Dạy học tích hợp liên môn Pin điện hóa rau củ Pin quả chanh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ -TIỂU LUẬN HỌC PHẦN DẠY HỌC TÍCH HỢP TRONG VẬT LÝ TÊN ĐỀ TÀI XÂY DỰNG CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 11 CHƯƠNG II: DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI CHƯƠNG PHẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC HỌC SINH TRONG CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG MỚI 1.1 Phẩm chất 1.2 Năng lực tìm hiểu tự nhiên Năng lực thành phần Chỉ số hành vi Mức Mức Mức Thu thập xử lý thông tin đầy đủ kiến thức nguồn điện, pin điện hóa, phản ứng oxi hóa – khử,… Thu thập có thơng tin khơng xác Thu thập sơ sài thiếu ý quan trọng Thu thập tương đối đầy đủ nội dung quan trọng Trình bày nội dung kiến thức phân công giai đoạn tranh ảnh Trình bày chưa đầy đủ, chưa tự tin, chưa chuẩn bị kỹ tranh ảnh (sơ Trình bày Trình bày sản phẩm sản phẩn hấp thuyết trình dẫn rõ ràng chưa hấp dẫn Hiểu biết kiến Hiểu biết kiến thức phổ thức khoa học thông cốt lõi ngành, nghề, lĩnh vực khoa học theo thiên hướng thân định hướng ngành, nghề lựa chọn sau tốt nghiệp trung học phổ thông Biết thu thập, lưu trữ, tổ chức, phân tích, xử lý thơng tin theo ý tưởng thân để phục vụ cho học tập, nghiên cứu khoa học trình bày ý tưởng lời nói, viết, hình vẽ, sơ đồ, bảng, biểu,.: sài, tẩy (còn vấp, xóa, ) đọc giấy,…) Trình bày chưa đầy đủ, chưa tự tin, chưa chuẩn bị kỹ vẽ (sơ sài, tẩy xóa, ) Trình bày Trình bày vẽ rõ vẽ hấp ràng dẫn chưa hấp dẫn (còn vấp, đọc giấy,…) Trình bày sản Trình bày phẩm giai đoạn (đánh chưa đầy đủ, giá cá nhân) chưa tự tin, chưa chuẩn bị kỹ clip (sơ sài, nhiễu, ) Trình bày Trình bày sản phẩm rõ vẽ hấp ràng dẫn chưa hấp dẫn (còn vấp, đọc giấy,…) Trình bày trước lớp giải pháp lựa chọn phương án thiết kế pin vẽ Tìm tòi khám phá giới tự nhiên Thực số kỹ tìm tòi, khám phá số vật tượng tự nhiên đời sống: quan sát, thu thập thông tin; phân tích, xử lý số liệu; dự đốn kết nghiên cứu, Giải thích số tượng khoa học đơn giản gần gũi với đời sống, sản xuất.: Tìm hiểu ghi chép mơi trường loại củ khác (đánh giá dựa trình bày giai đoạn 4) Khơng ghi chép thử nghiệm môi trường loại rau củ khác Giải thích lý số Khơng giải loại củ dùng thích mơi để chế tạo pin điện hóa trường điều kiện nên chọn loại rau củ Thực số kỹ tìm tòi, khám phá Có thử nghiệm số mơi trường ghi chép sơ sài Ghi chép rõ ràng cụ thể loại rau (2 loại trở lên) Giải thích Giải thích rõ ràng, dễ chưa đủ, hiểu chưa rõ ràng theo tiến trình: đặt câu hỏi cho vấn đề nghiên cứu, xây dựng giả thuyết, lập kế hoạch thực kế hoạch giải vấn đề; trình bày kết nghiên cứu: Thực tìm tòi nghiên cứu theo bước: Đặt câu hỏi – xây dựng giả thuyết – lên kế hoạch – thực Tiến không theo bước trình Bỏ qua Thực bước đủ khơng có kê bước hoạch cụ thể Thực đươc việc phân tích, so sánh, rút dấu hiệu chung riêng số vật, tượng đơn giản tự nhiên Biết cách sử dụng chứng khoa học, lý giải chứng để rút kết luận: Nêu phân tích so sánh điểm chung khác loại rau củ, điện cực từ chọn vật liệu tối ưu cho sản phẩm Vận dụng kiến thức vào thực tiễn, ứng xử với tự nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững bảo vệ mơi trường Khơng phân tích so sánh nguyên liệu giống khác Phân tích so sánh chưa xác chưa chọn phương án tối ưu Phân tích điểm giống khác nhau, từ rút phương án tối ưu Không mô tả mơ tả khơng xác Khơng nêu giải pháp tăng hiệu suất Mơ tả chưa đầy đủ dòng điện pin, nêu vài cách nâng hiệu suất pin Mơ tả tương đối đầy đủ dòng điện pin, đưa số phương án nâng cấp Vận dụng kiến thức khoa học vào số tình cụ thể; mơ tả, dự đốn, giải thích tượng, giải vấn đề cách khoa học: Mơ tả đủ dòng điện pin, trả lời toán nâng hiệu suất pin (Đánh giá vào giai đoạn 4) Biết ứng xử thích hợp tình có liên quan đến vấn đề sức khoẻ thân, gia đình cộng đồng: Nêu phạm vi ứng Khơng biết dụng sản phẩm sản phẩm đời sống ngày ứng dụng Nêu ứng dụng sản phẩm Nêu số ứng dụng sản phẩm CHƯƠNG CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 11 CHƯƠNG II: DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI 2.1 Chuẩn kiến thức, kỹ nội dung kiến thức chương II KIẾN THỨC - Nêu dòng điện khơng đổi - Nêu suất điện động nguồn điện - Nêu cấu tạo chung nguồn điện hố học (pin, acquy) - Viết cơng thức tính cơng nguồn điện: - Viết cơng thức tính công suất nguồn điện: - Phát biểu định luật Ohm tồn mạch - Viết cơng thức tính suất điện động điện trở nguồn mắc nối tiếp, mắc song song KỸ NĂNG - Vận dụng hệ thức để giải tập tồn mạch, mạch ngồi gồm nhiều ba điện trở - Vận dụng cơng thức - Tính hiệu suất nguồn điện - Nhận biết được, sơ đồ thực tế, nguồn mắc nối tiếp mắc song song - Tính suất điện động điện trở loại nguồn mắc nối tiếp - mắc song song - Tiến hành thí nghiệm đo suất điện động xác định điện trở pin 2.2 Phân tích nội dung kiến thức chương II Sau tiếp cận lần với điện học Vật lí tìm hiểu đầy đủ kiến thức phần điện Vật lí 9, theo mơ hình cấu trúc bậc chương trình, học sinh tiếp tục hồn thiện nội dung kiến thức mặt định tính lẫn định lượng Vật lí 11 từ thấy rõ chất vấn đề học tập, biết ứng dụng thực tiễn chúng sống, tự vận dụng điều học vào thực tiễn mức độ đơn giản Cụ thể, với chương II Vật lí 11 – chương “Dòng điện khơng đổi” học sinh tập trung tìm hiểu dòng điện chiều Nội dung kiến thức Dòng điện khơng đổi Nguồn điện STT Chuẩn kiến thức, kỹ quy định chương trình Mức độ thể chuẩn kiến thức, kỹ Nêu dòng điện khơng [Thơng hiểu] đổi Dòng điện dòng điện tích dịch chuyển có hướng Cường độ dòng điện đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh hay yếu dòng điện Dòng điện khơng đổi dòng điện có chiều cường độ khơng đổi theo thời gian Cường độ dòng điện khơng đổi tính cơng thức : Trong đó, q điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn khoảng thời gian t Trong hệ SI, đơn vị cường độ dòng điện ampe (A) xác định là: Các ước số ampe Nêu suất điện động [Thông hiểu] nguồn điện Suất điện động E nguồn điện đại lượng đặc trưng cho khả thực cơng nguồn điện, có giá trị thương số công A lực lạ độ lớn điện tích q dịch chuyển nguồn: Trong hệ SI, suất điện động có đơn vị vơn (V) Nêu cấu tạo chung [Thông hiểu] nguồn điện hố học (pin, Pin điện hóa gồm hai cực có acquy) chất khác ngâm chất điện phân (dung dịch axit, bazơ, muối…) Do tác dụng hoá học, cực pin điện hoá tích điện khác chúng có hiệu điện giá trị suất điện động pin Khi lượng hố học chuyển thành điện dự trữ nguồn điện Acquy nguồn điện hoá học hoạt động dựa phản ứng hoá học thuận nghịch, tích trữ lượng lúc nạp điện giải phóng lượng phát điện Nguồn điện hoạt động theo nguyên tắc gọi nguồn điện hoá học hay pin điện hoá (pin acquy) Ở lực hố học đóng vai trò lực lạ 2.3 Chủ đề tích hợp SIÊU ANH HÙNG RAU CỦ 2.3.1 Mô tả chủ đề Năng lượng hiểu đơn giản nguồn tài nguyên, nhiên liệu cung cấp, phục vụ cho đời sống, sản xuất nhu cầu thiết yếu người Năng lượng có thứ xung quanh cần thiết cho tất khía cạnh đời sống: Cơ thể chuyển thức ăn thành lượng để trì sống cho người Nhiên liệu cung cấp lượng cho xe chạy, cho máy móc hoạt động… Trong nhiều năm qua, bùng nổ q trình cơng nghiệp hố, đặc biệt nước phát triển khiến nhu cầu lượng giới tăng cao, nhiên liệu hóa thạch ngày cạn kiệt Đây thách thức to lớn, với Việt Nam – đất nước mà nhiệt điện giữ vai trò đạo hệ thống điện quốc gia Mặt khác, việc sản xuất điện theo cách truyền thống gây nhiều tác động xấu đến môi trường Vấn đề đặt dạng điện quen thuộc nhiệt điện, thủy điện, điện mặt trời… tạo điện cách khác hơn, bền vững hơn, thân thiện với môi trường hay không? Nhiều nhà khoa học giới thành công việc tạ điện từ loại rau củ khoai tây, dưa hấu, chanh… Họ kì vọng “pin điện hữu cơ” làm từ rau củ trở thành công thức kỳ diệu để sản xuất điện phục vụ cho toàn cầu tương lai Trong hoạt động trải nghiệm sáng tạo “Siêu anh hùng rau củ” này, tạo “pin rau củ” dựa tảng nghiên cứu thực hiện, kiến thức học kĩ nắm vững 2.3.2 Mục tiêu chủ đề MÃ SỐ NỘI DUNG KT1 Phát biểu khái niệm nguồn điện KT2 Nêu cấu tạo chung pin điện hóa KT3 Nêu cấu tạo pin volta KT4 Giải thích nguyên tắc hoạt động pin volta KT5 Viết cơng thức tính suất điện động điện trở nguồn mắc nối tiếp, mắc song song KT6 Giải thích chế oxi hóa – khử pin điện hóa KT7 Giải thích pin điện hóa tạo từ loại rau củ khác có suất điện động khác KN1 Tiến hành thí nghiệm đo suất điện động pin KN2 Ghép nguồn thành KN3 Vận dụng ghép nguồn thành để tăng điện áp pin điện hóa KN4 Viết báo cáo thực hành khoa học KN5 Kỹ tìm hiểu thơng tin, xử lý thơng tin KN6 Kỹ trình bày trước đám đơng KN7 Kỹ làm việc nhóm PC1 Trung thực: tự hồn thành nội dung, không chép từ người khác; ghi nhận số liệu thực tế PC2 Chăm chỉ: tham gia hoạt động đầy đủ, giờ; có ý chí, nỗ lực để đạt kết tốt PC3 Trách nhiệm: làm việc tiến độ, hoàn thành tốt nhiệm vụ giao NL1 Phát vấn đề thực tiễn NL2 Phân tích bối cảnh phán đoán nguyên nhân Kiến thức Kỹ Phẩm chất Năng lực NL3 Đề xuất lựa chọn giải pháp tối ưu NL4 Thực giải pháp NL5 Lưu kết chia sẻ cộng động NL6 Tự học, tự hoàn thiện NL7 Đánh giá hoạt động hợp tác NL8 Hiểu biết kiến thức khoa học 2.3.3 Kiến thức liên môn chủ đề Kiến thức Môn/lớp Tên chương/tên bài/trang SGK Chương II: Dòng điện khơng đổi Nguồn điện Lý/lớp 11 Pin điện hóa Bài 7: Dòng điện khơng đổi Nguồn điện Trang 41 Chương II: Dòng điện không đổi Ghép nguồn điện thành Lý/ lớp 11 Bài 10: Ghép nguồn thành Trang 55 Chương IV: Phản ứng oxi hóa – khử Phản ứng oxi hóa khử Hóa/ lớp 10 Bài 17: Phản ứng oxi hóa – khử Trang 78 2.3.4 Xây dựng nội dung hoạt động chủ đề ST T TÊN HOẠT ĐỘNG Báo động khẩn cấp siêu anh hùng tay NỘI DUNG MỤC TIÊU SẢN PHẨM HOẠT ĐỘNG ĐÁP ỨNG DỰ KIẾN - Nghe trình bày nguồn lượng sản xuất điện thực trạng nguồn lượng KN6 Danh sách nhóm - Trình bày suy nghĩ thân PC2 PC3 máy thủy điện hoạt động xây dựng từ 50 đến 100 năm trước - Chi phí nhân cơng thấp nhà máy tự động hố cao có người làm việc chỗ vận hành thông thường Nhược điểm: - Sự phát điện nhà máy điện ảnh hưởng đến mơi trường dòng sơng bên - Các nhà máy thủy điện lớn phá vỡ cân hệ sinh thái xung quanh - Một số dự án thủy điện sử dụng kênh, thường để đổi hướng dòng sơng tới độ dốc nhỏ nhằm tăng áp suất có Trong số trường hợp, tồn dòng sơng bị đổi hướng để trơ lại lòng sơng cạn Thủy điện gây nhiều ảnh hưởng xấu đến môi trường ● Nhiệt điện: Trong nhà máy nhiệt điện, tạo động nhiệt Động nhiệt tạo nhiệt lấy cách đốt nhiên liệu Cơ lưu trữ dạng động quay tuabin Khoảng 80% nhà máy điện dùng tuabin nước, tức dùng sử dụng nước làm bốc nhiệt để quay tuabin Nhà máy nhiệt điện Phả Lại Ưu điểm: - Có khả xây dựng khu vực - Không bị giới hạn công suất lắp đặt Các cụm nhiệt điện xây dựng với cơng suất lớn (hơn 1000MW) - Giá thành xây dựng nhà máy thấp thủy điện có cơng suất - Không phụ thuộc vào yếu tố thiên nhiên: địa hình, địa chất, chế độ dòng chảy, mưa nắng - Chủ động vận hành khơng phụ thuộc mưa hay nắng - Diện tích chiếm đất nhà máy nhiều so với thủy điện cơng suất ảnh hưởng đến mơi trường sinh thái, đền bù giải tỏa Nhược điểm: - Đốt cháy ngun liệu q trình sản xuất (dầu, than, khí từ mỏ dầu ) phụ thuộc vào nguồn cung nguyện liệu - Do sử dụng nguyên liệu nên giá thành sản xuất địên lớn thủy điện (khỗng 10 cent/kWh) - Khơng linh hoạt chế độ vận hành Khi cần thiết nâng công suất vào cao điểm phải hàng thủy điện khoảng - 10 s Nhiệt điện tạo khí thải làm nhiễm mơi trường, tăng hiệu ứng nhà kính Mặt khác, nhiều năm qua, bùng nổ q trình cơng nghiệp hoá, đặc biệt nước phát triển khiến nhu cầu lượng giới tăng cao, nhiên liệu hóa thạch ngày cạn kiệt ảnh hưởng không nhỏ đến việc sản xuất điện từ nhiệt ● Điện từ lượng gió lượng mặt trời: Nhà máy phong điện Phú Lạc Nhà máy điện mặt trời BP Solar Ưu điểm: - Điện tạo từ nguồn lượng tái tạo - Sự phong phú, dồi gió ánh sáng mặt trời - Nguồn cung bền vững vô tận - Sạch sinh thái, không gây tiếng ồn Nhược điểm: - Không ổn định: lúc có gió vào ban đêm ngày mưa âm u khơng có ánh sáng từ mặt trời - Chi phí lưu trữ lượng cao - Vẫn gây nhiễm mơi trường, dù ít: trình sản xuất pin mặt trời xây dựng cối xay gió gây vài tác động đến môi trường - Mật độ lượng thấp Chưa thật sử dụng rộng rãi ● Điện hạt nhân: Nhà máy điện hạt nhân Obninsk Ưu điểm: - Điện hạt nhân thải lượng tương đối thấp khí cacbon điơxít (CO2) - Có thể phát sản lượng điện cao với nhà máy Nhược điểm: - Chất thải phóng xạ vấn đề chưa giải - Rủi ro cao: Mặc dù có tiêu chuẩn an tồn cao nói chung, tai nạn xảy - Nguồn nguyên liệu cho lượng hạt nhân Uranium khan Trái với nhiều ý kiến, lượng hạt nhân nguồn lượng tái tạo, bền vững hay thân thiện với môi trường II Cơ cấu điện nước ta – thuận lợi thách thức Tính đến cuối tháng 9/2018, tổng công suất lắp đặt nguồn điện tồn hệ thống đạt 47.900 MW, cấu các nguồn sản xuất điện: nhiệt điện than 36%, nhiệt điện khí 25%, thủy điện chiếm 36%, dầu 1%, điện nhập từ Lào, Trung Quốc (2%) Như vậy, thủy điện nhiệt điện chiếm tỷ trọng cao cấu sản xuất điện Tuy nhiên, đứng trước cạn kiệt lượng toàn cầu, thủy điện nước nhiệt điện than khơng nhiều trữ lượng cho tương lai, lại gây nhiều ảnh hưởng tới môi trường Vấn đề đặt liệu dạng điện quen thuộc nhiệt điện, thủy điện,… tạo điện cách khác hơn, bền vững hơn, thân thiện với môi trường phù hợp với điều kiện Việt Nam hay không? Nhiều nhà khoa học giới thành công việc tạo điện từ loại rau củ khoai tây, dưa hấu, chanh…Họ kì vọng “pin điện hữu cơ” làm từ rau củ trở thành cơng thức kỳ diệu để sản xuất điện phục vụ cho toàn cầu tương lai Chúng ta tìm hiểu kĩ loại pin siêu anh hùng nhé! B Pin điện hóa từ rau củ - giải pháp cho tương lai ● Sử dụng cho hoạt động 2: “Vũ khí bí mật” hoạt động 3: “Bật mí bí mật” I Áo thuật “Quả chanh thần kì” Theo dõi thí nghiệm làm đèn sáng chanh Mạch điện bao gồm: chanh cực kẽm cực đồng bóng đèn LED Dây dẫn Ta thấy mạch điện trên, chanh có vai trò nguồn điện, cụ thể pin volta cung cấp dòng điện cho đèn LED hoạt động Pin chanh II Một số kiến thức biết có liên quan ● Điều kiện để có dòng điện: Điều kiện để có dòng điện phải có hiệu điện đặt vào hai đầu vật dẫn Hiệu điện tạo vật dẫn điện trường Dưới tác dụng lực điện, hạt mang điện chuyển động hỗn loạn có thêm chuyển động có hướng Chuyển động có hướng tạo thành dòng điện vật dẫn ● Sự tồn hiệu điện hai cực nguồn điện: Hiệu điện trì có dòng điện chạy qua vật dẫn nối liền hai cực nó, có nghĩa tích điện khác cực nguồn điện tiếp tục trì Điều thể nhiều nguồn điện cách tách electron khỏi cực nguồn điện Khi có cực thừa electron gọi cực âm, cực lại thiếu electron gọi cực dương Việc tách đo lực chất khác với lực điện gọi lực lạ ● Pin điện hóa: Cấu tạo chung pin điện hóa gồm hai cực có chất hóa học khác ngâm chất điện phân (dung dịch acid, bazo, muối) Trong chương trình Vật lí 11, học hai dạng pin điện hóa Pin Volta pin Leclanché Với chủ đề tích hợp này, ta tập trung nghiên cứu pin Volta ● Cấu tạo pin Volta: Pin Volta nguồn điện hóa học chế tạo vào năm 1795 nhà khoa học người Ý Alessandro Volta sinh dòng điện trì lâu Pin gồm cực âm (thường cực kẽm Zn) cực dương (thường cực đồng Cu) ngâm dung dịch acid (thường dung dịch acid sunfuric H2SO4) lỗng Alessandro Volta (8/2/1745 – 5/5/1827) Pin Volta thời kì đầu Cấu tạo pin Volta III Vén bí mật Nguyên lí hoạt động “pin chanh” ● Chất điện phân: Các chất điện phân tồn dạng acid, bazo hay muối ● Hiệu điện điện hóa: Nếu kim loại tiếp xúc với chất điện phân, tác dụng hóa học, mặt kim loại dung dịch điện phân xuất hai loại điện tích trái dấu Khi đó, kim loại dung dịch điện phân có hiệu điện xác định gọi hiệu điện điện hóa ● Nguyên tắc tạo suất điện động cho pin volta: Nhúng hai kim loại khác chất hóa học vào dung dịch điện phân Do hai hiệu điện điện hóa dung dịch điện phân khác nên hai có hiệu điện hở xác định Khi nối với mạch ngồi pin hình thành suất điện động có độ lớn hiệu điện hai đầu mạch hở ● Giải thích hình thành suất điện động pin chanh: Khi nhúng kim loại kẽm đồng vào chanh, tức nhúng vào dung dịch acid citric 5% xảy tượng sau : - Các ion kẽm Zn2+ nằm nút mạng tinh thể bề mặt kẽm chuyển động nhiệt hỗn loạn va chạm bị lực hút hóa học phân tử nước phân tử acid citric làm cho tan vào dung dịch Thanh kẽm thừa electron nên tích điện âm (cực âm) - Giữa kẽm dung dịch có điện trường hướng từ dung dịch đến kẽm Điện trường ngăn cản dịch chuyển ion Zn 2+ từ kẽm vào dung dịch, đồng thời tăng cường dịch chuyển ngược lại ion Zn 2+ từ dung dịch vào kẽm Sự cân điện hóa học thiết lập số ion khỏi kẽm số ion vào kẽm Thí nghiệm chứng tỏ kẽm dung dịch có hiệu điện điện hóa U1 - Mặt khác ion H+ dung dịch acid citric tới bám vào đồng Tại chúng thu lấy electron từ đồng đồng tích điện dương (cực dương) Xuất lớp bọt khí hydro bao bọc xung quanh cực đồng, ngăn cản ion H + bám vào Có thể thấy, lớp hydro có tác dụng lớp điện trở, khiến điện trở pin tăng lên đáng kể Khi cân điện hóa thiết lập, đồng dd có hiệu điện điện hóa U2 Kết hai cực pin có hiệu điện U = U2 – U1 - Khi nối hai cực pin với mạch ngoài, chênh lệch điện cực âm Zn cực dương Cu nên có dòng electron tự dịch chuyển cực Zn sang cực Cu Mà chiều dòng điện quy ước chiều điện tích dương, dòng điện có chiều từ cực Cu sang cực Zn pin chanh Dòng điện mạch kín trì phản ứng hóa học ngừng xảy Hiện tượng hóa học xảy bên “pin chanh”? ● Nhắc lại số kiến thức hóa học: Phản ứng oxi hóa – khử: Là phản ứng hố học có thay đổi số oxi hoá số nguyên tố hay có chuyển electron chất phản ứng Khái niệm Đặc điểm Chất khử Là chất nhường electron hay chất có số oxi hóa tăng sau phản ứng Chất oxi hoá Là chất nhận electron hay chất có số oxi hố giảm sau phản ứng Sự oxi hố (của chất) Là q trình làm cho chất nhường electron hay làm tăng số oxi hoá chất Sự khử (của chất) Là q trình làm cho chất nhận electron hay làm giảm số oxi hố chất Sự nhường electron xảy có nhận electron Vì oxi hoá khử diễn đồng thời phản ứng Sự ăn mòn điện hóa học: - Là q trình oxi hóa khử, kim loại bị ăn mòn tác dụng dung dịch chất điện li tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương hay có xuất dòng điện - Điều kiện để xảy ăn mòn điện hóa: Các điện cực khác chất Các điện cực tiếp xúc với trực tiếp gián tiếp qua dây dẫn Các điện cực phải tiếp xúc với dung dịch chất điện li - Ăn mòn điện hóa thường xảy cặp kim loại (hoặc hợp kim) để ngồi khơng khí ẩm, nhúng dung dịch axit, dung dịch muối, nước khơng ngun chất… ● Hiện tượng hóa học xảy bên “pin chanh”: - Khi chưa nối dây dẫn, Zn bị ăn mòn hóa học phản ứng: Zn + 2H+ → Zn2+ + H2 nên bọt khí H2 sinh bề mặt Zn - Khi nối hai Cu Zn dây dẫn, pin điện hóa mà cụ thể pin Volta Zn – Cu hình thành, Zn đóng vai trò cực âm, Cu đóng vai trò cực dương - Tại cực kẽm, xảy trình oxi hóa, ion Zn2+ từ kẽm vào dung dịch acid: Zn Zn2+ + 2e - Các electron di chuyển từ cực âm (Zn) đến cực dương (Cu) tạo dòng điện chiều Một phần H+ đến nhận electron Cu bị khử thành H làm sủi bọt khí Cu: 2H+ + 2e → H2 - Phản ứng chung xảy pin: Zn + 2H+ → Zn2+ + H2 Các loại rau củ làm pin Bất kì loại rau củ khác ngồi chanh có chứa acid hay chất điện phân đủ mạnh táo, khoai tây, cam, dưa hấu, cà chua dùng để làm pin điện hóa Các loại rau củ có độ acid cao dễ dàng việc làm pin điện hóa Tuy nhiên, người ta chưa tìm cách để sạc lượng điện đủ lớn để dùng cho sinh hoạt Ngoài ra, acid loại rau củ làm cho đầu kim loại cắm sạc dễ bị rỉ sét, hư hỏng Thơng qua chủ đề tích hợp này, hy vọng khơi gợi lên cho học sinh đam mê khoa học ham muốn phát triển pin Volta từ rau củ giải vấn đề sản xuất điện tương lai C Biệt đội siêu anh hùng rau củ - giải cứu giới I Sản xuất vũ khí “pin rau củ” Hướng dẫn sản xuất ● Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ - Hai điện cực (thường dùng kẽm đồng kẹp giấy đồng xu) - Dây điện lõi, kẹp cá sấu - Đồng hồ vạn - Bóng đèn LED - Rau củ phù hợp (tùy nhóm lực chọn) - Kéo ● Bước 2: Tiến hành “sản xuất” - Lấy điện cực kẽm đồng gắn rau củ, đảm bảo hai điện cực rau củ khác loại không chạm vào - Dùng dây điện lõi nối cực với đồng hồ vạn - Chỉnh đồng hồ chế độ đo thích hợp - Đọc số điện áp, cường độ dòng điện ghi nhận kết vào bảng báo cáo - Dùng dây điện lõi có kẹp cá sấu nối điện cực với bóng đèn LED Kiểm tra xem đèn có sáng khơng Ghi nhận vào báo cáo - Lặp lại động tác đo nhiều lần Nhận xét ● Bước 3: Hoàn thành sản phẩm - Hoàn thành báo cáo - Trình bày sản phẩm kết thu trước lớp - So sánh điện áp pin rau củ khác - Rút kết luận Giới thiệu cách xác định sai số phép đo đại lượng đo trực tiếp Giả sử đại lượng cần đo F có giá trị xác A Nếu đo trực tiếp đại lượng n lần điều kiện, ta nhận giá trị A 1, A2, A3,…, An khác với giá trị A, nghĩa lần đo có sai số Giá trị trung bình chúng xác định cơng thức: Giá trị tuyệt đối hiệu số giá trị đo A 1, A2, A3,…, An giá trị trung bình gọi sai số tuyệt đối đại lượng cần đo F lần đo Giá trị trung bình số học sai số tuyệt đối gọi sai số tuyệt đối trung bình đại lượng F cần đo lần đo, sai số ngẫu nhiên (trung bình) phép đo Sai số tuyệt đối phép đo A xác định tổng sai số tuyệt đối trung bình lần đo A sai số dụng cụ ΔAdc Như giá trị xác A đại lượng F cần đo phải viết là: Mẫu báo cáo BÁO CÁO THỰC HÀNH CHẾ TẠO PIN RAU CỦ Họ tên: Lớp: Nhóm: Ngày làm thực hành: Ngày nộp báo cáo: ● Mục đích hoạt động: ● Kết quả: Lần đo Trung bình Kết quả: U (V) ΔU I(A) ΔI Đèn sáng? Nhận xét: II Nâng cấp vũ khí Pin Volta – tức vũ khí biệt đội siêu anh hùng mà vừa tạo có suất điện động nhỏ tức sức công phá yếu Muốn giải cứu giới khỏi tình trạng lâm nguy cần vũ khí mạnh mẽ Vậy làm để nâng cấp sức mạnh vũ khí? ❖ Phương án 1: Tăng số lượng “chiến binh” cho nguồn - Cơ sở lý thuyết: Bộ nguồn nối tiếp nguồn gồm nguồn điện ghép nối tiếp với Trong cực âm nguồn điện trước nối với cực dương nguồn điện tiếp sau để thành dãy liên tiếp Như A cực dương, B cực âm nguồn Ta có U(AB) = U(AM) + U(MN) + … + U(QB) ξ(b)= ξ(1) + ξ(2) + …+ ξ(n) Suất điện động nguồn ghép nối tiếp tổng suất điện động nguồn có Nối nhiều pin chanh lại với thành nguồn mắc nối tiếp => tăng suất điện động cho nguồn làm đèn sáng - Chuẩn bị: + Loại rau củ chọn làm pin (tăng gấp lần so với trước: từ củ lên củ, lên quả) + Dây dẫn + Các cặp điện cực + Đồng hồ vạn - Tiến hành ghép nguồn: + Đầu tiên cắm điện cực vào rau củ Chú ý hai điện cực phải tách rời không chạm vào + Thực tương tự cho củ lại + Dùng dây dẫn nối cực âm dương lại với tức đầu dây dẫn nối với cực âm, đầu lại nối với cực dương + Lúc này, nối đầu dây trống vào đồng hồ vạn + Thực ghép nguồn pin rau củ lại + Ghi lại số liệu vào bảng sau rút kết luận củ/ củ/ củ/ củ/ củ/ U (V) ❖ Phương án 2: Tăng “nội lực” cho nguồn Tăng số điện cực cho chanh làm tăng suất trình điên phân ban đầu đèn sáng - Chuẩn bị: + Dây dẫn + Các điện cực + Đồng hồ vạn - Tiến hành: + Lần lượt cắm thêm vào pin làm điện cực theo số lượng tăng dần + Lúc này, nối đầu dây trống vào đồng hồ vạn + Thực gắn điện cực, điện cực, điện cực + Ghi lại số liệu vào bảng sau rút kết luận điện cực U (V) III Giải cứu giới Yêu cầu video clip điện cực điện cực điện cực điện cực - Thời lượng: phút - Có đủ thành viên nhóm - Đoạn mở đầu có tên nhóm hình ảnh sản phẩm - Nội dung: Giới thiệu nguyên vật liệu, hướng dẫn thiết kế, giới thiệu số ứng dụng thực tế sản phẩm - Khuyến khích nội dung độc đáo, sáng tạo, vui nhộn Mẫu phiếu thu hoạch BÀI THU HOẠCH - SIÊU ANH HÙNG RAU CỦ Họ tên: Lớp: Nhóm: Ngày nộp: Hãy mơ tả phân tích cấu tạo nguyên lý hoạt động sản phẩm Nêu đặc điểm làm cho sản phẩm em đặc biệt Đề xuất số ứng dụng thực tiễn sản phẩm Em nghĩ nhóm mình, vai trò nhóm học em có sau làm việc bạn 2.3.6 Tiến trình tổ chức dạy học chủ đề tích hợp Mơ tả: tiến trình tổ chức dạy học chủ đề tích hợp gồm giai đoạn với thời lượng tiết lớp tuần nhà học sinh thực Giai đoạn 1: Xác định vấn đề (1 tiết) ● Mục đích: Xác định nhiệm vụ cần thực để chế tạo pin rau củ đạt yêu cầu ● Sản phẩm: - Danh sách nhóm - Bảng phân cơng nhiệm vụ cho thành viên nhóm ● Nội dung học tập ... hoá học, cực pin điện hoá tích điện khác chúng có hiệu điện giá trị suất điện động pin Khi lượng hố học chuyển thành điện dự trữ nguồn điện Acquy nguồn điện hoá học hoạt động dựa phản ứng hoá học. .. Bộ thiết kế pin rau củ đạt yêu cầu - Báo hành cáo thực - Video tiến trình thực pin điện hóa từ rau củ PC2 PC3 NL4 NL5 - Các nhóm trưng bày pin rau củ làm trước lớp xem xét pin rau củ nhóm bạn... lực điện gọi lực lạ ● Pin điện hóa: Cấu tạo chung pin điện hóa gồm hai cực có chất hóa học khác ngâm chất điện phân (dung dịch acid, bazo, muối) Trong chương trình Vật lí 11, học hai dạng pin điện