Bài 29: Q TRÌNH ĐẲNG NHIỆT ĐỊNH LUẬT BƠI-LƠ_MA-RI-ỐT (VẬT LÍ 10 – CƠ BẢN) I Mục tiêu: Kiến thức, kĩ năng, thái độ: a Kiến thức: - Hiểu trạng thái lượng khí xác định thơng số áp suất, thể tích nhiệt độ - Nêu định nghĩa trình đẳng nhiệt - Nhận biết phân biệt được: "trạng thái" "quá trình" - Phát biểu viết biểu thức định luật Bôi-lơ–Ma-ri-ốt b Kĩ năng: - Dùng thuyết động học phân tử chất khí giải thích cách định tính mối quan hệ áp suất thể tích lượng khí xác định trình đẳng nhiệt - Đề xuất giả thuyết mối quan hệ định lượng áp suất thể tích q trình đẳng nhiệt lượng khí xác định - Đề xuất phương án thí nghiệm tiến hành thí nghiệm để kiểm tra mối quan hệ áp suất thể tích lượng khí xác định q trình đẳng nhiệt - Thu thập xử lí số liệu để kiểm tra giả thuyết rút kết luận: p.V = số - Biện luận sai số kết thí nghiệm nguyên nhân gây nên sai số: có thay đổi nhiệt độ, sai số đo đạc - Đọc, hiểu tài liệu (SGK) - Giải tập liên quan đến khối lượng khí xác định q trình đẳng nhiệt - Vẽ đường đẳng nhiệt hệ tọa độ (p, V) - Vận dụng kiến thức giải thích số tượng thực tế liên quan đến trình đẳng nhiệt c Thái độ: - Có hứng thú học Vật lí, u thích tìm tịi khoa học; trân trọng đóng góp Vật lí cho tiến xã hội công lao nhà khoa học - Có thái độ khách quan, trung thực, có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, xác có tinh thần hợp tác cơng việc học tập mơn Vật lí, việc áp dụng hiểu biết đạt Trang - Có ý thức vận dụng hiểu biết Vật lí vào đời sống - Tự lực, tự giác học tập, tham gia xây dựng kiến thức Năng lực định hướng hình thành phát triển cho học sinh: - Năng lực phát vấn đề nghiên cứu; đưa giả thuyết, dự đoán; thiết kế thực theo phương án thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết, dự đốn; phân tích, xử lí số liệu, khái qt hóa rút kết luận khoa học; đánh giá kết phương pháp giải vấn đề - Năng lực tự học, đọc hiểu giải vấn đề theo giải pháp lựa chọn thông qua việc tự nghiên cứu vận dụng kiến thức để giải thích tình thực tiễn giải tập liên quan đến kiến thức học - Năng lực giao tiếp, sử dụng ngơn ngữ hợp tác nhóm: làm thí nghiệm, trao đổi thảo luận, trình bày kết thảo luận - Năng lực tính tốn, trình bày trao đổi thơng tin: hồn thành bảng số liệu làm thí nghiệm - Năng lực thực hành thí nghiệm: thao tác an tồn thí nghiệm II Chuẩn bị: Giáo viên: - Chuẩn bị phiếu học tập - Dụng cụ thí nghiệm: + Bộ thí nghiệm xây dựng định luật Bơi-lơ–Ma-ri-ốt + Vài ống pít-tơng xilanh - Bảng phụ để học sinh xử lí số liệu thí nghiệm, rút nhận xét vẽ đồ thị - Tổ chức chia lớp thành nhóm học tập phù hợp, … Học sinh: - Ôn tập kiến thức học áp suất, đơn vị áp suất, dụng cụ đo áp suất chất khí Đơn vị cách đo thể tích chất khí - SGK, ghi bài, giấy nháp… - Chuẩn bị phần trình bày tượng liên quan đến thay đổi áp suất, thể tích chất khí nhiệt độ không đổi - Thực nhiệm vụ học tập giao III Tổ chức hoạt động học học sinh Các bước Khởi động Hoạt động Hoạt động Hình thành kiến Hoạt động Tên hoạt động Tạo tình có vấn đề Thời lượng dự kiến phút Tìm hiểu trạng thái phút Trang thức trình biến đổi trạng thái Hoạt động Nghiên cứu định luật Bôi- 20 phút lơ_Ma-ri-ốt Hoạt động Tìm hiểu đường đẳng nhiệt Luyện tập Hoạt động Hệ thống hóa kiến thức Bài phút tập định luật Bôi-lơ_Ma-riốt Vận dụng Hoạt động Tìm hiểu ứng dụng định phút luật Bơi lơ_Mari ốttrong sống Tìm tịi mở rộng phút A KHỞI ĐỘNG Hoạt động 1: Tạo tình học tập a Mục tiêu hoạt động: Tạo tình có vấn đề cần nghiên cứu phương pháp cho học sinh làm thí nghiệm Phát cho nhóm vài xi lanh, bịt kín đầu xilanh cho hs kéo, đẩy nhẹ pit tơng cảm nhận tay lần kéo, đẩy Nội dung hoạt động: Học sinh làm thí nghiệm, dự kiến câu trả lời, đưa vấn đề cần nghiên cứu + Câu lệnh 1: Hãy dự đoán quan hệ áp suất thể tích lượng khí xác định nhiệt độ không đổi? + Câu lệnh 2: Làm để biết mối quan hệ định lượng thể tích áp suất khối lượng khí xác định nhiệt độ không đổi? Học sinh suy nghĩ trả lời Thảo luận xác định vấn đề nghiên cứu b) Gợi ý tổ chức hoạt động GV đặt vấn đề cách cho HS làm thí nghiệm, đặt hai câu hỏi lệnh yêu cầu HS ghi nhiệm vụ chuyển giao vào vở, thực nhiệm vụ chuyển giao HS ghi nhiệm vụ chuyển giao vào vở, độc lập suy nghĩ ghi vào ý kiến Sau thảo luận nhóm để đưa báo cáo nhóm dự đốn c) Sản phẩm hoạt động HS báo cáo kết hoạt động nhóm nội dung ghi B HÌNH THÀNH KIẾN THỨC Trang * Hoạt động 2: Tìm hiểu trạng thái trình biến đổi trạng thái a Mục tiêu hoạt động: Đưa khái niệm thơng số trạng thái, q trình, đẳng q trình Nội dung hoạt động: - Học sinh hướng dẫn nghiên cứu tài liệu (SGK) để tự lĩnh hội kiến thức liên quan như: thông số trạng thái, trình, trình đẳng nhiệt - Hình thức chủ yếu hoạt động học sinh phần tự học Dưới hướng dẫn giáo viên (trực tiếp lớp, thảo luận lớp để “chốt” kiến thức) Học sinh lĩnh hội kiến thức thơng số trạng thái, q trình, q trình đẳng nhiệt b Gợi ý tổ chức hoạt động: - Yêu cầu HS đọc SGK trả lời yêu cầu phiếu học tập - Trong q trình hoạt động nhóm, GV quan sát HS tự học, thảo luận, làm việc nhóm Ghi nhận kết làm việc cá nhân c Sản phẩm hoạt động: Báo cáo kết hoạt động nhóm ghi nội dung vào * Hoạt động 3: Nghiên cứu định luật Bôi-lơ_Ma-ri-ốt a Mục tiêu hoạt động: - Nghiên cứu thuyết động học phân tử chất khí - Trả lời câu hỏi dự đốn quan hệ áp suất thể tích lượng khí xác định nhiệt độ khơng đổi? - Đề xuất giả thuyết tiến hành TN kiểm tra giả thuyết rút kết luận từ rút định nghĩa biểu thức định luật Bôi lơ _ Ma ri ốt - Trả lời câu hỏi: Làm để biết mối quan hệ định lượng thể tích áp suất khối lượng khí xác định nhiệt độ khơng đổi? Nội dụng hoạt động: - HS làm việc nhóm, thảo luận để dự đốn xem: lượng khí xác định, nhiệt độ khí khơng đổi áp suất thể tích có mối liên hệ nào? - Học sinh giao nhiệm vụ thiết kế phương án thí nghiệm kiểm tra dự đốn “Đối với lượng khí xác định, nhiệt độ khơng đổi, áp suất khí tỉ lệ nghịch với thể tích khí” - Dưới hướng dẫn giáo viên trực tiếp lớp, thảo luận lớp, học sinh tiến hành thí nghiệm lĩnh hội kiến thức - GV theo dõi, quan sát HS q trình thí nghiệm để gợi ý học sinh gặp khó khăn giải vấn đề đồng thời khuyến khích nhóm hoạt động tích cực b Gợi ý tổ chức hoạt động: - GV giao cho nhóm, nhóm thí nghiệm kèm nhiệm vụ học tập Trang + Nhóm 1: Tiến hành thí nghiệm nhiệt độ phịng với lượng khí ban đầu 20 cm3 + Nhóm 2: Tiến hành thí nghiệm nhiệt độ phịng với lượng khí ban đầu 10cm3 + Nhóm 3: Tiến hành thí nghiệm nhiệt độ phịng với lượng khí ban đầu 40 cm3 + Nhóm 4: Tiến hành thí nghiệm nhiệt độ phịng với lượng khí ban đầu 30 cm3 - HS ghi nhiệm vụ chuyển giao GV vào vở, tiến hành làm thí nghiệm, đọc tài liệu, ghi ý kiến vào Sau thảo luận nhóm, làm thí nghiệm với nhóm để đưa báo cáo, thống cách trình bày kết thảo luận nhóm, ghi vào cá nhân ý kiến nhóm - Trong q trình hoạt động nhóm, GV quan sát HS tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời em cần hổ trợ Ghi nhận kết làm việc cá nhân nhóm HS c Sản phẩm hoạt động: Báo cáo kết hoạt động nhóm ghi nội dung vào định nghĩa biểu thức định luật Bôi Lơ Mari ốt * Hoạt động 4: Tìm hiểu đường đẳng nhiệt a Mục tiêu hoạt động: Dùng kiến thức toán học để vẽ đường đẳng nhiệt Nội dung hoạt động: - HS dùng kiến thức toán học để vẽ đồ thị hàm số y = Từ vẽ đồ thị hàm số Đồ thị đường đẳng nhiệt b Gợi ý tổ chức hoạt động: Yêu cầu HS trả lời yêu cầu phiếu học tập : c Sản phẩm hoạt động: Ghi kết hoạt động nhóm báo cáo kết bảng phụ Hs ghi vào hai vấn đề - Thế đường đẳng nhiệt - Hình dạng đồ thị đường đẳng nhiệt C LUYỆN TẬP * Hoạt động 5: Hệ thống hóa kiến thức, tập định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt a Mục tiêu hoạt động: Hệ thống hóa kiến thức Tổ chức trị chơi “ Ai nhanh hơn” để chuẩn hóa kiến thức luyện tập Nội dung hoạt động: Giao cho HS luyện tập theo số câu hỏi, tập: Câu 1: Trong đại lượng sau đây, đại lượng thông số trạng thái lượng khí? Trang A Thể tích B Khối lượng C Nhiệt độ tuyệt đối D Áp suất Đáp án: B Câu 2: Hệ thức sau không phù hợp với định luật Bôi-lơ_Ma-ri-ốt? A B p1V1 = p2V2 C V ~ p D Đáp án: C Câu 3: Quá trình sau có liên quan tới định luật Bơi-lơ-Ma-ri-ốt? A Quả bóng bàn bị bẹp nhúng vào nước nóng, phồng lên cũ B Khi để xe ngồi nắng, bánh xe căng thêm C Đun nóng khí xi lanh kín D Ấn từ từ pit-tơng xi lanh chứa khí Đáp án: D Câu 4: Nhiệt độ khối lượng khí giữ khơng đổi Khi thể tích lượng khí giảm nửa áp suất A khơng đổi B giảm nửa C tăng lên lần D tăng lên lần Trả lời: C Câu 5: Một xilanh chứa 150cm3 khí áp suất 2.105 Pa Pit-tơng nén khí xilanh xuống cịn 100cm3 Tính áp suất khí xilanh lúc này, coi nhiệt độ khí khơng đổi Trả lời: Trạng thái 1: V1 = 150cm3; p1 = 2.105 Pa; Trạng thái 2: V2 = 100cm3; p2 = ? Theo định luật Bơi-lơ_Ma-ri-ốt, ta có: p1V1 = p2V2 Do đó: Pa b Gợi ý tổ chức hoạt động: Trang GV chuyển giao nhiệm vụ (câu hỏi, tập) HS ghi nhận nhiệm vụ, thảo luận nhóm đưa báo cáo kết nhóm, ghi vào kết nhóm Trong q trình hoạt động nhóm GV quan sát, hỗ trợ kịp thời hướng dẫn HS tự đánh giá GV hệ thống HS chốt kiến thức c Sản phẩm hoạt động: Báo cáo kết hoạt động nhóm nội dung ghi hs D VẬN DỤNG, TÌM TỊI MỞ RỘNG * Hoạt động 6: Tìm hiểu ứng dụng định luật Bôi lơ - Mariốt sống a Mục tiêu hoạt động: Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tịi mở rộng kiến thức học tương tác với cộng đồng Tùy theo lực mà em thực mức độ khác Nội dung hoạt động: Chọn câu hỏi tập để tự tìm hiểu phần lớp (nếu đủ thời gian) phần cịn lại tự tìm hiểu ngồi lớp học Tìm hiểu giải thích số tượng liên quan đến q trình đẳng nhiệt lượng khí xác định như: a Quan sát người thợ lặn ta nhận thấy bọt khí họ lúc to lên mặt nước b Khi ta bóp mạnh bóng bóng bị vỡ c Trước tiêm thuốc cho bệnh nhân, bác sỹ phải vẩy cho hết bọt khí có dung dịch thuốc tiêm tiêm cho bệnh nhân d Khi ngoi lên mặt nước, người thợ lặn phải há miệng ngoi lên từ từ b Gợi ý tổ chức hoạt động: GV đặt vấn đề chuyển giao nhiệm vụ để HS thực HS ghi nhiệm vụ chuyển giao HS vào Sau thảo luận nhóm để đưa cách thực nhiệm vụ lớp học GV ghi nhận kết cam kết cá nhân nhóm học sinh Hướng dẫn, gợi ý cách thực cho HS, hướng dẫn HS tự đánh giá đánh giá lẫn (nếu có điều kiện) c Sản phẩm hoạt động: Báo cáo kết hoạt động nhóm nội dung ghi HS CÁC PHIẾU HỌC TẬP HOẠT ĐỘNG 1: KHỞI ĐỘNG Yêu cầu: Học sinh làm thí nghiệm trả lời câu hỏi: + Câu lệnh 1: Hãy dự đoán quan hệ áp suất thể tích lượng khí xác định nhiệt độ khơng đổi? Trang + Câu lệnh 2: Làm để biết mối quan hệ định lượng thể tích áp suất khối lượng khí xác định nhiệt độ khơng đổi? HOẠT ĐỘNG 2: Tìm hiểu trạng thái trình Yêu cầu: HS đọc SGK trả lời câu hỏi: Trạng thái lượng khí xác định thơng số trạng thái nào? Cho biết đơn vị thông số trạng thái? Thế trình biến đổi trạng thái? Đẳng trình gì? Dựa vào định nghĩa đẳng trình, em cho biết có đẳng q trình? HOẠT ĐỘNG 3: Nghiên cứu định luật Bôi-lơ_Ma-ri-ốt Yêu cầu: Học sinh vận dụng kiến thức học sau làm thí nghiệm trả lời câu hỏi: Đối với khối lượng khí xác định, nhiệt độ khơng đổi, dự đốn quan hệ định lượng áp suất thể tích nào? Nếu làm thí nghiệm để kiểm tra dự đốn cần dụng cụ nào? Thiết kế phương án thí nghiệm kiểm tra dự đốn “Đối với khối lượng khí xác định, nhiệt độ khơng đổi, áp suất khí tỉ lệ nghịch với thể tích khí” Tiến hành thí nghiệm so sánh kết thí nghiệm với dự đốn ban đầu Rút nhận xét Nêu nguyên nhân dẫn tới sai số Định nghĩa viết biểu thức định luật Bơi lơ mari ốt HOẠT ĐỘNG 4: Tìm hiểu đường đẳng nhiệt Yêu cầu: HS đọc SGK thảo luận nhóm trả lời câu hỏi: Thế đường đẳng nhiệt? Dự đoán dạng đường đẳng nhiệt hệ tọa độ p-V? Vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc p V hệ tọa độ (pOV) rút nhận xét hình dạng đồ thị So sánh nhiệt độ đường đẳng nhiệt với nhiệt độ đường đẳng nhiệt tìm cách giải thích Có thể vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc p V hệ tọa độ khác : pOT,…hay không ? Trang HOẠT ĐỘNG 5: Luyện tập Yêu cầu: Câu 1: Trong đại lượng sau đây, đại lượng thông số trạng thái lượng khí? A Thể tích B Khối lượng C Nhiệt độ tuyệt đối D Áp suất Câu 2: Hệ thức sau không phù hợp với định luật Bôi-lơ_Ma-ri-ốt? A B p1V1 = p2V2 C V ~ p D Câu 3: Quá trình sau có liên quan tới định luật Bơi-lơ-Ma-ri-ốt? A Quả bóng bàn bị bẹp nhúng vào nước nóng, phồng lên cũ B Khi để xe nắng, bánh xe căng thêm C Đun nóng khí xi lanh kín D Ấn từ từ pit-tơng xi lanh chứa khí Câu 4: Nhiệt độ khối lượng khí giữ khơng đổi Khi thể tích lượng khí giảm nửa áp suất A khơng đổi B giảm nửa C tăng lên lần D tăng lên lần Câu 5: Một xilanh chứa 150cm3 khí áp suất 2.105 Pa Pit-tơng nén khí xilanh xuống cịn 100cm3 Tính áp suất khí xilanh lúc này, coi nhiệt độ khí khơng đổi HOẠT ĐỘNG 6: Vận dụng, tìm tịi mở rộng u cầu: Tìm hiểu giải thích số tượng liên quan đến trình đẳng nhiệt lượng khí xác định như: Trang a Quan sát người thợ lặn ta nhận thấy bọt khí họ lúc to lên mặt nước b Khi ta bóp mạnh bóng bóng bị vỡ c Trước tiêm thuốc cho bệnh nhân, bác sỹ phải vẩy cho hết bọt khí có dung dịch thuốc tiêm tiêm cho bệnh nhân d Khi ngoi lên mặt nước, người thợ lặn phải há miệng ngoi lên từ từ ………… Hết………… Trang 10 ... cứu định luật Bôi- 20 phút lơ _Ma-ri-ốt Hoạt động Tìm hiểu đường đẳng nhiệt Luyện tập Hoạt động Hệ thống hóa kiến thức Bài phút tập định luật Bôi-lơ_ Ma-riốt Vận dụng Hoạt động Tìm hiểu ứng dụng định. .. Câu 2: Hệ thức sau không phù hợp với định luật Bôi-lơ_ Ma-ri-ốt? A B p1V1 = p2V2 C V ~ p D Đáp án: C Câu 3: Quá trình sau có liên quan tới định luật Bơi-lơ -Ma-ri-ốt? A Quả bóng bàn bị bẹp nhúng... suất Câu 2: Hệ thức sau không phù hợp với định luật Bôi-lơ_ Ma-ri-ốt? A B p1V1 = p2V2 C V ~ p D Câu 3: Quá trình sau có liên quan tới định luật Bơi-lơ -Ma-ri-ốt? A Quả bóng bàn bị bẹp nhúng vào