Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập theo hướng phát huy tính tích cực tự lực của học sinh trong dạy học chương chất khí lớp 10 thpt luận văn thạc sỹ vật lý

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH TH VN XÂY DựNG Và Sử DụNG Hệ THốNG BàI TậP THEO HƯớNG PHáT HUY TíNH TíCH CựC Tự LựC CủA HọC SINH TRONG DạY HọC CHƯƠNG CHấT KHí LíP 10 THPT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN – 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH ĐỖ THỊ VÂN X¢Y DựNG Và Sử DụNG Hệ THốNG BàI TậP THEO HƯớNG PH¸T HUY TÝNH TÝCH CùC Tù LùC CđA HäC SINH TRONG DạY HọC CHƯƠNG CHấT KHí - LớP 10 THPT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Chuyên ngành: LL&PPDH VẬT LÝ Mã số: 60 14 10 Người hướng dẫn khoa học: PGS TS HÀ VĂN HÙNG NGHỆ AN - 2012 LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực Luận văn, nhận động viên giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn PGS TS Hà Văn Hùng, người hướng dẫn suốt thời gian qua Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc giúp đỡ quý báu Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Sau Đại học khoa Vật lý trường Đại học Vinh nhiệt tình giảng dạy bảo cho tơi suốt khóa học Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu giáo viên Trường THPT Quảng Xương II tạo điều kiện tốt để tiến hành thực nghiệm đề tài Mặc dù có nhiều cố gắng, luận văn không tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến góp ý Thầy, Cô, đồng nghiệp, bạn bè để kịp thời sửa chữa, hồn thiện luận văn Xin chân thành cảm ơn Vinh, tháng 10 năm 2012 Tác giả Đỗ Thị Vân MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU .1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu .3 Phƣơng pháp nghiên cứu Đóng góp luận văn .4 Cấu trúc luận văn .4 Chƣơng CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÝ TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƢỜNG PHỔ THÔNG 1.1 Quan niệm phƣơng pháp dạy học phƣơng pháp dạy học tích cực dạy học Vật lý 1.1.1 Quan niệm phƣơng pháp dạy học .5 1.1.2 Phƣơng pháp dạy học tích cực dạy học Vật lý .5 1.2 Cơ sở lý luận tính tích cực dạy học 1.2.1 Bản chất học chức dạy hệ tƣơng tác dạy học 1.2.2 Tính tích cực hoạt động nhận thức học sinh 10 1.3 Bài tập Vật lý việc bồi dƣỡng lực tƣ cho học sinh trình dạy học 15 1.3.1 Vai trò BTVL việc bồi dƣỡng lực tƣ học sinh 15 1.4 Định hƣớng tƣ cho học sinh trình giải tập Vật lý 16 1.5 Bài tập Vật lý 17 1.5.1 Khái niệm tập Vật lý 17 1.5.2 Ý nghĩa tác dụng tập Vật lý 18 1.5.3 Vai trò tập Vật lý .19 1.5.4 Phân loại tập Vật lý 21 1.6 Bảo đảm yêu cầu việc dạy học tập 22 1.7 Quan hệ hoạt động giải tập Vật lý với việc nâng cao tính tích cực tự lực cho học sinh 23 1.8 Tình hình sử dụng tập Vật lý để phát huy tính tích cực tự lực cho học sinh .24 Kết luận chƣơng .25 Chƣơng XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍCH CỰC TỰ LỰC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “CHẤT KHÍ” - LỚP 10 THPT 26 2.1 Mục tiêu dạy học chƣơng “Chất khí” 26 2.1.1 Phân tích nội dung chƣơng “Chất khí” chƣơng trình Vật lý 10 THPT 26 2.1.2 Sơ đồ cấu trúc nội dung chƣơng “chất khí” 28 2.2 Một số kiến thức chƣơng “Chất khí” 29 2.3 Xây dựng hệ thống tập theo hƣớng phát huy tính tích cực tự lực học sinh dạy học chƣơng “Chất khí”- Lớp 10, nâng cao 32 2.3.1 Nguyên tắc xây dựng, tuyển chọn phân loại tập theo lôgic nhận thức hệ thống tập chọn lọc 32 2.3.2 Một số nét chung giải tập chƣơng “Chất khí” 33 2.4 Các toán đƣợc đề cập chƣơng “Chất khí” 34 2.4.1 Bài tốn 1: “Thuyết động học phân tử chất khí, cấu tạo chất” 34 2.4.2 Bài toán 2: Bài toán định luật Bơi-lơ-Ma-ri-ốt 38 2.4.3 Bài tốn 3: Bài toán định luật Sác-lơ, định luật Gay-Luy-Sác .49 2.4.4 Bài tốn 4: Bài tốn phƣơng trình trạng thái khí lý tƣởng .55 2.4.5 Bài tốn 5: Phƣơng trình trạng thái Men-đê-lê-ep - Cla-pê-rơng áp dụng cho hỗn hợp khí Định luật Đanton 60 2.4.6 Bài toán 6: Bài toán đồ thị .64 Chƣơng THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .67 3.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm 67 3.2 Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm 67 3.3 Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 67 3.4 Nội dung thực nghiệm sƣ phạm 67 3.4.1 Công tác chuẩn bị 67 3.4.2 Thiết kế số tiến trình dạy học có sử dụng hệ thống tập đƣợc xây dựng theo hƣớng phát huy tính tích cực tự lực học sinh 69 3.4.3 Tiến hành thực nghiệm 72 3.4.4 Kết thực nghiệm sƣ phạm .73 3.5 Đánh giá kết học tập học sinh 74 Kết luận chƣơng .78 KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ĐC : Đối chứng GV : Giáo viên HS : Học sinh PP : Phƣơng pháp PTTT : Phƣơng trình trạng thái SGK : Sách giáo khoa THPT : Trung học phổ thông TN : Thực nghiệm MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Điều 28 Luật giáo dục (2005) quy định: “Phƣơng pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh, phù hợp với đặc điểm môn học, lớp học, bồi dƣỡng phƣơng pháp tự học, khả làm việc theo nhóm, rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS ” Trong năm gần định hƣớng đổi đƣợc thực tất cấp học, môn học, đƣợc thể việc đổi nội dung, chƣơng trình sách giáo khoa vận dụng phƣơng pháp dạy học tích cực dạy học Việc làm góp phần nâng cao chất lƣợng hiệu dạy học giáo dục Trong dạy học, tập Vật lý giữ vị trí đặc biệt quan trọng việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lý trƣờng phổ thông Bài tập vật lý giúp học sinh hiểu sâu sắc quy luật vật lý, tƣợng vật lý, biết phân tích chúng ứng dụng vào thực tiễn sống Khi giải tập vật lý giúp hình thành phẩm chất cá nhân học sinh nhƣ tình u lao động, hăng say tim tịi, sáng tạo, khả độc lập suy nghĩ, tự lực trƣớc vấn đề tập, phát triển tƣ học đam mê vật lý học sinh Vì vậy, phƣơng pháp giải tập vật lý phƣơng tiện quan trọng để giải toán vật lý đạt hiệu cao có chất lƣợng Qua tìm hiểu nghiên cứu, tơi thấy số thực trạng sau: Về phía giáo viên: Trình độ lực, tổ chức hoạt động dạy học nhiều giáo viên nhiều hạn chế, phƣơng pháp dạy học chủ yếu truyền thụ chiều Thiếu kỹ sử dụng phƣơng tiện kỹ thuật dạy học đại nên khó trực quan kiến thức làm cho học sinh giảm niềm tin vào khoa học Về phía học sinh: Chƣa xác định đƣợc động học tập đắn Lối tƣ thụ động, quan tâm đến tƣợng nên không hiểu chất, nên đọc tập học sinh khó định hƣớng cách giải mà trơng chờ vào hƣớng dẫn giáo viên Nhiều học sinh ngại lao động trí óc, dành nhiều thời gian vui chơi giải trí nên lƣời học, từ có lối học thụ động Một yếu tố khách quan nhiều học sinh có hồn cảnh khó khăn nên em có thời gian dành cho học tập, có tài liệu tham khảo, giao lƣu, rụt rè, nhút nhát nên trình độ tƣ lý luận thấp Xuất phát từ đặc điểm phần Vật lý phân tử nhiệt học mà học sinh đƣợc làm quen phần lớp 8, lại đƣợc tiếp tục hoàn thiện mức cao lớp 10, 11 trung học phổ thông Đây phần trọng tâm nhƣng lại trừu tƣợng, có liên quan đến phần học, điện học, có nhiều tƣợng bị chi phối định luật Vật lý, thuyết Vật lý, liên quan đến máy móc, thiết bị, động nhiệt, máy lạnh… Trƣớc lý trên, chọn đề tài nghiên cứu: Xây dựng sử dụng hệ thống tập theo hướng phát huy tính tích cực tự lực học sinh dạy học chương “Chất khí” - lớp 10 THPT Mục đích nghiên cứu - Xây dựng phát triển hệ thống tập chƣơng “Chất khí”- Vật lý 10 - Thiết kế phƣơng án dạy học với hệ thống tập soạn nhằm phát huy tính tích cực tự lực học sinh Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tƣợng - Bài tập dạy học Vật lý - Phƣơng pháp giải loại tập chƣơng “Chất khí” - Học sinh lớp 10- THPT Quảng Xƣơng II 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu tập phần “Chất khí” - Tổ chức hoạt động dạy học phần “Chất khí” trƣờng THPT QXII Giả thuyết khoa học Nếu áp dụng phƣơng pháp dạy học tích cực hệ thống tập đƣợc xây dựng dạy học chƣơng chất khí – lớp 10 THPT nâng cao hiệu học tập học sinh nâng cao tính tích cực tự lực học tập học sinh khơi dậy niềm đam mê Vật lý Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1 Tìm hiểu sở lý luận vấn đề phát huy tính tích cực tự lực học sinh 5.2 Hệ thống tập chƣơng “Chất khí” nhằm phát huy tính tích cực tự lực học sinh 5.3 Nghiên cứu sở lý luận BT dạy học Vật lý, mối liên hệ nắm vững kiến thức giải BTVL 5.4 Phát triển lực giải vấn đề việc BTVL học sinh 5.5 Nghiên cứu chƣơng trình, sách giáo khoa, chuẩn kiến thức kỹ Vật lý lớp 10 chƣơng “Chất khí” nhằm tạo sở xây dựng hệ thống tập 5.6 Tìm hiểu thực trạng việc sử dụng tập trƣờng THPT Quảng Xƣơng II - huyện Quảng Xƣơng - tỉnh Thanh Hóa 5.7 Thiết kế phƣơng án dạy học với hệ thống tập soạn nhằm phát huy tính tích cực tự lực học sinh 5.8 Thực nghiệm sƣ phạm để đánh giá tính khả thi, hiệu phƣơng án thiết kế, điều chỉnh, hoàn thiện 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Hữu Cát (2004), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Vật lý, Tài liệu dành cho sinh viên học viên sau đại học ngành Vật lý Nguyễn Văn Khải, Nguyễn Duy Chiến, Phạm Thị Mai, Lý luận dạy học vật lý trường phổ thông, NXB Giáo dục I.F.Kharlamop (1979), Phát huy tính tích cực học tập học sinh nào, NXB Giáo dục Vũ Thanh Khiết, Kiến thức nâng cao Vật lý THPT tập 1, NXB Hà Nội Nguyễn Thế Khôi (tổng chủ biên, 2008), SGK Vật lý 10 nâng cao, NXB Giáo dục Nguyễn Thế Khôi (tổng chủ biên, 2011), Sách giáo viên Vật lý 10 nâng cao, NXB Giáo dục Nguyễn Quang Lạc, Lý luận dạy học Vật lý trường phổ thông, Đại học Vinh Nguyễn Quang Lạc,Phương pháp luận nghiên cứu khoa học vật lý, Đại học Vinh Nguyễn Quang Lạc (2010), Những tiếp cận đại lý luận phương pháp dạy học Vật lý , Vinh 10 Phạm Thị Phú (2007), Chuyển hóa phương pháp nhận thức Vật lý thành phương pháp dạy học Vật lý, Vinh 11 Nguyễn Đức Thâm (chủ biên), Phương pháp dạy học Vật lý trường phổ thông, NXB Đại học Sƣ phạm 12 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng, Tổ chức hoạt động nhận thức học sinh dạy học vật lý trường phổ thông, ĐH Hà Nội 13 Nguyễn Đình Thƣớc (2008), Phát triển tư học sinh dạy học vật lý, Đại học Vinh 14 Phạm Hữu Tòng (2007), Tổ chức hoạt động nhận thức dạy học Vật lý, tập giảng chuyên đề cao học, NXB Đại học sƣ phạm, Hà Nội 15 Vụ Giáo dục Trung học (2006), Tài liệu bồi dưỡng giáo viên thực chương trình SGK lớp 10 môn Vật lý, - NXB Giáo dục, Hà Nội 16 Các văn kiện Đảng 17 Các trang web: http://thuvienvatly.com http://thuvienvietnam.org http://songthan.info http://violet.vn 81 PHỤ LỤC PHỤ LỤC Một số tập định tính tập định lƣợng chƣơng chất khí Bài 1: Một cốc đựng nƣớc nóng, ta đổ nƣớc nóng vào cốc úp lên khay đáy phẳng nằm ngang mà khay cịn nƣớc số trƣờng hợp ta thấy cốc bị gió thổi trƣợt cách nhẹ nhàng mặt khay Tại nhƣ ? Bài 2: Tại bình đựng khí nén nở nguy hiểm cốc đựng nƣớc dƣới áp suất lớn nổ không nguy hiểm ? Bài 3: Bóng đèn điện chứa đầy khí nito nhiệt độ áp suất thấp Tại phải nạp khí vào bóng đèn điều kiện nhƣ ? Bài 4: Thả hạt muối ăn vào nƣớc bình sau thời gian phân tử muối phân bố tồn thể tích nƣớc Hãy giải thích tƣợng ? Bài tập 5: Ngƣời nhái mang bình khơng khí nén tới áp suất P = 150 atm, lặn xuống nƣớc quan sát sau 10 phút tìm đƣợc chỗ hỏng đáy tàu, lúc áp suất khí nén giảm 20% Ngƣời tiến hành sửa chữa lúc tiêu thụ khơng khí gấp rƣỡi lúc quan sát Ngƣời sửa chữa thời gian tối đa ? Nếu lí an tồn áp suất bình khơng đƣợc thấp 30atm ? Coi nhiệt độ không đổi Hƣớng dẫn giải Bài 1: Khi vừa đổ nƣớc nóng cốc cốc cịn nóng, lƣợng khí lạnh tràn vào cốc Khi úp cốc xuống mặt khay có nƣớc lƣợng khí bị nung nóng dần giãn nở nhƣng miệng cốc bị bịt kín nên áp suất khí cốc tăng lên cao áp suất khí bên ngồi Kết cốc bị nâng lên chút miệng cốc không tiếp xúc với đáy khay Vì cốc trƣợt dễ dàng nƣớc Ma sát nhỏ không đáng kể so với ma sát trƣợt 82 miệng cốc đáy khay Nếu khí q nóng số bị ngồi, nhƣng khí cịn lại cốc có áp suất cao bên ngồi Bài 2: Khi ống nổ áp suất nƣớc nhanh chóng giảm đến khơng khơng gây phá hoại lớn Khi bình kín nổ, thể tích chất khí tăng lên nhanh chóng, mảnh thu đƣợc vận tốc lớn gây sức cơng phá lớn Bài 3: Khi bóng đèn cháy sáng, áp suất khí nito khơng vƣợt q áp suất khơng khí, khơng bóng đèn nổ vỡ Bài 4: Lúc đầu muối hòa tan nƣớc Mật độ phân tử muối chỗ cao chỗ khác nên phân tử muối khuếch tán đến nơi có mật độ phân tử muối thấp mật độ phân tử muối chỗ nhƣ Bài 5: Hệ thống câu hỏi định hƣớng tƣ Câu hỏi 1: Khi lặn sâu dƣới nƣớc, khối lƣợng dƣỡng khí bình tiêu tốn dần, thể tích khơng đổi, nhiệt độ khơng đổi, áp suất bình phụ thuộc nhƣ vào khối lƣợng m ? Câu hỏi 2: Trong thời gian 10 phút đầu quan sát, áp suất bình giảm 20% khối lƣợng khơng khí bình giảm nhƣ ? Câu hỏi 3: Trong phút thời gian quan sát, ngƣời tiêu thụ lƣợng khơng khí ? Câu hỏi 4: Trong phút thời gian sửa chữa đó, ngƣời tiêu thụ lƣợng khơng khí ? 83 PHỤ LỤC 2: Các đề kiểm tra sử dụng trình thực nghiệm sƣ phạm Đề kiểm tra số Họ tên :………………………… Lớp:………10… ĐỀ SỐ…………… Điểm Lời nhận xét giáo viên: A>PHẦN TRẮC NGHIỆM: Học sinh chọn ghi đáp án vào bảng sau: CÂU ĐÁP ÁN Câu 1:Số Avơgađrơ NA có giá trị đƣợc xác định bởi: A Số phân tử chứa 22,4 lít khí Hiđrơ B Số phân tử chứa 16g nƣớc C, Số phân tử chứa 1,2g cácbon D Cả A, B, C Câu 2: Hãy chọn câu Khi nén khí đẳng nhiệt số phân tử đơn vị thể tích A tăng , tỉ lệ thuận với áp suất B không đổi C giảm , tỉ lệ nghịch với áp suất D tăng , tỉ lệ với bình phƣơng áp suất Câu 3:.Nhận xét sau phân tử khí lí tưởng không ? A Có thể tích riêng không đáng kể B Có lực tương tác không đáng kể C Có khối lượng không đáng kể D Có khối lượng đáng kể 84 Câu 4:: Ở diều kiện chuẩn, lượng khí sau chiếm thể tích lớn hơn? A) 16g khí Cacbonic B) 1,2g khí hidro C) 16g khí Oxi D) 9g khí Nitơ Câu : Một bọt khí lên mặt nƣớc tích tăng gần 51 lần Biết q trình đẳng nhiệt.Nhƣ vậy, bọt khí từ độ sâu: A) 500 m B) 1000 m C) 100 m D) đáp án khác Câu 6: Nếu tăng áp suất khối khí lên 10 lần nhiệt độ đạt tới 2000oK Biết q trình đẳng tích Nhiệt độ ban đàu khối khí là: A) 200 o C B) 300 o K C) 200 o K D) 73o K B> PHẦN TỰ LUẬN: Bài : Một khối khí đẳng nhiệt, áp suất giảm (atm) thể tích tăng thêm 60 (lit) Nếu áp suất tăng thêm (atm) thể tích giảm 20 (lit) Tìm áp suất thể tích ban đầu? Bài 2: Một khối khí tích khơng đổi.Nếu áp suất tăng thêm (atm) nhiệt độ tăng thêm 400o K Nếu áp suất giảm (atm) nhiệt độ giảm 150o K.Biết nhiệt độ khối khí khơng dƣới 200 o K, áp suất khơng dƣới (atm) Tìm giá trị nhỏ áp suất nhiệt độ khối khí? Bài 3: Một bình chứa mol khí CO2 Giữ cho thể tích khơng đổi, cho áp suất giảm 30%, nhiệt độ giảm 20% có lƣợng khí ngồi a) Tìm số phân tử khí cịn lại bình b) Tìm khối lƣợng khí ngồi LƢU Ý: Cho áp suất khí PA = 105 (Pa), khối lƣợng riêng nƣớc 103 kg/m3; g=10m/s2 Khí CO2 có  = 44 g/mol Số Avôgađrô: N A = 6,02.1023 nguyên tử(phân tử) / mol 85 Đề kiểm tra số Họ tên :………………………… Lớp:……10……… ĐỀ SỐ…………… Điểm Lời nhận xét giáo viên: A>PHẦN TRẮC NGHIỆM: Học sinh chọn ghi đáp án vào bảng sau: CÂU ĐÁP ÁN Câu 1: Quá trình sau đẳng q trình? A).Đun nóng khí bình đậy kín B.)Khơng khí bóng bay bị phơi nắng, nóng lên, nở căng C).Đun nóng khí xi lanh, khí nở đẩy pittơng chuyển động D).Cả q trình khơng phải đẳng q trình Câu 2:Kết luận sau đâây sai nói khối lượng mol thể tích mol chất? A Các chất khí có khối lượng mol nhau; B Thể tích mol đo thể tích mol chất ; C Ở điều kiện chuẩn thể tích mol chất khí 22,4 lít; D Khối lượng mol đo khối lượng mol chất ; Câu 3:Chọn câu đúng:Đối với lượng khí xác định,quá trình sau đẳng tích: A.Nhiệt độ không đổi, áp suất giảm B Áp suất không đổi,nhiệt độ giảm 86 C.Nhiệt độ tăng, áp suất tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ D.Nhiệt độ giảm, áp suất tăng tỉ lệ nghịch với nhiệt độ Câu : 11,2 lít thể tích điều kiện tiêu chuẩn của: A) gam khí Hi đrơ B) 3,01.1023 nguyên tử Cacbon C) gam khí Hêli D) đáp án khác Câu : Một bọt khí lên mặt nƣớc từ độ sâu 1000mcó thể tích tăng lần? Biết q trình đẳng nhiệt A) 100 B) 101 C) 99 D) 102 Câu 6:Nếu giảm nhiệt độ khối khí lần áp suất đo đƣợc atm Biết trình đẳng tích Áp suất ban đàu khối khí là: A) atm B) 105 (pa) C) 3.105 (pa) D) atm B> PHẦN TỰ LUẬN: Bài 1:Một khối khí đẳng nhiệt, áp suất giảm 10 (atm) thể tích tăng thêm (lit) Nếu áp suất giảm 15 (atm) thể tích tăng thêm 24 (lit) Tìm áp suất thể tích ban đầu? Bài 2:Một khối khí tích khơng đổi.Nếu áp suất tăng thêm (atm) nhiệt độ tăng thêm 400o K Nếu áp suất giảm (atm) nhiệt độ giảm 150o K.Biết nhiệt độ khối khí không dƣới 400 o K, áp suất không dƣới (atm) Tìm giá trị nhỏ áp suất nhiệt độ khối khí? Bài 3: Một bình chứa 0,2 kg khí Ni-tơ Giữ cho nhiệt độ khơng đổi, cho áp suất giảm 10%, thể tích giảm 20% có lƣợng khí ngồi a) Tìm số phân tử khí cịn lại bình b) Tìm số mol khí ngồi LƢU Ý: Cho áp suất khí PA = 105 (Pa), khối lƣợng riêng nƣớc 103 kg/m3; g=10m/s2 , khí Ni-tơ có  =28 g/mol, Số Avơgađrơ: N A = 6,02.1023 nguyên tử(phân tử) / mol 87 Giáo án 2: Mục đích: - Thơng qua tiết dạy tập để củng cố cho học sinh kiến thức định luật, phƣơng trình trạng thái khí lí tƣởng - Hƣớng dẫn học sinh biết cách đọc thông số đồ thị biễu diễn đƣợc đồ thị - Đồng thời rèn luyện kĩ tính tốn, lực vận dụng kiến thức chƣơng để giải số toán cụ thể Bài 1: (Bài tập phƣơng trình trạng thái) Một khí áp kế Torixenli trỏ sai có khơng khí cột thủy ngân Khi P0 = 75cmHg, trỏ h1 = 35cm nhiệt độ t = 150C trỏ h2 = 33cm nhiệt độ t2 = 390C Nếu P’0 = 76cmHg trỏ nhiệt độ t3 = 270C Chiều dài ống tính từ mặt thống thủy ngân không đổi Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung - Hƣớng dẫn HS tóm tắt - Cho: P0 = 75cmHg t = đề 150C áp kế h1 = 35cm; t2 = 390C, áp kế h2 = - Các thông số trạng thái 33cm 1: (P1, T1, V1) Hỏi P’0 = 76cmHg t3 = P1 = P0 - h1 = 75 - 35 = 270C h3 ? 40cmHg T1 = t1 + 273 = 15 + 273 = - Hƣớng dẫn HS phân tích 2880K để tìm lời giải V1 = l1.S = (L - 35).S - Các thông số trạng thái 2: (P2, T2,V2) CH 1: Trong trƣờng hợp: - Các thông số trạng thái P2 = P0 - h2 = 75 - 33 = 42 Áp suất, thể tích khí 1: (P1, T1, V1) cnHg áp kế đƣợc xác định nhƣ P1 = P0 - h1 = 75 - 35 = T2 = t2 + 273 = 3120K ? 40cmHg V2 = l2 S = (L - 33).S 88 T1 = t1 + 273 = 15 + 273 = - Các thông số trạng thái 2880K 3: (P3, T3, V3) V1 = l1.S = (L - 35).S P3 = P’0 - h3 = 76 - h3 - Các thông số trạng thái T3 = t3 - 273 = 3000K 2: (P2, T2,V2) V3 = l3.S = (L - h3).S P2 = P0 - h2 = 75 - 33 = 42 Áp dụng phƣơng trình trạng thái khí ta có: cnHg T2 = t2 + 273 = 312 K V2 = l2 S = (L - 33).S - Các thông số trạng thái 3: (P3, T3, V3) = = Thay số vào ta có: h3 = 34,6cm P3 = P’0 - h3 = 76 - h3 T3 = t3 - 273 = 3000K V3 = l3.S = (L - h3).S CH2: Nhận xét thông số - Trạng thái khí áp trạng thái trạng thái kế có thơng số khí áp kế, Sự biến biến đổi, biến đổi đổi tuân theo phƣơng tuân theo phƣơng trình trình ? trạng thái CH3: Tính h3 ? - Hƣớng dẫn HS kiểm tra lại kết Bài tập 2: Vẽ đƣờng biểu diễn q trình làm nóng đẳng áp 10g khí heli có áp suất P0 = 105Pa nhiệt độ ban đầu T = 300K đồ thị P - V, P - T, V - T Hƣớng dẫn giải: Thể tích V khí phụ thuộc vào nhiệt độ T nhƣ sau: 89 V= T = 2,08.10-4 (T) Với T0 = 300K V0 = 0,0624 m3 = 62,4 l Trên đồ thị P - V P - T, đƣờng biểu diễn nửa đƣờng thẳng song song với trục hoành, kéo dài cắt trục tung điểm có tung độ P = 105Pa Trên đồ thị V - T đƣờng biểu diễn nửa đƣờng thẳng kéo dài qua gốc tọa độ O Bài tập 3: Một bình dung tích V1 = 20l chứa N2 P = 2,4at Một bình khác có dung tích V2 = 44l P2 = 1,6at Hai bình thơng nhau, khí hai bình trộn lẫn thành hỗn hợp đồng nhiệt độ hai khối khí ban đầu nhau, nên khí trộn lẫn nhiệt độ chúng đƣợc giữ khơng đổi Tính áp suất hỗn hợp khí Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung CH 1: Nhận xét lƣợng khí - Lƣợng khí hai bình nhiệt độ hai bình trƣớc định sau hai bình thơng - Nhiệt độ khơng đổi trƣớc sau hai bình thơng CH 2: Có thể áp dụng định luật - Áp dụng định luật Bôi - P1.V1 = cho khối khí trƣớc lơ-Ma-ri-ốt cho lƣợng khí sau hai bình thơng trƣớc sau thông nhau (V1 + V2) = P2.V2 = (1) (V1 + V2) = Thay số ta có: P = 1,85 at (2) 90 CH 3: Có thể xác định áp suất - Vì lƣợng khí trộn hỗn hợp hai khí sau lẫn vào thành hỗn trộn lẫn vào theo hợp nhƣng khơng tác dụng định luật ? hóa học với nên áp suất hỗn hợp đƣợc tính theo định luật Đanton CH4: Xác định áp suất hỗn hợp ĐỀ KIỂM TRA MỘT TIẾT I Đề kiểm tra * Phần trắc nghiệm (4đ) Câu Câu sau nói chuyển động phân tử khí lí tƣởng không đúng? A Chuyển động phân tử lực tƣơng 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 chuyển động hỗn loạn Câu Biểu thức không với định luật Bôi Lơ - Mariôt: A P  V B P1V1 = P2V P1 V1 C P  V 2 D V  P Câu Hệ thức sau khơng phù hợp với phƣơng trình trạng thái khí lí tƣởng? A pV = số T B pV  T C pT = số V pV pV 1 2 D T  T 91 Câu Đối với lƣợng khí xác định, q trình sau đẳng áp? A Nhiệt độ khơng đổi, thể tích tăng B Nhiệt độ giảm, thể tích tăng tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối C Nhiệt độ tăng, thể tích tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối D Nhiệt độ khơng đổi, thể tích giảm Câu Q trình sau đẳng tích? A Đun nóng khí bình đậy kín B Khơng khí bóng bay bị phơi nắng, nóng lên, nở làm căng bóng C Đun nóng khí xilanh, khí nở đẩy pittơng chuyển động D Cả q trình khơng phải đẳng q trình Câu Trong tƣợng sau đây, thơng số trạng thái lƣợng khí xác định thay đổi? A Khơng khí bị nung nóng bình đậy kín B Khơng khí bóng bàn bị học sinh dùng tay bóp bẹp C Khơng khí xilanh đƣợc nung nóng, giãn nở đẩy pittông dịch chuyển D Trong tƣợng Câu Nhiệt độ lƣợng khí tăng từ 350C đến 700C Nếu áp suất đƣợc giữ khơng đổi thể tích sẽ: A.Tăng gấp đơi B Tăng gấp đôi C Tăng nhiều gấp đôi D Không thay đổi Câu Biết thể tích lƣợng khí không đổi; nhiệt độ 273K áp suất 5atm Áp suất 2730C là: A 7,5atm B 105Pa C 10atm D 5atm 92 Câu Biết thể tích lƣợng khí khơng đổi; nhiệt độ 273K áp suất 5atm Áp suất 2730C là: A 7,5atm B 105Pa C 10atm D 5atm Câu 10 Có 4,4 gam khí CO2 áp suất atm tích 1,64 lít Nhiệt độ khối khí CO2 là: A 400K B 4000C C 600K D 6000C * Phần tự luận (6đ) Bài (3đ) Một lƣợng khí xi lanh có nhiệt độ 27 0C, áp suất 2atm, thể tích 4lít Sau nén khối khí có áp suất 6atm, nhiệt độ 402 oC Tính thể tích khí sau nén? Bài (3đ) Xác định khối lƣợng m gam khí ơxi tích 3,69lít, áp suất 12atm nhiệt độ 1590C? II Đáp án thang điểm  Phần trắc nghiệm câu 0,4đ  Phần tự luận Bài 1: - Tóm tắt kiện (0,5đ) - Đổi nhiệt độ độ kelvin (0,5đ) - Viết đƣợc phƣơng trình trạng thái khí lý tƣởng (1đ) - Thay số biến đổi thể tích (1đ) Bài 2: - Tóm tắt kiện (0,5đ) - Đổi áp suất đơn vị N/m, nhiệt độ kelvin (0,5đ) - Viết đƣợc phƣơng trình Clapayrong-Mendeleep (1đ) - Thay số tìm đƣợc khối lƣợng (1đ) 93 PHỤ LỤC 3: MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM 94 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH TH VN XÂY DựNG Và Sử DụNG Hệ THốNG BàI TậP THEO HƯớNG PHáT HUY TíNH TíCH CựC Tự LựC CủA HọC SINH TRONG DạY HọC CHƯƠNG CHấT KHÝ” - LíP 10 THPT LUẬN VĂN THẠC... tiễn việc sử dụng tập Vật lý dạy học Vật lý trƣờng phổ thông Chƣơng II: Xây dựng sử dụng hệ thống tập theo hƣớng phát huy tính tích cực tự lực học sinh dạy học chƣơng ? ?chất khí? ?? – lớp 10 THPT Chƣơng... hình sử dụng tập Vật lý để phát huy tính tích cực tự lực cho học sinh .24 Kết luận chƣơng .25 Chƣơng XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍCH CỰC TỰ LỰC CỦA