SKKN 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 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: HỒNG 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 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 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 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 d Cấu tạo phân tử chất • Ở thể khí: - Các ngun 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 ln 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 thơng số có mối liên hệ xác định - Đẳng trình q trình biến đổi trạng thái mà có hai thơng số thay đổi, 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 p V p * Đồ thị : t2 > t1 t1 t2 V T T T T T T b.Định luật Saclơ- Nhiệt độ tuyệt đối * Q trình đẳng tích q trình biến đổi trạng thái khí thể tích khí giữ không 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 p T p = const T = p T 2 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 V2 > V1 p 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: p = số T 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 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 = p Hoặc * Điều kiện áp dụng: - Khí lí tưởng - Khối lượng khí khơng đổi - Áp suất khí khơng đổi * Đồ thị: p 0 V T 7.1.1.3 Phương trình trạng thái khí lí tưởng : = const V T * Nội dung:Với khối khí định, tích áp suất nhân với thể tích chia cho nhiệt độ tuyệt đối số : pV T 1 = pV T 2 Hoặc pV = const T * Điều kiện áp dụng: - Khí lí tưởng - Khối lượng khí khơng đổi 7.2 Những kĩ cần rèn luyện cho học sinh - Vận dụng thuyết động học phân tử để đặc điểm hình dạng, thể tích chất thể khí, thể lỏng, thể rắn - Vẽ đường đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp hệ tọa độ (P,V), (P,T), (V,T) - Vận dụng ba định luật chất khí để giải tập - Vận dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng phương trình Cla- pê- rơn-Men-đê-lê-ép để giải tập chất khí - Đưa phương án thí nghiệm để khảo sát q trình biến đổi trạng thái chất khí - Rèn luyện kĩ thực nghiệm: quan sát, so sánh, phân tích, tổng hợp,… - Có thái độ khách quan theo dõi thí nghiệm - Rèn luyện kĩ đổi đơn vị đại lượng đề cho phù hợp, kĩ vận dụng kiến thức tốn học để vẽ đồ thị, tính tốn,… - Vận dụng trình biến đổi trạng thái để giải thích tượng thực tế Những khó khăn sai lầm mà học sinh hay mắc phải học chương " Chất khí " - Học sinh khơng biết tốn thông số không đổi - Học sinh khối lượng khí ta xét lượng khí Đây khó khăn lớn học sinh - Học sinh hay quên định luật Bôilơ Mariôt, định luật Saclơ áp dụng khối lượng khí khơng đổi, khơng có biến đổi hóa học - Học sinh quên không đổi đại lượng đơn vị chuẩn (nhưng có trường hợp khơng cần đổi đơn vị chuẩn mà dùng ln đơn vị để giải tập) - Học sinh không phân biệt hai dạng định luật( theo nhiệt giai Kenvin nhiệt giai Cenxiut ) 7.4.Phương pháp giải tập chương “Chất khí” 7.4.1 Phân loại tập chương “Chất khí” Theo phương thức giải, tập gồm dạng tập, song định luật chất khí chương xây dựng theo đường thực nghiệm Việc xây dựng định luật giải tập thí nghiệm chương Vậy nên để giúp học sinh nắm vững kiến thức chương “Chất khí” từ biết vận dụng kiến thức vào việc giải tập, chia tập chương thành dạng : Dạng 1: Bài tập định tính Dạng 2: Bài tập định lượng Dạng 3: Bài tập đồ thị 7.4.2 Phương pháp giải tập chương “Chất khí” 2.5.2.1 Phương pháp giải tập định tính 1.Phương pháp giải Để giải tập này, ta tiến hành theo giai đoạn sau: * Giai đoạn 1: Tìm hiểu đề Xét xem lượng khí xét lượng khí nào? * Giai đoạn 2: Phân tích tượng - Xác định thơng số trạng thái q trình biến đổi trạng thái lượng khí - Trong thông số trạng thái, thông số không đổi, thông số thay đổi? * Giai đoạn 3: Xây dựng lập luận Dựa vào định luật chất khí, thuyết động học phân tử, thiết lập mối quan hệ định luật, thuyết đó,… với tượng cho từ lập luận để tìm u cầu tốn Ví dụ minh họa cho phương pháp giải Bài toán 1: Những chai đựng đầy nước giải khát có hòa tan khí cacbonic để vào chỗ ấm ta thấy nút chai bật Tại vậy? a Mục đích tập Vận dụng định luật Saclơ b.Phương pháp giải tập * Giai đoạn 1: Tìm hiểu đề 10 - Với lượng khí xác định có khối lượng nhiệt độ khơng đổi, mối liên hệ áp suất thể tích khí biểu diễn định luật nào? Từ dẫn đến áp suất khí thay đổi rót chất lỏng vào chai? - Làm để rót chất lỏng dễ dàng mà khơng cần nhấc phễu lên? Bài : 1.Mục đích tập Củng cố định luật Bôi lơ- Mariôt 2.Phương pháp giải tập a Tóm tắt Cho V1 = VA = 2l, p1 = pA = 2atm VB = 8l, T = const Tính p2 = ? b Xác lập mối quan hệ Xét khối khí có khối lượng nhiệt độ không đổi * Trạng thái 1: Lúc đầu khí bình A tích VA, áp suất pA * Trạng thái (Khi hai bình thơng nhau): - Thể tích: V2 = VA+ VB (1) - Áp suất: p2 Áp dụng định luật Bôi lơ- Mariơt cho khối khí này: p1V1 = p2V2 (2) c.Luận giải giải tập VA pA p2 (2) (1) V1 Kết : p2 = V + V p1 = 0,4atm d Kết biện luận Vậy áp suất khối khí sau hai bình thơng là: p2 = 0,4atm 3.Khó khăn học sinh - Học sinh áp dụng định luật để giải toán - Học sinh khơng biết mở khóa ( trạng thái ), thể tích khối khí 24 thể tích hai bình V2 = VA+ VB 4.Hướng dẫn học sinh vượt qua khó khăn - Lượng khí ta xét lượng khí nào? Lượng khí có thơng số không đổi,thông số thay đổi? - Với lượng khí có khối lượng nhiệt độ khơng đổi, ta áp dụng định luật chất khí? - Khi mở khóa, thể tích lượng khí xác định nào? Bài : 1.Mục đích tập - Vận dụng định luật Bơilơ – Mariôt - Khái niệm áp suất tĩnh công thức xác định Phương pháp giải tập a.Tóm tắt Cho V2 = 1,5 V1; T = const; po = 75cmHg Tìm h = ? b Xác lập mối quan hệ Xét khối khí bọt nước - Ở đáy hồ: + Thể tích: V1 h + Áp suất: p1 = po + 13,6 (cmHg) (1) - Ở mặt hồ: + Thể tích: V2 = 1,5V1 (2) + Áp suất: p2 = po (3) Nhiệt độ đáy hồ mặt hồ nên áp dụng định luật Bôilơ – Mariôt cho lượng khí xác định bọt khí ta có: p1V1 = p2V2 (4) c.Luận giải giải tập (1) p1 (2) V2 (3) p2 (4) h h = 0,5.13,6.po = 510 (cmHg) d Kết biện luận Vậy độ sâu đáy hồ h = 5,1m 3.Khó khăn học sinh - Học sinh khó khăn khơng biết xét lượng khí lượng khí có đại 25 lượng không đổi - Học sinh không nhớ áp suất khí bọt khí đáy hồ áp suất khí cộng với áp suất trọng lượng cột chất lỏng có độ cao h - Học sinh mặt nước, áp suất bọt khí áp suất khí - Học sinh lúng túng đổi áp suất đơn vị cmHg - Học sinh không nhớ điều kiện áp dụng định luật Bôilơ – Mariôt, nhớ điều kiện nhiệt độ khí khơng đổi mà qn khối lượng khí phải khơng đổi 4.Hướng dẫn học sinh vượt qua khó khăn - Ta xét lượng khí nào? Khi bọt khí từ đáy hồ lên mặt hồ, đại lượng không đổi? Khi nhiệt độ khí khơng đổi, ta áp dụng định luật chất khí? Điều kiện áp dụng định luật Bơilơ – Mariơt gì? - Tính áp suất khí đáy hồ theo áp suất khí áp suất trọng lượng cột chất lỏng gây nên theo đơn vị cmHg - Ở mặt nước, áp suất bọt khí bao nhiêu? Bài 1.Mục đích tập Vận dụng định luật Bơilơ – Mariơt 2.Phương pháp giải tập a.Tóm tắt A B Cho VA = 4l ; pA = 1at VB = 1l ; pB = 2at Tìm p = ? mở khóa b Xác lập mối quan hệ Coi nhiệt độ khí khơng đổi * Khi chưa mở khóa: - Khí bình A tích VA, áp suất pA - Khí bình B tích VB, áp suất pB * Khi mở khóa: - Khí bình A có: + Thể tích V1 = VA + ΔV (1) + Áp suất p Áp dụng định luật Bôilơ – Mariôt cho khối khí bình A: pAVA = pV1 (2) - Khí bình B có: + Thể tích V2 = VB - ΔV (3) 26 + Áp suất p Áp dụng định luật Bơilơ – Mariơt cho khối khí bình B: pBVB = pV2 c Luận giải giải tập (1) (4) V1 (2)+(4) (3) Kết : p = p V2 p AV A + p BV B V A + VB d Kết biện luận Áp suất khí bình mở khóa : p = p AV A + p BV B V A + VB 3.Khó khăn học sinh - Học sinh khó tưởng tượng mở khóa, thể tích khí bình A tăng thêm lượng ∆V thể tích khí bình B giảm lượng ∆V - Học sinh lúng túng xét định luật Bơilơ – Mariơt với khối khí bình mở khóa - Học sinh khơng biết cân bằng(mở khóa), áp suất hai bình A,B 4.Hướng dẫn học sinh vượt qua khó khăn - Giả sử mở khóa K, khí bình A thay đổi thể tích lượng ΔV Khi khí bình B thay đổi lượng thể tích bao nhiêu? Hãy xác định thể tích khí bình có cân bằng? - Điều kiện áp dụng định luật Bơilơ – Mariơt gì? Từng khối khí bình phải thỏa mãn điều kiện để áp dụng định luật Bơilơ – Mariơt? - Áp dụng định luật Bôilơ – Mariôt cho khối khí bình trước sau mở khóa diễn tả mối quan hệ nào? Bài : 1.Mục đích tập Vận dụng, củng cố định luật Bôilơ – Mariôt 2.Phương pháp giải tập a.Tóm tắt p1 p2 Cho h x h 27 p1 = n.p2 ; T = const Tính x =? b Xác lập mối quan hệ Lúc đầu pittơng giữ cố định bình Do áp suất khí bên trái gấp n lần áp suất khí bên phải nên để pittơng tự do, pittơng dịch chuyển phía bên phải, nơi có áp suất thấp Pittông dịch chuyển áp suất hai bên bình dừng lại Gọi x khoảng di chuyển sang bên phải pittông, S tiết diện pittông Trong trình pittơng dịch chuyển, lượng khí phía khơng đổi, nhiệt độ khí khơng đổi nên ta áp dụng định luật Bôilơ – Mariôt * Với lượng khí bên trái: - Trạng thái đầu : + Áp suất: p1 h S + Thể tích: V1 = - Trạng thái sau: (1) + Áp suất: p1’ = p + Thể tích: V1’ = ( (2) h + x) S (3) Áp dụng định luật Bôilơ – Mariơt: p1V1 = p1’V1’ * Với lượng khí bên phải : - Trạng thái đầu : + Áp suất: p2 + Thể tích: V2 = - Trạng thái sau: (4) h S (5) + Áp suất: p2’ = p + Thể tích: V2’ = ( (6) h - x) S (7) Áp dụng định luật Bôilơ – Mariôt: p2V2 = p2’V2’ c Luận giải giải tập (1) V1 (2) p1’ (3) V1’ (4) h(n − 1) Kết x = 2(n + 1) p (5) V2 (6) p2’ (7) V2’ (8) (8) x p2 28 d Kết biện luận h(n − 1) Khoảng dịch chuyển pittông sang phải là: x = 2(n + 1) 3.Khó khăn học sinh - Học sinh pittông dịch chuyển di chuyển phía nào? - Học sinh khơng biết với lượng khí bình khơng đổi, nhiệt độ khơng đổi áp dụng định luật - Học sinh khó thấy mối quan hệ thể tích khí hai bình liên hệ với áp suất khí pittơng dịch chuyển 4.Hướng dẫn học sinh vượt qua khó khăn - Áp suất phía bên trái gấp n lần áp suất phía bên phải để pittơng tự do, pittông dịch chuyển nào? Pittông di chuyển đến dừng lại? - Điều kiện để áp dụng định luật Bôilơ – Mariôt gì? - Hãy áp dụng định luật Bơilơ – Mariơt cho lượng khí phía bình? Xác định khoảng dịch chuyển x pittông? Bài 6: 1.Mục đích tập Vận dụng định luật Saclơ cho khối khí có khối lượng thể tích khơng đổi 2.Phương pháp giải tập a Tóm tắt Cho t1 = 27oC; p1 = 0,6 at; p2 = 1,0 at Tìm t2 = ? T2 = ? b Xác lập mối quan hệ Xét khối khí bóng đèn có khối lượng thể tích khơng đổi Áp dụng định luật Saclơ: p1 p2 = T1 T2 (1) T1 = t1 + 273 T2 = t2 + 273 c Luận giải giải tập (2) (1) (2) (3) T2 (3) t2 p1 p2 T2 = p2p T1 = 500K hay t2 = 227oC 29 c Luận giải giải tập (1) t2 o Kết t2 = 227 C ( 2) d Kết biện luận Vậy nhiệt độ khí bóng đèn cháy sáng T2 = 500K(hay t2 = 227oC) 3.Khó khăn học sinh - Học sinh thể tích khí bóng đèn ln khơng đổi 4.Hướng dẫn học sinh vượt qua khó khăn - Trong trình áp suất tăng, thể tích bóng đèn có thay đổi không? - Điều kiện áp dụng định luật Saclơ gì? - Với lượng khí có khối lượng khơng đổi, thể tích khơng đổi thơng số trạng thái liên hệ với nào? Hãy viết biểu thức diễn tả mối liên hệ đó? Bài 7: 1.Mục đích tập Vận dụng định luật Gay luy xac cho khối khí có khối lượng áp suất Hg không đổi 2.Phương pháp giải tập a.Tóm tắt Cho V1 = 15cm3; t1 = 177oC; t2 = 27oC D = 13,6g/cm3 Tìm ∆m = ? b Xác lập mối quan hệ Ở trạng thái đầu (cột thủy ngân nằm ngang), khí bình có thơng số trạng thái po,V1,T1 Khi làm lạnh khí ( nhiệt độ giảm) làm áp suất khí giảm Do chênh lệch áp suất nên có phần thủy ngân chảy vào ống làm giảm thể tích khí Thủy ngân khơng tràn vào áp suất khí lại po - Thể tích thủy ngân chảy vào bình V Thể tích khí trạng thái sau thủy ngân chảy vào là: V2 = V1 – V (1) - Vì p = const, áp dụng định luật Gay luy xac: V1 V2 = T1 T2 T1 = t1 + 273 (3) T2 = t2 + 273 Khối lượng thủy ngân chảy vào bình: m = D.V c Luận giải giải tập (2) (4) (5) 30 (3) T1 (4) T2 (1) V2 (2) V (5) m V1 (t1 − t ) m = t + 273 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 khơng chảy vào bình ? Khi áp suất khí bình liên hệ với áp suất khí lúc đầu nào? - Xét lượng khí ống, lượng khí có thơng 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, đẳng tích, đẳng áp) - Dựa vào định luật chất khí, phương trình trạng thái tìm thơng số 31 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) p(atm) * Mơ tả q trình (Giai đoạn 1) 3 + 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 T(K) ( (2-3) đoạn thẳng song song trục 0T, p2 =p3) 300 + 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) + Q trình (1-3): q 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 T.thái p2 = 3at V2 = ? T2 = T1 = 300K T.thái p3 = p2 = 3at V3 = V1 = 10l T3 = ? T.thái p4 = p1 = 1at V4 = ? T4 = ? Tìm V2 = ?, T3 = ?, V4 = ?, T4 = ? + Nhiệt độ T3: Quá trình (1-3): trình đẳng tích V1 = V3 = 10l p1 p3 Áp dụng định luật Saclo : T = T (1) + Thể tích V2: Q trình (1-2): q trình đẳng nhiệt T1 = T2 = 300 K Áp dụng định luật Bôilơ- Mariôt : p2V2 = p1V1 (2) + Thể tích V4: Q trình (3-4): q trình đẳng nhiệt T3 = T4 (3) Áp dụng định luật Bôilơ-Mariôt : p3V3 = p4V4 (4) 32 (1) T3 (2) V2 (4) V4 (3) T4 T1 p3 Thay số ta được: T3 = p = 900K ; T4 = T3 = 900K p1 V1 V2 = p = p3 V3 10 l ; V4 = p = 30l 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 khơng có 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 (3p(at) 4) + Từ (1) vẽ đường đẳng áp (1-4) + Giao điểm hai đường (3-4) (1-4) trạng thái (4) * Giai đoạn 4: V(l + Hồn 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) + Giao điểm hai đường (1-3) (1-2) trạng thái (1) + Từ (3) vẽ đường đẳng nhiệt (3-4) 33 + Từ (1) vẽ đường đẳng áp (1-4) + Giao điểm hai đường (3-4) (1-4) trạng thái (4) * Giai đoạn 4: V(l) + Hồn thành chu trình V1 T1 T3 T(K) 3.Khó khăn học sinh - 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 thông số trạng thái khối khí - Tìm mối liên hệ trạng thái thơng số ( khơng 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 T 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 p1 p2 - Áp dụng định luật Saclơ cho q trình đẳng tích : T = T 34 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 V p 2 V1,V2 p2,p3 V3 p1 V T2 T V1,V2 b) Tương tự Tta được0 T3 * Các trình : 1->2: Đẳng áp; 2->3: Đẳng nhiệt; 3->4: Đẳng tích; 4->1: Đẳng nhiệt V 35 p * Đồ thị: p V4 V T ,T 4 V3,V4 4 V1 p1 V T2,T3 T T 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 p V1,V2 V3,V4 p p2,p3 p1,p4 T p2 p3 T T3 T4 T Khó khăn học sinh − Học sinh 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 Tòng, 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 toán nâng cao vật lí 10, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội,2006 - Về khả áp dụng sáng kiến: + Sử dụng cho việc giảng dạy kiến thức chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT 36 + Phân loại phương pháp giải dạng tập Vật lí chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT Những thơng tin cần bảo mật: KHƠNG 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 tốn 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 toán 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 - 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 37 11 Danh sách tổ chức/cá nhân tham gia áp dụng thử áp dụng sáng kiến lần đầu: Số Tên tổ chức/cá nhân Địa Phạm vi/Lĩnh vực TT áp dụng sáng kiến HỌC SINH LỚP 10A1 – TRƯỜNG THPT MƠN VẬT LÍ 10 - Năm học 2016 - 2017 NGUYỄN DUY THÌ THPT HỌC SINH LỚP 10A1 – TRƯỜNG THPT MƠN VẬT LÍ 10 - Năm học 2017 - 2018 NGUYỄN DUY THÌ THPT HỌC SINH LỚP 10A1 – TRƯỜNG THPT QUANG MƠN VẬT LÍ 10 Năm học 2018 - 2019 HÀ THPT Bình xuyên, ngày tháng năm 2019 Bình xuyên, ngày 18 tháng năm 2019 Thủ trưởng đơn vị Tác giả sáng kiến Hoàng Văn Chiến 38 ... Với lí trên, 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. .. 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: ... 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