PP tương tự có giá trị to lớn trong nhận thức khoa học cũng như trong thực tiễn của con người.
Theo Makho: “Sự t ng tự là một sự dẫn đ ờng cho sự nghiên cứu”, việc sử dụng PP tương tự cho phép xây dựng các mô hình, các lí thuyết mới, đề xuất những tư tưởng mới. Ví dụ như:
- Quang hình học được xây dựng dựa trên cơ sở sự tương tự giữa tia sáng và một chùm hạt.
- Quang học sóng được xây dựng trên cơ sở sự tương tự giữa sóng ánh sáng và sóng trên mặt nước, sóng trong một môi trường đàn hồi,..
Một ví dụ điển hình của việc sử dụng PP tương tự là việc xây dựng cơ học lượng tử. Người ta đã xây dựng cơ học sóng (một hình thức của cơ học lượng tử)
xuất phát từ sự tương tự cơ – quang, sự tương tự giữa quang hình và cơ học cổ điển (Ví dụ: Sự tương tự giữa nguyên lí Fecma trong quang hình với nguyên lí tác dụng tối thiểu trong cơ học).
Quá trình so sánh tương tự của các đối tượng, ngay cả khi so sánh các đặc điểm bên ngoài không những giúp làm sáng tỏ các hiện tượng ở nhiều lĩnh vực khác nhau, phát hiện được cái cụ thể, cái riêng, mà còn giúp làm bộc lộ những đặc điểm bản chất chung của một chuỗi các đối tượng, thâu tóm các mối quan hệ giữa chúng, tạo thành các lớp đối tượng kể từ đó, khái quát hóa thành nguyên lí. Các mối quan hệ, định luật càng có tầm khái quát thì càng phải sử dụng đến PP tương tự.
3.4.5. Phương pháp tương tự trong DH Vật
Quá trình hướng dẫn HS giải quyết các vấn đề học tập phỏng theo những cách mà các nhà khoa học đã sử dụng đòi hỏi HS phải làm quen với PP tương tự.
Trong quá trình HS sử dụng PP tương tự để giải quyết vấn đề học tập, HS được rèn luyện một loạt các thao tác tư duy, được phát triển niềm tin và mối liên hệ có tính khái quát, có tính quy luật của các sự vật, hiện tượng phong phú.
Sử dụng phương pháp tương tự góp phần nâng cao hiệu quả của giờ học, thể hiện trước hết ở tính sâu sắc, tính hệ thống của các kiến thức vì nó giúp học sinh liên kết cái chưa biết với cái đã biết, phát hiện những mối liên hệ giữa các hệ thống khác nhau ở các phần khác nhau của Vật lí cũng như những dấu hiệu giống nhau và khác nhau giữa chúng.
Điều kiện DH ở trường phổ thông nhiều khi chỉ cho phép đề cập sâu một đối tượng rồi sử dụng suy luận tương tự rút ra các kết luận cho đối tượng khác tương tự với nó. Chính vì vậy, sự tương tự và PP tương tự là đối tượng của DH Vật lí ở trường phổ thông.
CHƯƠNG 4
THIẾT KẾ MỘT SỐ BÀI HỌC TRONG CHƯƠNG 6 CHẤT KH , T 10 NÂNG CAO
4.1. Đ i c ơ về c ơ
4.1.1. M c tiêu của chương
Hiểu được sơ bộ cấu trúc phân tử của chất khí.
Nắm được ba định luật Bôilơ–Mariôt, Saclơ, Gay-Luyxăc về chất khí, phương trình Menđêlêep-Clapêrôn và biết vận dụng.
Có khái niệm về khí lí tưởng, về nhiệt độ tuyệt đối.
4.1.2. Sơ đồ cấu trúc nội dung của chương
Chuyển động nhiệt
Thuyết động học phân tử cấu tạo chất
ĐL Bôilơ–Mariôt ĐL Saclơ ĐL Gay-Luyxăc
Phương trình trạng thái khí lí tưởng
ons
PV
c t
T
Phương trình Menđêlêep - Clapêrôn
m
PV vRT RT (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.2. T iế kế ộ số b i ro c ơ
Bài 45 ĐỊNH U T BÔI- Ơ - MA-RI-ỐT I. MỤC TIÊU
1. Kiế ức
- Hiểu định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt và vẽ được đường biểu diễn sự phụ thuộc của áp suất theo nhiệt độ trên đồ thị.
2. Kĩ ă
- Quan sát và theo dõi TN, từ đó rút ra định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt.
- Vận dụng được định luật để giải thích các hiện tượng thực tế và giải các bài toán liên quan.
- Vẽ được đồ thị đường đẳng nhiệt trên các hệ trục tọa độ khác nhau.
3. T ái độ
- Có thái độ khách quan khi theo dõi TN. - Sôi nổi, hào hứng trong giờ học.
- Liên hệ kiến thức Vật lí với thực tiễn cuộc sống, tích cực tìm hiểu, sáng tạo.
II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên:
- Chuẩn bị bộ TN Bôi-lơ – Ma-ri-ốt. - Đồ thị đẳng nhiệt.
- Một ống tiêm dùng trong y tế (chưa được sử dụng). - Một quả bóng đã bơm hơi.
- Phiếu học tập.
PHIẾU HỌC T P.
Câu 1: Trong các đại lượng nào sau đây, đại lượng nào không phải là thông
số trạng thái của một lượng khí?
A. Thể tích. B. Khối lượng. C. Nhiệt độ tuyệt đối. D. Áp suất.
Câu 2: Hãy chọn câu đúng:
Khi nén khí đẳng nhiệt, thì số phân tử trong 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 phương áp suất.
Câu 3: Khí được nén đẳng nhiệt từ thể tích 6 lít đến 4 lít, áp suất khí tăng
thêm 0,75 atm. Áp suất ban đầu của khí là giá trị nào sau đây? A. 105Pa. B. 2.105Pa. C. 0,5.105Pa. D. Một kết quả khác.
Câu 4: Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 10 lít đến thể tích 4 lít thì áp suất của
lượng khí sau khi nén sẽ:
A. tăng 2,5 lần. B. giảm 2,5 lần. C. tăng 0,4 lần. D. giảm 0,4 lần.
2. Học si (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Mô tả thí nghiệm.
- Hoàn thành phiếu học tập.
III. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC
Nếu giữ nguyên nhiệt độ mà thay đổi áp suất tác dụng lên một lượng khí, thì thể tích của lượng khí ấy biến đổi thế nào?
Thí nghiệm
Kết luận: p1V1 = p2V2 = p3V3
ĐL Bôilơ – Mariốt: Ở nhiệt độ không đổi, tích của p suất p và thể tích V của một
l ng khí x c định là một hằng số
pV = hằng số
Bài tập vận dụng
VD: Ta dùng tay bóp quả bóng đã bơm hơi, ta càng muốn siết chặt thì lại càng khó.
TNKT: Dùng tay bịt một đầu ống
tiêm, ta sẽ rất khó để dịch chuyển pittong bên trong ống tiêm.
Hệ q ả: Với một lượng khí
xác định, V không đổi thì áp suất cũng không đổi
Những cơ hội đ s d ng th nghiệm i u di n.
- Cơ hội 1: Hình thành kiến thức về phương pháp nhận thức khoa học. - Cơ hội 2: Kích thích hứng thú học tập của HS.
- Cơ hội 3: Phát huy tính tích cực và sáng tạo của HS.
I . TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY - HỌC
Hoạt động 1: Ki m tra ài cũ, chuẩn ị điều kiện xuất phát, đề xuất vấn đề
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Chú ý, lắng nghe, trả lời. - Kiểm tra bài cũ:
� Nêu các tính chất của chất khí? � Số Avogadro, mol là gì?
� Phát biểu nội dung thuyết động học phân tử?
- Đặt vấn đề: Có 1 ống xilanh (ống tiêm)
Trường hợp 1: Kéo pittong ra. Sau đó đẩy pittong vào
Trường hợp 2: Kéo pittong ra. Sau đó đẩy pittong vào, nhưng dùng tay còn lại bịt đầu dưới của xilanh.
Việc đẩy pittong vào ở hai trường hợp trên có thực hiện được không? Tại sao lại như vậy, để trả lời câu hỏi này chúng ta nghiên cứu bài học hôm nay.
Hoạt động 2: Tiến hành th nghiệm
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Chú ý, lắng nghe. Khi một lượng khí xác định chuyển từ trạng thái này sang trạng thái kia thì cả 3 thông số trạng thái đều thay đổi. Để đơn giản, người ta đã giữ nguyên một thông số trạng thái và xét mối liên hệ giữa hai thông số còn lại. Ở bài học hôm nay chúng ta xét trường hợp giữ nhiệt độ không đổi. Vậy mối quan hệ giữa áp suất và thể tích khi nhiệt độ không đổi như thế nào chúng ta khảo sát thí (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cần có một lượng khí xác định, thay đổi thể tích của khí và đo áp suất tương ứng.
Áp kế, thước đo thể tích khí
Quan sát, theo dõi, đọc và ghi số liệu V tăng thì p giảm và ngược lại HS: Tính toán p1V1 = (cm3 Pa) p2V2 = p3V3 = Các tích đó gần bằng nhau.
Do lượng khí bị thoát ra hay có thể do mắt đọc không chính xác
nghiệm sau.
� Trước khi tiến hành thí nghiệm em nào có thể đề xuất phương án thí nghiệm khảo sát p,V khi T không đổi?
� Để cần đo áp suất và thể tích khí ta cần có những dụng cụ gì?
Tiến hành thí nghiệm:
Yêu cầu học sinh quan sát và đọc số liệu ghi vào bảng.
� Em nhận thấy giữa p, V có mối quan hệ như thế nào?
� So sánh tích p1V1; p2V2; p3V3?
� Tại sao ở đây lại có sự sai lệch giữa các tích p và V?
Do điều kiện thiết bị và các yếu tố bên ngoài tác động nên có sự xót về số liệu. Nhưng sai số tỉ đối < 5% thì ta tạm thời chấp nhận tích số p,V bằng nhau
p1 V1 = p2 V2 = p3V3
Vậy thì p tỉ lệ nghịch với V hay p.V= const
Quá trình biểu diễn mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của một lượng khí xác định khi nhiệt độ không đổi như vật được gọi là quá trình đẳng nhiệt.
Hoạt động 3: Rút ra định uật
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất p và thể tích V của một lượng khí xác định là một hằng số.
pV = hằng số.
� Từ kết quả thí nghiệm hãy phát biểu mối quan hệ giữa p,V của một lượng khí xác định ở nhiệt độ không đổi?
2 nhà bác học là Robert-Boyle và Mariotte độc lập tìm ra định luật này bằng thực nghiệm, nên định luật này mang tên hai ông.
Hoạt động 4: Bài tập vận d ng
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Đọc và tóm tắt * Tóm tắt: 0,1 mol khí (đktc) po= 1atm = 1,013.105 Pa to = 0oC a) Vo = ? Vẽ đồ thị P-V b) Nén khí, t= const V1= 0,5Vo thì P1 =? Vẽ đồ thị P-V
c) Viết biểu thức p theo V trong quá trình nén đẳng nhiệt? Vẽ đường biểu diễn.Đường biểu diễn có dạng gì?
* HS ghi bài giải.
Đường đẳng nhiệt t2 khác đường đẳng nhiệt t1
Yêu cầu học sinh đọc đề bài, và tóm tắt.
Giải: a/ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ta có:
V0= 0,1x22,4 = 2,24 (l)
Vậy điểm A có tọa độ: p0= 1atm = 1,013 x105 Pa, V0= 2,24(l)
b/
Theo định luật Bôi lơ- Ma-ri-ốt: p0V0 = p1V1
=> p1 = p0V0/V1 = 2atm
Điểm B có tọa độ V1= 1,12 (l); P1= 2 atm
c/
Theo định luật Bôi-lơ- Ma-ri-ôt: p.V= hằng số= p0V0
= 2,24 (l.atm)
Suy ra p= 2,24/V
Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi được gọi là đường đẳng nhiệt.
Đường AB được gọi là đường đẳng nhiệt.
� Hỏi nếu cùng lượng khí nói trên nhưng nhiệt độ lớn hơn (t2 > t1) thì p 1,12 (atm) p1 p2 O 2 1 B A V2 V1 2,24 V(l)
Đường đẳng nhiệt nằm trên.
đường đẳng nhiệt ở nhiệt độ t2 có trùng với đường đẳng nhiệt t1 không hay là một đường khác?
� Vậy nếu trong trương hợp này cùng một lượng khí, thể tích khí V là ở cùng một giá trị, t2> t1 thì theo em đường đẳng nhiệt t2 sẽ nằm trên hay dưới đường đẳng nhiệt t1?
Theo thuyết động học phân tử: với cùng một thể tích, áp suất ở nhiệt độ càng cao thì sẽ lớn hơn.
Hoạt động 5: Củng cố, vận dụng, và giao nhiệm vụ về nhà
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Trả lời theo yêu cầu của GV. Lắng nghe.
Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi cuối bài và câu trắc nghiệm 1, trang 225 SGK.
Về nhà làm bài tập 2, 3, 4, 5 trang 225 SGK.
. MỘT SỐ KINH NGHIỆM RÚT RA TỪ BÀI HỌC.
... ... ... ...
Bài 46 : ĐỊNH U T SAC- Ơ. NHIỆT ĐỘ TUYỆT ĐỐI I. MỤC Đ CH
1. Kiến thức
- Đề xuất được dự đoán và phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán.
- Quan sát và theo dõi thí nghiệm, rút ra nhận xét rằng trong phạm vi biến thiên nhiệt độ của thí nghiệm thì tỉ số
t p (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
không đổi. Thừa nhận kết quả đó trong phạm vi biến đổi nhiệt độ lớn hơn, từ đó suy ra p = p0 – (1 + γt).
- Nắm được khái niệm khí lí tưởng, nhiệt độ tuyệt đối, hiểu được ý nghĩa nhiệt độ.
- Biết vận dụng khái niệm nhiệt độ tuyệt đối để phát biểu định luật Sác-lơ dưới dạng p = Bt.
2. Kỹ năng
- Giải thích được một số hiện tượng có liên quan - Áp dụng định luật để tính toán được một số bài tập.
3. Thái độ
- Có thái độ khách quan khi theo dõi TN. - Sôi nổi, hào hứng trong giờ học.
- Liên hệ kiến thức Vật lí với thực tiễn cuộc sống, tích cực tìm hiểu, sáng tạo.
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên
- Chuẩn bị bộ thí nghiệm nghiên cứu định luật Sác-lơ. - Phiếu học tập.
PHIẾU HỌC T P Câu 1: Hãy chọn câu đúng.
Khi làm nóng một lượng khí có thể tích không đổi thì A. Áp suất không đổi.
B. Số phân tử khí trong thể tích không đổi.
C. Số đơn vị trong đơn vị thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ. D. Số đơn vị trong đơn vị thể tích tỉ lệ nghịch với nhiệt độ.
Câu 2: Trong hệ tọa độ (p,T), đường biểu diễn nào sau đây là đường đẳng tích?
A. Đường Hybebol.
B. Đường thẳng kéo dài qua gốc tọa độ. C. Đường thẳng không đi qua gốc tọa độ.
D. Đường thẳng không đi qua gốc toạ độ.
Câu 3: Trong các hệ thức sau, hệ thức nào không phù hợp với định luật Sác-lơ?
A. B.
C. hằng số D.
Câu 4: Trong điều kiện thể tích không đổi, chất khí có nhiệt độ thay đổi từ
27oC đến 127o
C, thì áp suất lúc sau so với áp suất ban đầu 3atm là: A. Giảm 9,4 atm.
B. Giảm 3 atm. C. Tăng 3 atm. D. Tăng 6 atm.
2. Học sinh
- Đọc và chuẩn bị bài trước ở nhà. - Hoàn thành phiếu học tập.
III. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nếu giữ nguyên thể tích và thay đổi nhiệt độ của một lượng khí thì áp suất của khí ấy
thay đổi thế nào?
Thí nghiệm.
Định nghĩa Khí lí tưởng
ĐL Sáclơ: Với một l ng khí có thể tích không đổi thì p suất p phụ thuộc vào nhiệt độ t của chất khí nh sau:
p = p0(1 + γt)
γ có giá trị như nhau đối với mọi chất khí, mọi nhiệt độ và bằng
273 1
độ-1
Bài tập vận dụng, củng cố. Xây dựng ĐL Sáclơ theo nhiệt độ tuyệt
đối.
T p
= hằng số
VD: Bong bóng bơm căng để ngoài trời nắng nóng sẽ bị vỡ
Hệ q ả: Với một lượng khí có thể
tích không đổi, nhiêt độ tăng thì áp suất tăng
TNKT: Quả bóng bàn bóp bẹp, thả vào
Những cơ hội đ s d ng th nghiệm i u di n.
- Cơ hội 1: Hình thành kiến thức về phương pháp nhận thức khoa học. - Cơ hội 2: Kích thích hứng thú học tập của HS.
- Cơ hội 3: Phát huy tính tích cực và sáng tạo của HS .
I . TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC
Hoạt động 1: Ki m tra ài cũ, chuẩn ị điều kiện xuất phát, đề xuất vấn đề
Hoạt động 2: Tiến hành th nghiệm
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Lắng nghe, trả lời.
Chú ý, lắng nghe.
� Phát biểu định luật Bôilơ – Mariốt. Điều kiện áp dụng.