pháp giảng dạy Vật lý phân tử trường phổ thông, Nxb Giáo dục Tiếng Anh 25 R A Freedman, H D Young (2010), University Physics with modern physics 13th ed, Addison-Wesley, New York, pp 624-641 26 D Halliday, R Resnick, J Walker (2010), Fundamentals of Physics 9th ed, John Wiley & Sons, Inc, pp 476-498 27 H Snyman, T M Harms, J M Strauss (2008), “Design analysis methods for Stirling engines”, Journal of Energy in Southern Africa, Vol 19 (No 3) Footer Page 132 of 166 Header Page 133 of 166 122 28 S Wongwises, B Kongtragool (2003), “A review of solar-powered Stirling engines and low temperature differential Stirling engines”, Renewable and Sustainable Reviews, (7) pp 131-154 Các website 29 http://outreach.phas.ubc.ca/phys420/p420_08/Hiroko%20Nakahara/how.html 30 http://www.bekkoame.ne.jp/~khirata/english/howwork.htm Footer Page 133 of 166 Header Page 134 of 166 123 PHỤ LỤC Phụ lục Phiếu học tập……………………………………………………… 124 Phụ lục Đề đáp án kiểm tra tiết chương “Chất khí” “Cơ sở nhiệt động lực học”……………………………………………………………………….… 126 Footer Page 134 of 166 124 Header Page 135 of 166 Họ tên:……………………………… Lớp:.…… PHIẾU HỌC TẬP BÀI 30: QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ Bổ sung kiến thức Các đơn vị đo áp suất thường dùng: − N/m2 hay Pa (hệ SI) − Atmốtphe vật lý (1atm ≈ 1,013.105 Pa) − Milimet Hg (1mmHg ≈ 133Pa) Thí nghiệm a Mục đích thí nghiệm: ……………………………………………………………………………………… b Bố trí thí nghiệm: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… c Thao tác thí nghiệm: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… d Kết thí nghiệm Áp suất (105Pa) Nhiệt độ (K) α= p T α = …… Sai số tỉ đối:= δ ∆α ∆α =…… ∆α = …… α Kết quả:…………………………………………………………………………… Kết luận: Nếu loại bỏ hoàn toàn sai số, ta có:………………………………  Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt áp dụng cho khối khí: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Footer Page 135 of 166 125 Header Page 136 of 166 Giải thích tượng: Quan sát tượng mà giáo viên biểu diễn Mô tả giải thích tượng ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Trắc nghiệm: Trong đại lượng sau đây, đại lượng thông số trạng thái lượng khí? B Khối lượng D Áp suất A Thể tích C Nhiệt độ tuyệt đối Hệ thức sau phù hợp với định luật Sác-lơ? A p1T1 = p2T2 C B p1 V2 = p2 V1 p1 p2 = T1 T2 D p ∼ V Khi lượng khí làm lạnh đẳng tích số phân tử khí n đơn vị thể tích: A Tăng tỉ lệ nghịch với áp suất p B Không đổi C Giảm tỉ lệ với áp suất p D Biến đổi theo qui luật khác với trường hợp Nung nóng đẳng khối khí xác định từ 270C đến 3270C áp suất: A tăng lần B giảm lần C tăng lần D giảm lần Đồ thị sau biểu diễn định luật Bôilơ – Mariôt: V V Footer Page 136 of 166 T A V V T B 0 T T C D Header Page 137 of 166 126 Đề kiểm tra tiết Môn Vật lý Họ tên: ………………… Lớp:………………………………… Mã đề 101 Tập hợp thông số sau xác định trạng thái lượng khí xác định? A Áp suất, nhiệt độ, khối lượng B Áp suất, thể tích, nhiệt độ C Áp suất, thể tích, khối lượng D Thể tích, khối lượng, nhiệt độ Đối với khối khí lý tưởng xác định, thể tích khối khí không đổi ta có mối liên hệ áp suất p nhiệt độ T khối khí sau: A const B pV = const C const D pT = const Dưới áp suất 2.105Pa, lượng khí tích lít Tính thể tích lượng khí áp suất 6.105Pa (Coi nhiệt độ giữ nguyên không đổi) A lít B lít C 27 lít D 18 lít Điều sau nói tác dụng nguồn nóng động nhiệt A Sinh công B Cung cấp nhiệt lượng cho tác nhân để tăng nhiệt độ C Cung cấp nhiệt lượng trực tiếp cho nguồn lạnh D Lấy nhiệt phận phát động Trong biểu thức sau đây, biểu thức diễn tả trình nung nóng khí bình kín? (bỏ qua nở nhiệt bình) A C ∆U = A + Q A ∆U = B ∆U = Q D ∆U = Quá trình sau liên quan đến định luật Sác-lơ ? A Quả bóng bàn bị bẹp nhúng vào nước nóng, phồng lên cũ B Thổi không khí vào bóng bay C Đun nóng khí xi-lanh kín D Đun nóng khí xi-lanh hở Một bình nhôm khối lượng 0,5kg nhiệt độ 200C Tính nhiệt lượng cần cung cấp để tăng lên 800C Biết nhiệt dung riêng nhôm 0,92.103J/kg.K B 2,76.103J C 9,2.103J D 36,8.103J A 27,6.103J Câu sau nói khí lý tưởng không đúng? A Khí lý tưởng khí mà khối lượng phân tử bỏ qua B Khí lý tưởng khí mà thể tích phân tử bỏ qua C Khí lý tưởng khí mà phân tử tương tác với va chạm D Khí lý tưởng gây áp suất lên thành bình Khi làm nóng lượng khí tích không đổi A áp suất khí không đổi B số phân tử đơn vị thể tích không đổi C số phân tử đơn vị thể tích tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ D số phân tử đơn vị thể tích giảm tỉ lệ nghịch với nhiệt độ Footer Page 137 of 166 Header Page 138 of 166 127 10 Người ta thực công 150J để nén khí đựng xi-lanh Nội khí tăng thêm lượng 100J Nhiệt lượng khí truyền cho môi trường xung quanh A Q = -50J B Q = 100J C Q = 50J D Q = 250J 11 Một lượng khí áp suất 3.10 N/m tích lít Sau nung nóng đẳng áp, khí nở tích 10 lít Công mà khí thực A 0,6.105J B 6.105J C 0,6.103J D 6.103J 12 Một khối khí chuyển từ trạng thái sang trạng thái hình vẽ Chọn câu A V > V B p > p C T > T D p < p2 13 Một bình kín chứa khí oxi nhiệt độ T áp suất p Hỏi cho nhiệt độ tăng lên lần áp suất khối khí A giảm ½ lần B tăng lần C tăng 3/2 lần D giảm lần 14 Một khối khí chuyển trạng thái từ sang 2, thông số thay đổi Chọn câu trả lời Q C ∆U = A + Q A ∆U = ∆U + A B A + Q = D Q = 15 Câu sau nói nội không đúng? A Nội dạng lượng B Nội nhiệt lượng C Nội chuyển hóa thành dạng lượng khác D Nội vật tăng lên, giảm 16 Biểu thức sau phù hợp với trình nén khí đẳng nhiệt? Q với Q > A với A > A ∆U = C ∆U = B A + Q = với A > Q với Q < D ∆U = 17 Chất khí 00C tích 10 lít, làm biến đổi đẳng áp Ở nhiệt độ 2730C, thể tích khí lúc A 10 lít B 20 lít C 30 lít D 40 lít 18 Một bình kín chứa khí oxi nhiệt độ T áp suất p Hỏi cho nhiệt độ tăng lên lần áp suất khối khí A giảm ½ lần B tăng lần C tăng 3/2 lần D giảm lần 19 Câu sau nói chuyển động phân tử không đúng? A Chuyển động phân tử lực tương tác phân tử gây B Các phân tử chuyển động không ngừng C Các phân tử chuyển động nhanh nhiệt độ vật cao D Các phân tử khí lý tưởng chuyển động theo đường thẳng 20 Câu sau nói lực tương tác phân tử không ? A Lực đẩy phân tử nhỏ lực hút phân tử B Lực hút phân tử lớn lực đẩy phân tử C Lực hút phân tử lực đẩy phân tử D Lực phân tử đáng kể phân tử gần Footer Page 138 of 166 Header Page 139 of 166 128 21 Hỗn hợp khí xi-lanh động trước nén có áp suất 0,8atm, nhiệt độ 520C Sau nén thể tích giảm lần có áp suất 8atm Nhiệt độ lúc A 6500C B 3770C C 83,20C D 166,40C 22 Chọn câu sai : Số A-vô-ga-rô có giá trị A số nguyên tử chứa gam hêli B số nguyên tử 16g ôxi C số nguyên tử chứa 22,4 lít khí trơ 00C áp suất 1atm D số nguyên tử chứa 18g nước lỏng 23 Công thức sau không đúng? Q A H = − Q2 B H ≤ T1 − T2 T1 C H = Q1 − Q2 Q2 D H max = − T2 T1 24 Đường đẳng tích hệ trục tọa độ (pOV) có dạng: A Đường hyperbol B Đường parabol C Đường thẳng qua gốc tọa độ D Đường thẳng vuông góc với trục OV 25 Quá trình sau đẳng trình? A Không khí bóng bay bị phơi nắng, nóng lên, nở làm căng bóng B Đun nóng khí bình đậy kín C Đun nóng khí xi-lanh, khí nở đẩy pít-tông chuyển động D Cả ba trình đẳng trình 26 Một khối khí nitơ áp suất 15atm, nhiệt độ 270C xem lý tưởng Nung nóng đẳng tích khối khí đến 1270C Áp suất khối khí lúc sau A 70,5 atm B 20 atm C 25 atm D 15 atm 27 Hỗn hợp khí xi-lanh động trước nén có áp suất 0,8atm, nhiệt độ 520C Sau nén thể tích giảm lần có áp suất tăng lần Nhiệt độ lúc A 6500C B.1040C C.3770C D 1300C 28 Trong biểu thức sau đây, biểu thức diễn tả trình nung nóng khí bình kín? (bỏ qua nở nhiệt bình) A A ∆U = C ∆U = A + Q B ∆U = Q D ∆U = 29 Ở điều kiện tiêu chuẩn: mol khí 00C có áp suất 1atm thể tích 22,4 lít Hỏi bình có dung tích lít chứa 0,5 mol khí nhiệt độ 00C có áp suất bao nhiêu: A 1,12 atm B 2,04 atm C 2,24 atm D 2,56 atm Footer Page 139 of 166 129 Header Page 140 of 166 30 Đồ thị sau biểu diễn định luật Bôilơ – Ma-ri-ốt lượng khí xác định hai nhiệt độ khác với T > T ? Phiếu trả lời 101 Tô tròn câu trả lời bút chì: A B C D 16 A B C D A B C D 17 A B C D A B C D 18 A B C D A B C D 19 A B C D A B C D 20 A B C D A B C D 21 A B C D A B C D 22 A B C D A B C D 23 A B C D A B C D 24 A B C D 10 A B C D 25 A B C D 11 A B C D 26 A B C D 12 A B C D 27 A B C D 13 A B C D 28 A B C D 14 A B C D 29 A B C D 15 A B C D 30 A B C D Footer Page 140 of 166 Header Page 141 of 166 130 Đáp án đề 101 A B C D 16 A B C D A B C D 17 A B C D A B C D 18 A B C D A B C D 19 A B C D A B C D 20 A B C D A B C D 21 A B C D A B C D 22 A B C D A B C D 23 A B C D A B C D 24 A B C D 10 A B C D 25 A B C D 11 A B C D 26 A B C D 12 A B C D 27 A B C D 13 A B C D 28 A B C D 14 A B C D 29 A B C D 15 A B C D 30 A B C D Footer Page 141 of 166 ... nội dung chương “Chất khí” Cơ sở nhiệt động lực học chương trình Vật lý 10, ban − Nghiên cứu thí nghiệm Vật lý chương “Chất khí” Cơ sở nhiệt động lực học chương trình Vật lý 10, ban − Thiết... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Phan Minh Tiến XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM HỖ TRỢ QUÁ TRÌNH DẠY HỌC CÁC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VÀ “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC”, VẬT... “Chất khí” Cơ sở nhiệt động lực học , Vật lý 10 ban bản Mục đích nghiên cứu đề tài Xây dựng (chế tạo hoàn thiện) số thí nghiệm soạn thảo tiến trình dạy học học chương “Chất khí” Cơ sở nhiệt động