9. Bố cục của luận văn
2.4.4. Hệ thống các trạm học tập
- Hệ thống các trạm bao gồm 9 trạm, trong đó có 7 trạm bắt buộc và 2 trạm tự chọn.
+ Trạm bắt buộc: HS buộc phải hoàn thành nhiệm vụ ở các trạm này.
+ Trạm tự chọn: HS có thể thực hiện nhiệm vụ ở bất kì trạm nào trong số 2 trạm này và có thể thực hiện nhiệm vụ ở cả 2 trạm này nếu có thời gian.
Trạm
Tự chọn hay bắt buộc
Tên trạm Nội dung Thời
gian
1 Bắt buộc
Các thông số trạng thái – áp suất chất
khí
Tìm hiểu các thông số trạng thái của một lượng khí nhất đinh và nhắc lại nguyên nhân gây ra áp suất của chất khí
2 Bắt buộc Định luật Bôi-lơ –
Ma-ri -ốt
Làm thí nghiệm rút ra biểu thức, phát biểu nội dung, vẽ đồ thị và nêu
đặc điểm của đồ thị trong hệ tọa độ pOV của định luật Bôi-lơ – Ma-ri -
ốt.
3 Bắt buộc Định luật Sác-lơ
Làm thí nghiệm rút ra biểu thức, phát biểu nội dung, vẽ đồ thị và nêu
đặc điểm của đồ thị trong hệ tọa độ pOT của định luật Sác-lơ.
4 Bắt buộc Quan sát
Làm thí nghiệm ảo trên máy vi tính rút ra biểu thức, phát biểu nội dung, vẽ đồ thị và nêu đặc điểm trong hệ
tọa độ VOT của định luật Gay-luy- xác. 5 Bắt buộc Phương trình trạng thái của khí lý tưởng
Từ biểu thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri -ốt và Sác-lơ thiết lập phương
trình trạng thái khí lý tưởng
6 Bắt buộc Vận dụng
Vận dụng phương trình trạng thái của khí lý tưởng, biểu thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri -ốt, Sác-lơ, Gay-
luy-xác để giải một số bài tập. 7 Bắt buộc “Độ không tuyệt
đối”
Tìm hiểu về khái niệm “Độ không tuyệt đối”.
8 Tự chọn Đồ thị
Vẽ đồ thị của các định luật: + Bôi-lơ – Ma-ri -ốt trong hệ tọa độ
(p,T) và (V, T).
+ Sác-lơ trong hệ tọa độ (p, V) và (V,T).
+ Gay-luy-xác trong hệ tọa độ (p,V) và (p, T).
9 Tự chọn Giải thích hiện tượng
Giải thích một số hiện tượng có liên quan trong thực tế.
- Sơ đồ tổng quan các trạm
Hình 2.2. Sơ đồ một vòng tròn học tập với trạm bắt buộc được xây dựng ở chương 2
Hình 2.3. Sơ đồ một vòng tròn học tập với trạm tự chọn được xây dựng trong chương 2
- Nội dung các trạm
Trạm 1: Các thông số trạng thái – áp suất chất khí
* Mục tiêu 1 5 3 6 7 2 4 Trạm 1 Trạm 2 Trạm 3 Trạm 4 Trạm 7 Trạm 6 Trạm 5 8 9 Trạm 8 Trạm 9
- Biết được các thông số xác định trạng thái của một lượng khí nhất định - Biết được nguyên nhân gây ra áp suất của chất khí.
* Phiếu học tập: Yêu cầu và nội dung của trạm được nêu trong phiếu học tập đặt sẵn ở trạm. Phiếu học tập của trạm 1 có nội dung như sau:
Phiếu học tập
Nhóm trưởng: ………
Thư kí: ………. Thời gian: ……. Trạm 1: Các thông số trạng thái – áp suất chất khí
* Yêu cầu: Tìm hiểu các thông số trạng thái của một lượng khí nhất đinh và nhắc lại nguyên nhân gây ra áp suất của chất khí
I. + Trạng thái của một lượng khí nhất định được đặc trưng bởi các đại lượng nào? ... ... + Quá trình biến đổi trạng thái là gì?
... ... II. Áp suất chất khí
1. Dựa vào thuyết động học phân tử, hãy giải thích: tại sao chất khí có thể gây ra áp suất lên thành bình?
... ... ... ... 2. Rút ra nguyên nhân gây ra áp suất của chất khí
... ... ...
* Lưu ý: Đây là trạm có nhiệm vụ yêu cầu phải giải thích hiện tượng nên cần có phiếu trợ giúp để HS hoàn thành nhiệm vụ dễ dàng hơn.
PHIẾU TRỢ GIÚP TRẠM 1
+ Các phân tử khí luôn chuyển động như thế nào?
+ Khi mỗi phân tử khí chuyển động hỗn loạn va chạm vào thành bình và gây ra một lực rất lớn hay rất nhỏ lên thành bình?
+ Do số lượng phân tử khí rất lớn nên tất cả phân tử khí tác dụng lên thành bình một lực như thế nào?
+ Lực do tất cả các phân tử khí tác dụng lên thành bình sẽ gây ra kết quả gì tác dụng lên thành bình là đáng kể?
* Đáp án trạm 1: GV trình chiếu đáp án khi HS hoàn thành nhiệm vụ, báo cáo kết quả, từ đó HS sửa vào phiếu học tập và ghi nhớ nội dung kiến thức.
Trạm 2: Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt
* Mục tiêu
- HS viết được biểu thức và phát biểu được nội dung của định luật Bôi-lơ – Ma-ri- ốt.
- HS vẽ được đồ thị và nêu được đặc điểm của đồ thị của định luật Bôi-lơ – Ma-ri- ốttrong hệ tọa độ pOV.
* Phiếu học tập: Yêu cầu và nội dung của trạm được nêu trong phiếu học tập đặt sẵn ở trạm. Phiếu học tập của trạm 2 có nội dung như sau:
Phiếu học tập
Nhóm trưởng: ………
Thư kí: ………. Thời gian:……. Trạm 2: Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt
* Yêu cầu: Làm thí nghiệm rút ra biểu thức, phát biểu nội dung, vẽ đồ thị và nêu đặc điểm đồ thị trong hệ tọa độ pOV
của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt.
I. Dựa đoán mối liên hệ giữa p và V của một lượng khí nhất định khi nhiệt độ không đổi (T = const):
... ...
II. Tiến hành thí nghiệm
1. Tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫntiến hành
thí nghiệmtrong phiếu trợ giúp được đặt sẵn ở trạm, ghi số liệu và hoàn thành bảng sau:
2. Kết luận về mối liên hệ giữa p và V của một lượng khí nhất địnhkhi nhiệt độ không đổi (T= const)
... ... III. Phát biểu nội dung và viết biểu thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt?
... ... ... IV. Đồ thị
1. Vẽ đồ thị
2. Đặc điểm của đồ thị trong hệ tọa độ pOV
... ...
* Lưu ý:
- Đây là trạm mà HS phải làm nhiều nhiệm vụ nên cần sử dụng hệ thống phiếu trợ giúp để HS có thể hoàn thành nhanh hơn.
PHIẾU TRỢ GIÚP TRẠM 2
+ Chúng ta đã biết, trạng thái của một lượng khí nhất định được xác định bởi 3 thông số p, V, T. Dựa vào thuyết động học phân tử chất khí, hãy dự đoán mối liên hệ giữa p và V khi T = const?
Cụ thể:
Ở nhiệt độ xác định (T=const), khi thể tích càng nhỏ thì số va chạm của các phân tử khí vào thành bình như thế nào? Và ngược lại, khi thể tích càng lớn thì số va chạm của các phân tử khí vào thành bình như thế nào?
Rút ra mối liên hệ giữa p và V khi T = const.
Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra kết luận ở trên. Mối liên hệ đó chính là nội dung của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt
Hướng dẫn tiến hành thí nghiệm:
+ Đậy kín nút ở đầu dưới của ống xilanh.
khí trong ống xilanh. Ứng với mỗi giá trị thể tích sẽ có một giá trị áp suất được hiện rõ trên áp kế.
+ Tiến hành 4-5 lần và ghi từng cặp giá trị đo được vào bảng. + Đặc điểm của đồ thị trong hệ tọa độ pOV:
Đồ thị có dạng là một đường gì?
Đường đẳng nhiệt phía trên ứng với nhiệt độ lớn hơn hay nhỏ hơn nhiệt độ ứng với đường đẳng nhiệt phía dưới?
+ Chú ý: * Đồ thị trong hệ tọa độ pOV khi T = const gọi là đường đẳng nhiệt. * T(K) = t(0C) + 273
* Đáp án trạm 2:GV trình chiếu đáp án khi HS hoàn thành nhiệm vụ, báo cáo kết quả, từ đó HS sửa vào phiếu học tập và ghi nhớ nội dung kiến thức.
Trạm 3: Định luậtSác-lơ
* Mục tiêu:
- HS viết được biểu thức và phát biểu được nội dung của định luật Sác-lơ
- HS vẽ được đồ thị và nêu được đặc điểm đồ thị của định luật Sác-lơ trong hệ tọa độ pOT.
* Phiếu học tập: Yêu cầu và nội dung của trạm được nêu trong phiếu học tập đặt sẵn ở trạm. Phiếu học tập của trạm 3 có nội dung như sau:
Phiếu học tập
Nhóm trưởng: ………
Thư kí: ………. Thời gian:……. Trạm 3: Định luật Sác-lơ
* Yêu cầu: Làm thí nghiệm rút ra biểu thức, phát biểu nội dung, vẽ đồ thị và nêu đặc
điểm đồ thị trong hệ tọa độ pOT của định luật Sác-lơ.
I. Dựa đoán mối liên hệ giữa p và T của một lượng khí nhất định khi thể tích không đổi (V = const):
... ... II. Tiến hành thí nghiệm
1. Tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫntiến hành thí nghiệmtrong phiếu trợ giúp được đặt sẵn ở trạm, ghi số liệu và hoàn thành bảng sau:
2. Kết luận về mối liên hệ giữa p và T của một lượng khí nhất định khi thể tích không đổi (V= const):
... ... III. Phát biểu nội dung và viết biểu thức của định luật Sác-lơ
... ... ... ...
IV. Đồ thị 1. Vẽ đồ thị
2. Đặc điểm của đồ thị trong hệ tọa độ pOT
... ...
* Lưu ý:
- Đây là trạm có nhiều nhiệm vụ nên cần sử dụng hệ thống phiếu trợ giúp để HS có thể hoàn thành nhanh hơn.
Phiếu trợ giúp trạm 3
+ Chúng ta đã biết, trạng thái của một lượng khí nhất định được xác định bởi 3 thông số p, V, T. Dựa vào thuyết động học phân tử chất khí, hãy dự đoán mối liên hệ giữa p và T khi V = const?
Cụ thể:
Ở thể tích xác định (V=const), khi nhiệt độ càng nhỏ thì tốc độ chuyển động của các phân tử khí như thế nào? Số va chạm của các phân tử khí vào thành bình như thế nào? Khi đó lực do tất cả các phân tử khí va chạm vào thành bình gây ra áp suất lên thành bình lớn hay nhỏ? Và ngược lại, khi nhiệt độ càng lớn thì tốc độ chuyển động của các phân tử khí như thế nào? Số va chạm của các phân tử khí vào thành bình như thế nào? Khi đó lực do tất cả các phân tử khí va chạm vào thành bình gây ra áp suất lên thành bình lớn hay nhỏ?
Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra kết luận ở trên. Mối liên hệ đó chính là nội dung của định luật Sác-lơ.
Hướng dẫn tiến hành thí nghiệm:
+ Đậy kín nút ở đầu dưới của ống xilanh, văn chặt ốc vít ở phía sau xilanh để giữ cho thể tích không khí không đổi.
+ Nhúng xilanh vào bình nước, thay đổi nhiệt độ của nước trong bình để làm thay đổi nhiệt độ trong xilanh. Ứng với mỗi nhiệt độ (được đo bằng nhiệt kế) sẽ có một giá trị của áp suất hiện trên áp kế. Đọc giá trị nhiệt độ trên nhiệt kế, áp suất trên áp kế rồi ghi vào bẳng.
+ Tiến hành 4-5 lần và ghi từng cặp giá trị đo được vào bảng. + Đặc diểm của đồ thi trong hệ tọa độ pOT:
Đồ thị có dạng là một đường gì?
Đường đẳng tích phía trên ứng với thể tích lớn hơn hay nhỏ hơn thể tích ứng với đường đẳng tích phía dưới?
+ Chú ý: Đồ thị trong hệ tọa độ pOT khi V = const gọi là đường đẳng tích.
* Đáp án trạm 3:GV trình chiếu đáp án khi HS hoàn thành nhiệm vụ, báo cáo kết quả, từ đó HS sửa vào phiếu học tập và ghi nhớ nội dung kiến thức.
Trạm 4: Quan sát * Mục tiêu:
- HS viết được biểu thức và phát biểu được nội dung của định luật Gay-luy-xác.
- HS vẽ được đồ thị và nêu được đặc điểm đồ thị của định luật Gay-luy-xác trong hệ tọa độ VOT.
* Phiếu học tập:Yêu cầu và nội dung của trạm được nêu trong phiếu học tập được đặt sẵn ở trạm. Phiếu học tập của trạm 4 có nội dung như sau:
Phiếu học tập
Nhóm trưởng: ………
Thư kí: ………. Thời gian:……. Trạm 4: Quan sát
* Yêu cầu: Làm thí nghiệm ảo trên máy vi tính rút ra biểu thức, phát biểu nội dung, vẽ đồ thị và nêu đặc điểm trong hệ tọa độ VOT của định luật Gay-luy-xác.
I. Dựa đoán mối liên hệ giữa V và T của một lượng khí nhất định khi áp suất không đổi (p = const)
... ... II. Tiến hành thí nghiệm
1. Tiến hành thí nghiệm ảo theo hướng dẫntiến hành thí nghiệmtrong phiếu trợ giúp được đặt sẵn ở trạm, ghi số liệu và hoàn thành bảng sau:
2. Kết luận về mối quan hệ giữa V và T của một lượng khí nhất định khi áp suất không thay đổi (p= const)
... III. Phát biểu nội dung và viết biểu thức của định luật Gay-luy-xác.
... ... ... ... IV. Đồ thị
1. Vẽ đồ thị
2. Đặc điểm của đồ thị trong hệ tọa độ VOT
... ...
* Lưu ý:
- HS có thể dùng phiếu trợ giúp dưới đây để hoàn thành nhiệm vụ khi gặp khó khăn.
Phiếu trợ giúp trạm 4
+ Chúng ta đã biết, trạng thái của một lượng khí nhất định được xác định bởi 3 thông số p, V, T. Dựa vào thuyết động học phân tử chất khí, hãy dự đoán mối liên hệ giữa V và T khi P = const?
Cụ thể:
Ta biết ở một nhiệt độ nhất định độ lớn của áp suất do chất khí gây ra tác dụng lên thành bình tỉ lệ với số phân tử tác dụng lên thành bình. Khi nhiệt độ càng lớn thì tốc độ chuyển động của các phân tử khí càng lớn nên số phân tử khí tác dụng lên thành bình càng lớn ⇒áp suất lớn. Để giữ cho áp suất không đổi khi tăng nhiệt độ thì thể tích tăng hay giảm? Từ đó rút ra mối liên hệ giữa V và T khi p = const. Tiến hành thí nghiệm ảo để kiểm tra kết luận trên. Mối liên hệ đó chính là nội dung của định luật Gay-luy-xác.
+ Hướng dẫn làm thí nghiệm:
Khởi động máy tính →vào trang
web: http://www.uccs.edu/~faculty/danderso/vgcl/gaslaws/gaslaws_expt_3.html →experiment 2: Gay lussac’s law →kích đúp
chuột trái vào màn hình →kích chuột vào mũi tên để thay đổi V và T. Làm nhiều lần để lấy số liệu ghi vào bảng →rút ra nội dung và biểu thức
của định luật Gay Luy Xác.
+ Đặc diểm của đồ thị trong hệ tọa độ VOT: Đồ thị có dạng là một đường gì?
Đường đẳng áp phía trên ứng với áp suất lớn hơn hay nhỏ hơn áp suất ứng với đường đẳng áp phía dưới?
* Đáp án trạm 4:GV trình chiếu đáp án khi HS hoàn thành nhiệm vụ, báo cáo kết quả, từ đó HS sửa vào phiếu học tập và ghi nhớ nội dung kiến thức.
Trạm 5: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng * Mục tiêu:
- HS viết được phương trình trạng thái của khí lý tưởng
* Phiếu học tập: Yêu cầu và nội dung của trạm được nêu trong phiếu học tập đặt sẵn ở trạm. Phiếu học tập của trạm 5 có nội dung như sau:
Phiếu học tập
Nhóm trưởng: ………
Thư kí: ………. Thời gian: ……. Trạm 5: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng
* Yêu cầu: Từ biểu thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt và Sác-lơ thiết lập phương trình trạng thái của khí lý tưởng
I. Viết biểu thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt và Sác-lơ ?
1. Biểu thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt(qua 2 quá trình biến đổi trạng thái) ... ...
2. Biểu thức của định luật Sác-lơ(qua 2 quá trình biến đổi trạng thái)
... ... II. Thiết lập phương trình trạng thái của khí lý tưởng từ các quá trình biến đổi trạng thái sau: ... ... p1, V1, T1 P2, V2, T2 p’2, V2, T1 (1) (2) (1’)
... ... ... III. Kết luận (Biểu thức của phương trình trạng thái của khí lý tưởng)
... ...
* Lưu ý:
- HS có thể sử dụng phiếu trợ giúp để có thể hoàn thành nhiệm vụ dễ dàng hơn.