HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HS THEO HƯỚNG DẠY HỌC GQVĐ
Trên cơ sở của nguyên tắc và phương pháp đã trình bày ở mục trên 2.2, chúng tôi đã xây dựng một hệ thống BTVL hỗ trợ các quá trình dạy học GQVĐ như sau
2.3.1. Hệ thống BTVL hỗ trợ tổ chức tình huống học tập
Trong phần này chúng tôi sắp xếp theo các loại: BT định tính thông thường, BT thí nghiệm đơn giản, BT có sự hỗ trợ của video clip Các BT định tính thông thường:
Bài 1: Tại sao cho hai thỏi chì mặt đáy phẳng đã được mài nhẵn tiếp xúc với nhau thì chúng lại hút nhau? Tại sao hai mặt không được mài nhẵn thì lại không hút nhau?
Bài 2: Săm xe đạp của Nam còn tốt, nhưng sau khi bơm căng để lâu ngày mặc dù không đi nhưng lại bị xẹp dần. Nam thắc mắc vì sao như vậy? Em có thể giải thích điều này như thế nào?
Các BT thí nghiệm đơn giản:
Bài 3 : Tiến hành thí nghiệm: vỗ vào gói Snack. Vì sao khi vỗ vào gói Snack thì ta có thể mở được nó ?
Bài 4 : Em hãy dự đoán hiện tượng xảy ra khi ta tiến hành thí nghiệm: lấy một chậu thuỷ tinh, đổ nước vào chậu. Lật ngược một chiếc cốc, úp
miệng xuống mặt nước trong chậu và ấn xuống phía dưới. Giải thích hiện tượng quan sát được như thế nào?
Bài 5 : Hãy quan sát thí nghiệm rồi mô tả hiện tượng xảy ra. Thí nghiệm đặt quả bong bóng gần ngọn lửa. Hãy giải thích hiện tượng quan sát được: vì sao quả bóng phình lên rồi nổ khi đặt gần ngọn lửa đang cháy? Bài 6 : Em hãy quan sát thí nghiệm sau:
Lấy một tấm kính, ngâm trong nước một lúc, sau đó một đầu đặt lên bàn, còn một đầu kia thì gác lên mấy cuốn sách (cao độ 5-6m ). Lấy một chiếc cốc thuỷ tinh, miệng cốc có bôi một ít nước, rồi lật ngược, úp miệng cốc trên miếng kính. Khi đó, tay cầm ngọn nến đã đốt cháy hơ nóng phần đáy chiếc cốc.
(HS sẽ ngạc nhiên khi thấy chiếc cốc tự nó biết dịch chuyển qua một bên! )
Em hãy giải thích tại sao chiếc cốc lại biết đi ?
Bài 7: Em hãy quan sát thí nghiệm với quả bóng và vòng sắt
Mang một quả bóng ít căng đặt vào vòng sắt thì quả bóng đó vừa lọt qua, rơi xuống. Đem quả bóng đó thả vào trong một chậu nước nóng. Sau khi ngâm một lúc, lại đặt quả bóng vào vòng sắt thì quả bóng không lọt qua vòng sắt nữa . Nhưng một lát sau, quả bóng lại lọt vào vòng sắt. Quả bóng từ nhỏ biến thành to, rồi lại biến thành nhỏ. Hãy giải thích? Bài 8 : Tại sao có thể sản xuất thuốc viên bằng cách nghiền nhỏ dược phẩm rồi cho khuôn nén mạnh? Nếu bẻ đôi viên thuốc dùng tay ép sát hai mảnh thì hai mảnh không dính liền với nhau. Tại sao?
Các BT có sự hỗ trợ của video clip:
Bài 9 : Hãy quan sát thí nghiệm qua video clip 1(hình 2.7) và xem chuyện gì sẽ xảy ra đối với quả bóng. Vì sao quả bóng từ nhỏ chuyển sang lớn dần sau đó nhỏ lại như vậy?
Bài 10: Hãy xem video clip 2 (hình 2.8) và giải thích hiện tượng xảy ra .
Bài 11: Em hãy quan sát thí nghiệm sau qua video clip 3 (đổ một ít nước vào một lon kim loại rồi đun nóng, sau đó bỏ vào nước lạnh). Hãy giải thích vì sao lon kim loại này lại bị méo và xẹp trong nước lạnh ? (hình 2.9)
Bài 12: Hãy xem video clip 4 và giải thích thí nghiệm với quả bóng (hình 2.10).
Bài 13 : Cho HS quan sát thí nghiệm qua video clip 5 (hình 2.11). Có một quả trứng và một chai thuỷ tinh (đường kính quả trứng lớn hơn miệng chai). Vì sao quả trứng chui vào được trong chai?
Bài 14: Hãy quan sát thí nghiệm qua video clip 6 và mô tả hiện tượng xảy ra. Đốt nóng ống thuỷ tinh miệng có gắn bong bóng rồi đổ nước lạnh lên ống thuỷ tinh. Hãy giải thích: vì sao khi đốt nóng ống thuỷ tinh thì quả bóng to lên, dội nước lạnh lên ống thì quả bóng xẹp lại? (hình 2.12). Bài 15: Khi quả bóng bàn bị bóp xẹp để nó trở lại như cũ, ta thường làm gì ?
Cho HS quan sát thí nghiệm video clip 7 (quả bóng bàn bị bóp xẹp, thả trong nước nóng thì phồng lên như cũ). Vì sao như vậy ?
2.3.2. Hệ thống BTVL hỗ trợ quá trình giải quyết vấn đề
Trong phần này chúng tôi sắp xếp các BT dựa vào tác dụng của nó đối với từng bài dạy theo thứ tự trong SGK như sau
Các BT hỗ trợ dạy bài “Thuyết động học phân tử chất khí”
Bài 1: Cho m gam chất khí có khối lượng mol là . Hãy xác định số phân tử N có trong khối lượng m gam chất đó.
Các BT hỗ trợ dạy bài “ Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt”
Bài 2: Cho thí nghiệm được bố trí như sau (GV giới thiệu thí nghiệm định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt ). Hãy tiến hành thực hiện thí nghiệm và ghi lại kết quả vào bảng số liệu (phát bảng điền số liệu cho HS ). Dựa vào bảng số liệu, em có nhận xét gì? So sánh các tích P1V1, P2V2, và P3V3 nhận được từ thí nghiệm. Nếu coi các tích P1V1, P2V2, và P3V3 bằng nhau thì sai số là bao nhiêu ?
Bài 3: Dùng bộ thí nghiệm Adiabatic Gas Law Appartus của hãng Pasco (Mỹ) với sự hỗ trợ của máy tính và phần mềm DataStudio người ta đã xác định được các thông số của một lượng khí xác định khi nhiệt độ không
đổi như sau (hình 2.14). Dựa vào bảng số liệu trên hãy xác định mối quan hệ giữa p và V của một lượng khí khi nhiệt độ không đổi.
Bài 4: Xét 0,1 mol khí trong điều kiện chuẩn có (p0, V0, t0) a. Vẽ đồ thị điểm A biểu diễn trạng thái nói trên.
b. Nén khí đẳng nhiệt đến khi thể tích của khí là V¬1=0,5 V0 thì áp suất p1 của khí bằng bao nhiêu ? Vẽ trên cùng đồ thị điểm B biểu diễn trạng thái này.
c.Viết biểu thức của áp suất p theo thể tích V trong quá trình nén đẳng nhiệt ở câu b. Vẽ đường biểu diễn. Đường biểu diễn có dạng gì ?
Bài 5: Hãy dựa vào các số liệu trên thí nghiệm sau để xác định mối liên hệ giữa áp suất và thể tích một khối lượng khí xác định ở nhiệt độ không đổi. Hãy vẽ sự phụ thuộc đó (của p vào V khi nhiệt độ không đổi) trên đồ thị V0p.
Các BT hỗ trợ dạy bài “Định luật Sác-lơ”
Bài 6: Trong quá trình quả trứng chui vào và chui ra khỏi miệng chai thì các thông số trạng thái của lượng khí trong chai thay đổi như thế nào? Bài 7: Cho thí nghiệm được bố trí như sau (GV giới thiệu thí nghiệm định luật Sác-lơ cho HS). Hãy tiến hành thực hiện thí nghiệm và ghi lại kết quả thí nghiệm vào bảng số liệu (phát bảng điền số liệu cho HS). Dựa vào bảng số liệu, em có nhận xét gì? Hãy viết phương trình biểu diễn sự phụ thuộc của p vào t, p=f(t) và kết luận về mối liên hệ đó.
Bài 8: Từ biểu thức của định luật Sác-lơ: , với bằng độ-1 a. Hãy xác định giới hạn thấp nhất của nhiệt độ? Em có nhận xét gì? b. Gọi T= t+273. Nhận xét gì về đại lượng T?
c. Hãy tìm sự phụ thuộc của p vào T. Từ đó phát biểu định luật Sác-lơ theo cách khác.
Các BT hỗ trợ dạy bài “ Phương trình trạng thái khí lí tưởng. Định luật Gay Luy-xác”
Bài 9: Hãy quan sát thí nghiệm mô phỏng 8. Dựa vào bảng số liệu thu được qua thí nghiệm, hãy tìm mối liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ của một lượng khí xác định khi áp suất không đổi? (hình 2.18)
Bài 10: Cho một lượng khí ở trạng thái 1 có ( p1=200kPa, V1=1lít, T1=240K)
a. Thực hiện quá trình dãn đẳng nhiệt lượng khí trên đến trạng thái 2 có thể tích V2=2lít. Hãy xác định áp suất p2 của khí ở trạng thái này.
b. Tiếp tục thực hiện quá trình dãn khí đẳng áp đến trạng thái 3 có thể tích V3= 4lít Hãy xác định nhiệt độ T3 của khí ở trạng thái này.
c. Lượng khí trên ở trạng thái 1 được biến đổi sang trạng thái mới có p’=100kPa, V’=4lít. Hãy xác định nhiệt độ T’ của khí ở trạng thái này. Em có nhận xét gì? Cho HS xem đoạn phim (video 9) giáo sư nước ngoài xác định các mối liên hệ giữa các thông số qua bài toán mà các em vừa làm (hình 2.19).
Bài 11 : Xét một lượng khí ở trạng thái 1 có áp suất, thể tích và nhiệt độ tương ứng là p1, V1, T1. Thực hiện quá trình bất kì chuyển khí sang trạng thái 2 có áp suất p2, thể tích V2 và nhiệt độ T2.
a. Hãy xác định mối liên hệ giữa các thông số của lượng khí ở trạng thái 1 và 2.
b. Từ đó suy ra hệ thức liên hệ giữa V và T của một lượng khí khi p không đổi.
c. Khi áp suất p của một lượng khí không đổi thì V có tỉ lệ thuận với t không ?
Các BT hỗ trợ dạy bài “Phương trình Cla-pê-rôn - Men-đê-lê-ép” Bài 12: Khi bơm hơi vào săm xe đạp thì quá trình biến đổi của khí có tuân theo phương trình trạng thái khí lí tưởng không ?
Bài 13: Cho một lượng khí có khối lượng là m, và khối lượng mol là . a.Viết phương trình trạng thái của lượng khí này.
b. Theo em hằng số C của vế phải phương trình này sẽ phụ thuộc vào yếu tố nào ? Hãy xác định hằng số C đó ?
2.3.3. Hệ thống BTVL hỗ trợ quá trình củng cố, vận dụng
Trong phần này chúng tôi sắp xếp theo các loại: BT định tính thông thường, BT định lượng, BT đồ thị, BT có sự hỗ trợ của video clip Các BT định tính thông thường:
Bài 1: Vì sao khi hoà một lượng đường thích hợp vào nước thì nước có vị ngọt? (hình 2.20)
Bài 2: Khi pha nước chanh người ta thường làm cho đường tan trong nước rồi mới bỏ đá lạnh vào. Vì sao không bỏ đá lạnh vào trước rồi mới bỏ đường sau ? Giải thích điều này như thế nào ?
Bài 3: Khi nhìn tia nắng chiếu qua mái nhà lợp tranh, hay lợp ngói vào trong phòng tối ta thấy có rất nhiều hạt bụi bay lơ lửng. Em hãy giải thích điều đó!
Bài 4: Tại sao các chất được cấu tạo từ các phân tử riêng biệt và chuyển động không ngừng thì các vật như viên phấn, cây bút,…lại không bị rã ra thành từng phân tử riêng biệt mà cứ giữ nguyên hình dạng của nó?
Bài 5: Dùng thuyết động học phân tử chất khí giải thích định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, Sác-lơ, Gay Luy-xác .
Bài 6: Vì sao bóng cao su dù buộc rất chặt mà vẫn cứ xẹp?
Bài 7: Vì sao khi chế tạo những chiếc phễu người ta thường làm những cái gân nổi dọc theo mặt ngoài của cuống phễu?
Bài 8 : Ống thông hơi ở các kho, các bình chứa xăng dầu có tác dụng gì? (hình 2.22)
Bài 9: An và Bình đang bàn luận giữa không khí ẩm và không khí khô, không khí nào nặng hơn.
Bình nói : Không khí ẩm chứa một tỉ lệ lớn các phân tử nước hơn so với không khí khô. Nên không khí ẩm phải có khối lượng riêng lớn hơn không khí khô (không khí ẩm nặng hơn ). Bạn Bình nói như vậy có đúng không? Nếu em là An, em sẽ nói gì?
Bài 10: Khi một lượng khí dãn đẳng nhiệt thì số phân tử n trong một đơn vị thể tích (mật độ phân tử chất khí) thay đổi thế nào khi áp suất p giảm? Các BT định lượng:
Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt
Bài 11: Một lượng khí ở nhiệt độ 180C có thể tích 1 m3 và áp suất 1atm được nén đẳng nhiệt tới áp suất 3,5 atm. Tính thể tích khí lúc đó.
Bài 12: Dưới áp suất 2.104 N/m2, một khối khí có thể tích 20 lít. Giữ nhiệt độ khối khí không đổi. Dưới áp suất 5.104 N/m2 thì thể tích khối khí bằng bao nhiêu?
Bài 13: Một quả bóng có dung tích 2,3 lít. Người ta bơm không khí ở áp suất 105 Pa vào bóng. Mỗi lần bơm được 120 cm3 không khí. Tính áp suất không khí trong quả bóng sau 50 lần bơm. Coi quả bóng trước khi bơm không có không khí và trong khi bơm, nhiệt độ không đổi.
Bài 14: Một bình khí có thể tích 50 lít ở áp suất 5 atm. Người ta dùng bình này để bơm các quả bong bóng có thể tích 500 ml ở áp suất 0,5 atm. Nếu quá trình bơm không làm thay đổi nhiệt độ thì sẽ bơm được bao nhiêu quả bóng?
Bài 15: Áp suất chất khí được nhốt trong xilanh là p = 2.105 Pa. Nếu pittông đi xuống được 3/4 chiều cao của xilanh mà không làm thay đổi nhiệt độ của khí thì áp suất của chất khí sẽ là bao nhiêu?
Bài 16: Ở chính giữa một ống thuỷ tinh nằm ngang, tiết diện nhỏ, chiều dài L = 100 cm, hai đầu bịt kín có một cột thuỷ ngân dài h = 20 cm. Trong ống có không khí. Khi đặt ống thẳng đứng, cột thuỷ ngân dịch chuyển xuống dưới một đoạn l = 10 cm. Tìm áp suất không khí trong ống khi ống nằm ngang. Coi nhiệt độ trong ống không đổi, khối lượng riêng của thuỷ ngân là 1,36.104 kg/m3
Bài 17: Một bọt khí ở đáy hồ sâu 4,5 m nổi lên đến mặt nước. Hỏi thể tích của bọt tăng lên bao nhiêu lần? Lấy g = 10 m/s2, áp suất khí quyển là 1atm.
Định luật Sác-lơ
Bài 18: Một bình kín chứa khí ôxi ở nhiệt độ 200C và áp suất 105 Pa. Nếu đem bình phơi nắng ở nhiệt độ 400C thì áp suất trong bình sẽ là bao nhiêu?
Bài 19: Một bình thuỷ tinh kín chịu nhiệt chứa không khí ở điều kiện chuẩn. Nung nóng bình lên tới 2000C. Áp suất trong bình là bao nhiêu? Coi sự dãn nở vì nhiệt là không đáng kể.
Bài 20: Một ruột xe máy được bơm căng không khí ở nhiệt độ 200C và áp suất 2 atm. Hỏi ruột có bị nổ không khi để ngoài nắng nhiệt độ 420C? Xem sự thay đổi thể tích là không đáng kể và ruột xe chỉ chịu được áp suất tối đa là 2,5 atm.
Bài 21: Một cái chai chứa không khí được nút kín bằng một nút có trọng lượng không đáng kể, tiết diện 2,5 cm2. Hỏi phải đun nóng không khí trong chai lên tới nhiệt độ tối thiểu bằng bao nhiêu để nút bật ra? Biết lực ma sát giữa nút và chai có độ lớn là 12 N, áp suất ban đầu của không khí trong chai bằng áp suất khi quyển và bằng 9,8.104 Pa, nhiệt độ ban đầu của không khí trong chai là -30C.
Bài 22: Một bình đầy khí ở điều kiện tiêu chuẩn được đậy bằng một vật có khối lượng 2 kg. Tiết diện của miệng bình là 10 cm2. Tìm nhiệt độ cực đại của không khí trong bình để không khí không đẩy nắp bình lên và thoát ra ngoài. Biết áp suất khí quyển là 105 Pa.
Bài 23: Một khối khí đựng trong bình kín ở nhiệt độ 00C. Phải đun nóng nó lên đến nhiệt độ bao nhiêu để áp suất của nó tăng lên gấp đôi?
Bài 24: Khi đun nóng đẳng tích một khối kkí tăng thêm 10C thì áp suất tăng lên thêm 1/360 áp suất ban đầu. Tìm nhiệt độ ban đầu của khối khí. Định luật Gay Luy-xác
Bài 25: Ở nhiệt độ 273 K thể tích của một lượng khí là 12 lít. Tính thể tích lượng khí đó ở 546 K khi áp suất khí không đổi.
Bài 26: Đun nóng đẳng áp một khối lượng khí lên đến 470C thì thể tích khí tăng thêm 1/10 thể tích lúc đầu. Tìm nhiệt độ ban đầu của khí.
Bài 27: Một pittông có đường kính 20 mm được gắn trong xilanh có thể tích 10 cm3. Nhiệt độ ban đầu của khối khí trong xilanh là 200C, sau đó bị đun nóng lên 1000C. Hỏi pittông đi lên một đoạn là bao nhiêu? Nếu quá trình này có áp suất không đổi.
Phương trình trạng thái khí lí tưởng
Bài 28: Một lượng khí đựng trong một xilanh có pittông chuyển động được. Các thông số trạng thái của lượng khí này là: 2 atm, 15 lít, 300 K.