- Đo đại lượng nào?
2.3.1. Mục tiêu về kiến thức và cấp độ nhận thức
Nhận biết Hiểu Vận dụng
Cấu tạo của chất khí + Phát biểu được nội dung về cấu tạo chất khí và thuyết động học phân tử chất khí + Giải thích được tính chất của chất khí là: Lực tương tác giữa các phân tử khí yếu nên các phân tử khí chuyển đông hoàn toàn hỗn loạn.Vì thế, chất khí không có hình dạng và thể tích riêng, nó luôn chiếm toàn bộ thể tích của bình chứa và có thể nén được dễ dàng. + Xác định mối quan hệ giữa mật độ các phân tử khí (n) với khối lượng của chất khí (m) và thể tích của chất khí (V). + Giải thích được mối quan hệ giữa áp suất (p) với (n) và nhiệt độ ( động năng trung bình của chuyển động nhiệt của các phân tử chất khí) Khái niệm khí lí tưởng + Phát biểu được khái niệm khí lí tưởng + Nêu được nét đặc trưng của khí lí tưởng là các phân tử khí coi như chất điểm, chuyển động hỗn + Chỉ ra đặc điểm khác nhau giữa khí thực và khí lí tưởng là: đối với khí lí tưởng thì các phân tử
loạn, không tương tác ngoài lúc va chạm, va chạm là đàn hồi. khí chỉ tương tác với nhau lúc va chạm, không tương tác ngoài. Nếu ở nhiệt độ và áp suất thấp thì khí thực gần giống khí lí tưởng. Sự biến đổi trạng thái của chất khí +Phát biểu và viết biểu thức của định luật Bôilơ-Mariôt: pV=const khi T=const và m=cost. +Phát biểu viết biểu thức của định luật Sáclơ: T p =const khi V=const và m=const. +Phát biểu viết biểu thức của định luật Gayluyxac: T V =const khi + Chỉ ra được điều kiện áp dụng định luật Bôilơ-Mariôt là: m=const, T=const + Chỉ ra được điều kiện áp dụng định luật Sáclơ là: m=const, V=const + Chỉ ra được điều kiện áp dụng định luật Gayluyxac là: m=const, p=const + Áp dụng được công thức trong quá trình biến đổi trạng thái của một khối lượng khí xác định với quá trình đẳng nhiệt: T = const: p1V1=p2V2 + Áp dụng được công thức trong quá trình biến đổi trạng thái của một khối lượng khí xác định với quá trình đẳng tích: V = const: 1 1 T p = 2 2 T p . + Áp dụng được công thức trong quá trình biến đổi trạng thái của một khối lượng khí xác định với quá trình đẳng áp:
p=const và m=const. + Viết được biểu thức của phương trình trạng thái của khí lí tưởng: m=const T pV =const + Nêu được định nghĩa các quá trình đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp + Chỉ ra được điều kiện áp dụng: m=const + Mô tả các quá trình đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp bằng đồ thị ứng với các hệ toạ độ (p,V), (p,T), (V,T). p = const: 1 1 T V = 2 2 T V . + Áp dụng phương trình trạng thái của khí kí tưởng: 1 1 1 T V p = 2 2 2 T V p + Vẽ và khai thác được các đồ thị mô tả các đẳng quá trình với các hệ toạ độ (p,V), (p,T), (V,T) 2.3.2. Mục tiêu về kĩ năng - Kĩ năng vận dụng kiến thức:
+ Dùng thuyết động học phân tử chất khí giải thích các hiện tượng về sự biến đổi trạng thái của không khí hoặc khí thực được coi là khí lí tưởng trong thực tế.
+ Áp dụng các công thức của ba định luật để giải các bài tập có liên quan đến sự chuyển trạng thái của một khối lượng khí lí tưởng xác định.
+ Vẽ và đọc các đồ thị mô tả các đẳng quá trình.
- Kĩ năng về thí nghiệm:
+ Thiết kế phương án thí nghiệm (chỉ ra các dụng cụ cần thiết, cách bố trí thí nghiệm)
+ Kĩ năng tiến hành thí nghiệm, chú ý đến thao tác thí nghiệm để đảm bảo điều kiện xảy ra các đẳng quá trình.
+ Kĩ năng đọc đúng giá trị và đơn vị áp suất trên áp kế, giá trị và đơn vị thể tích trên bình chia độ.
+ Kĩ năng xử lí kết quả thí nghiệm bằng kiến thức toán: đại lượng tỉ lệ thuận (
y x
= const) hoặc đại lượng tỉ lệ nghịch (xy = const) hoặc dùng đồ thị của hàm
số y = ax hay y =
x a
- Kĩ năng diễn đạt ngôn ngữ vật lí:
+ Nêu đúng kí hiệu của các đại lượng áp suất, thể tích, nhiệt độ trong các công thức của ba định luật chất khí và phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
+ Phát biểu chính xác điều kiện áp dụng các định luật
+ Nêu đúng và biết cách đổi đơn vị áp suất, thể tích, nhiệt độ.
2.3.3. Mục tiêu về tình cảm thái độ
- Học sinh tích cực, tự chủ xây dựng kiến thức.
- Học sinh tích cực hoạt động nhóm: Biết tranh luận, thảo luận, biết bảo vệ ý kiến của riêng mình.
- Học sinh say mê, hứng thú và yêu thích môn học.
2.4. Thiết kế tiến trình dạy học chương “ Chất khí ” Vật lí 10 THPT
Chương "Chất khí” - Vạt lí 10 trình bày trong 4 tiết: Tiết 1: Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí. Tiết 2: Quá trình đẳng nhiệt, Định luật Bôilơ-Mariôt. Tiết 3: Quá trình đẳng tích. Định luật Saclơ.
Tiết 4: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi nghiên cứu thiết kế phương án dạy học các nội dung kiến thức trên cũng với thời gian sử dụng là 4 tiết và chia làm 3 bài học: - Bài 1: Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí. (1tiết)
- Bài 2: Ba định luật chất khí. (2tiết)
- Bài 3: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng. (1tiết)
Trong đó chúng tôi sử dụng hình thức tổ chức hoạt động nhóm ở hai bài học: Ba định luật chất khí và phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
2.4.1. Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí. 2.4.1.1. Các câu hỏi cơ bản và kết luận tương ứng. 2.4.1.1. Các câu hỏi cơ bản và kết luận tương ứng. Câu hỏi:
Chất khí, chất lỏng và chất rắn có những tính chất nào khác nhau?
Thuyết động học phân tử chất khí có những nội dung cơ bản nào?
Thế nào là khí lí tưởng? Nhiệt độ tuyệt đối là gì?
Kết luận:
- Lực tương tác giữa các phân tử khí rất yếu, nên các phân tử chuyển động hoàn toàn hỗn loạn.
- Lực tương tác giữa các phân tử chất rắn rất mạnh, nên giữ được các phân tử ở các vị trí cân bằng xác định, làm cho chúng chỉ có thể dao động xung quanh
các vị trí này.
- Lực tương tác giữa các phân tử ở thể lỏng lớn hơn ở thể khí nhưng nhỏ hơn ở thể rắn, nên các phân tử chất lỏng dao động xung quanh các vị trí cân bằng có
thể di chuyển được.
- Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.
Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng: chuyển động này càng
mạnh thì nhiệt độ chất khí càng cao.
Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào thành bình gây áp suất
58
- Khí lí tưởng là chất khí trong đó các phân tử khí được coi là chất điểm và chỉ tương tác với nhau khi va chạm.
2.4.1.2. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức "Cấu tạo chất. Thuyết đọng học phân tử chất khí”.
- Vật chất được cấu tạo bới vô số các phân tử riêng rẽ chuyển động hỗn loạn không ngừng
- Các chất tồn tại ở 3 thể khác nhau: Rắn, lỏng, khí và có các tính chất khác nhau. Các chất rắn, lỏng, khí có những tính chất nào khác nhau?
Giải pháp: Có thể suy luận từ các nội dung cơ bản về cấu tạo chất.
Theo cấu tạo chất thì mọi vật đều được cấu tạo từ các phân tử riêng rẽ chuyển động không ngừng, nhưng lại không bị rã ra thành từng phân tử riêng biệt.Do đó, giữa chúng có các lực tương tác.Độ lớn của lực tương tác này phụ thuộc vào khoảng cách giữa các phân tử.
+Thể khí, các phân tử khí ở xa nhau nên lực tương tác giữa chúng yếu các phân tử khí chuyển động hỗn loạn.
+Thể rắn, các phân tử khí ở gần nhau nên lực tương tác giữa chúng
mạnhcác phân tử khí chỉ dao động xung quanh vị trí cân bằng xác định. +Thể lỏng: Trung gian giữa thể khí và thể rắn.
.
-Lực tương tác giữa các phân tử chất lỏng mạnh hơn lực tương tác giữa các phân tử chất khí nhưng yếu hơn lực tương tác giữa các phân tử chất rắn. Do đó chất rắn giữ nguyên hình dạng, kích thước,chất lỏng giữ được thể tích không giữ được hình dạng, còn chất khí không giữ được hình dạng và kích thước.
- Nội dung của thuyết đông học phân tử chất khí: khi va chạm.
- Nội dung của thuyết đông học phân tử chất khí:
+ Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.
+ Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ của chất khí càng cao.
+ Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình.
2.4.1.3. Mục tiêu dạy học. Mục tiêu trong quá trình học:
Đề xuất được vấn đề:
- Học sinh nêu lại được các kiến thức đã biết:
+ Vật chất được cấu tạo từ các phân tử riêng rẽ chuyển động không ngừng. + Các chất tồn tại ở 3 thể khí, lỏng, rắn.
Từ đó nảy sinh vấn đề các chất rắn, lỏng, khí có cấu tạo khác nhau ở điểm nào? - Xét sâu về cấu tạo của chất khí.
Đề xuất giải pháp cho vấn đề đặt ra:
- Muốn trả lời được câu hỏi " Chất rắn, lỏng, khí có những tính chất nào khác nhau thì ta suy luận từ thuyết cấu tạo của các chất.
- Dựa vào các suy luận từ cấu tạo chất, tìm ra được các yếu tố đặc trưng về cấu tạo của chất khí.
Thực hiện giải pháp:
- Từ thuyết động học phân tử chất khí, suy luận: Theo cấu tạo chất thì mọi vật đều được cấu tạo từ các phân tử riêng rẽ chuyển động không ngừng, nhưng lại không bị rã ra thành từng phân tử riêng biệt. Do đó, giữa chúng có các lực tương tác. Độ lớn của lực tương tác này phụ thuộc vào khoảng cách giữa các phân tử.
+ Thể khí, các phân tử khí ở xa nhau nên lực tương tác giữa chúng yếu các phân tử khí chuyển động hỗn loạn.
+ Thể rắn, các phân tử khí ở gần nhau nên lực tương tác giữa chúng mạnhcác phân tử khí chỉ dao động xung quanh vị trí cân bằng xác định.
Do đó thể rắn giữ nguyên hình dạng, kích thước,thể lỏng giữ được thể tích không giữ được hình dạng, còn thể khí không giữ được hình dạng và kích thước.
- Chỉ ra được các yếu tố đặc trưng về cấu tạo của chất khí:
+ Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.
+ Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ của chất khí càng cao.
+ Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình.
Mục tiêu đối với kết quả học:
- Học sinh nêu được tính chất khác nhau của chất rắn, lỏng, khí.
- Học sinh phát biểu được nội dung của thuyết động học phân tử chất khí. - Học sinh phát biểu được định nghĩa về khí lí tưởng và chỉ ra được điểm giống và khác nhau giữa khí thực và khí lí tưởng.
- Học sinh nêu được khái niệm độ không tuyệt đối và thang nhiệt độ tuyệt đối. - Học sinh biết vận dụng nội dung của thuyết động học phân tử chất khí để giải thích một số hiện tượng về chất khí trong tự nhiên.
2.4.3.4. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh
* Chuẩn bị của giáo viên:
- Xác định nội dung cơ bản về cấu tạo chất đã giảng dạy ở lớp 8 - Ảnh chụp các nguyên tử silic qua kính hiển vi hiện đại
- Các hình vẽ 28.4, 28.5 trên khổ giấy A3
* Chuẩn bị của học sinh
Ôn tập thuyết cấu tạo chất đã học ở lớp 8.
2.4.3.5. Tổ chức hoạt động dạy học:
Hoạt động 1: Tìm hiểu về cấu tạo chất ( 13 phút ) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Ở lớp 8 em đã biết về cấu tạo chất như thế nào?
- Các chất được cấu tạo từ các phân tử riêng rẽ. Các phân tử chuyển động không ngừng, chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao.
61 Xác nhận câu trả lời đúng.
- Vật chất tồn tại ở mấy thể? - Các thể rắn, lỏng, khí có cấu tạo khác nhau ở điểm nào?
- Tại sao thể rắn giữ nguyên hình dạng, kích thước,thể lỏng giữ được thể tích không giữ được hình dạng, còn thể khí không giữ được hình dạng và kích thước?
Xác nhận câu trả lời đúng và chính xác hoá kiến thức.
- Vật chất tồn tại ở 3 thể: Rắn, lỏng, khí.
- Thể rắn giữ nguyên hình dạng, kích thước,thể lỏng giữ được thể tích không giữ được hình dạng, còn thể khí không giữ được hình dạng và kích thước.
- Vì khoảng cách giữa các phân tử của các phân tử này không giống nhau nên lực tương tác phân tử của chúng khác nhau:
+ Các phân tử khí ở rất xa nhau nên lực tương tác giữa chúng yếu, chúng có thể chuyển động tự do về mọi phía. Do đó chất khí không có hình dạng và thể tích xác định.
+ Các phân tử chất rắn ở rất gần nhau nên lực tương tác giữa chúng mạnh lực này giữ các phân tử ở những vị trí xác định. Do đó chất rắn có hình dạng, thể tích xác định.
- Lực tương tác các phân tử lỏng ở trang thái trung gian, lực này giữ cho các phân tử luôn luôn chuyển động gần nhau và không thoát ra khỏi chất lỏng được. Do đó chất lỏng có thể tích riêng xác định. Các phân tử lỏng cũng dao động xung quanh vị trí cân bằng nhưng vị trí này không cố định. Do đó chất lỏng không có hình dạng riêng.
Bài 28. Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí
I- Cấu tạo chất.
1. Những diều đã học về cấu tạo chất.
Vật chất được cấu tạo từ vô số các phân tử riêng rẽ chuyển động không ngừng.
2. Lực tương tác phân tử.
Hoạt động 2: Tìm hiểu nội dung của thuyết động học phân tử chất khí (13 phút )
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Chúng ta xem xét kĩ lưỡng hơn về cấu tạo của chất khí.
Thuyết động học phân tử chất khí ra đời vào những năm đầu thế kỉ XVIII. Chúng ta sẽ đi tìm hiểu những nội dung cơ bản của thuyết
Yêu cầu HS đọc SGK mục 1 và trả lời câu hỏi: Thuyết động học phân tử chất khí có những nội dung cơ bản nào?
Xác nhận ý kiến đúng và yêu cầu HS ghi nhớ
- Vì sao chất khí gây áp suất lên thành bình?
Xác nhận câu trả lời đúng
Ghi bài.
Đọc SGK và trả lời câu hỏi của GV
- Các phân tử chất khí va chạm vào thành bình tác dụng lên thành bình một lực đáng kể, lực này gây áp suất lên thành bình.
II- Thuyết động học phân tử chất khí
1. Nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử
- Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.
3. Hoạt động 3: Tìm hiếu khí lí tưởng. Độ không tuyệt dối.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Thông báo khái niệm khí lí tưởng. - Khí lí tưởng và khí thực khác nhau ở điểm nào?
- Theo thuyết động học phân tử chất khí