Phần II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
4. Xây dựng giáo án dạy học
4.1. Giáo án quá trình đẳng tích Định luật Sáclơ
I. MỤC TIÊU DẠY HỌC
1. Năng lực Vật lí a) Nhận thức Vật lí
- Nêu được định nghĩa quá trình đẳng tích.
- Phát biểu và nêu được biểu thức về mối quan hệ giữa p và T trong quá trình đẳng tích.
- Nhận biết được dạng đường đẳng tích trong hệ tọa độ (p,T). - Phát biểu được định luật Sác - lơ.
b) Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ Vật lí
- Giải thích được tác dụng nồi áp suất, bánh xe bơm căng để giữa trời nắng lại hay bị nổ lốp, luộc trứng trên đỉnh núi phanxipăng lại không chín bằng nồi thường,… c) Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học
- Vận dụng được định luật để giải thích một số hiện tượng Vật lí liên quan và để giải bài tập.
31
- Giải thích được một số hiện tượng tự nhiên 2. Năng lực giao tiếp và hợp tác
- Xác định mục đích, nội dung, phương tiện và thái độ giao tiếp trong làm việc nhóm.
- Tự tin, chủ động trong báo cáo, trình bày sản phẩm trước lớp. - Xác định trách nhiệm và hoạt động của bản thân.
3. Phẩm chất
- Chăm chỉ: Kiên trì, tỉ mỉ, cẩn thận trong quá trình thảo luận, có ý chí vượt qua khó khăn khi thực hiện các nhiệm vụ học tập vận dụng, mở rộng.
- Trung thực: Khách quan, trung thực trong việc đánh giá, nhận xét.
- Trách nhiệm: Có tinh thần hợp tác, trách nhiệm trong hoạt động nhóm; thực hiện nghiêm túc nhiệm vụ của cá nhân được phân công trong làm việc nhóm; có ý thức vận dụng những hiểu biết, kiến thức Vật lí vào thực tiễn cuộc sống.
- Yêu nước: Tu dưỡng và rèn luyện bản thân vì ngày mai lập nghiệp góp phần đóng góp vào công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1. Giáo viên
- Máy tính, máy chiếu; SGK - Bài giảng Powerpoint
- Thí nghiệm vẽ ở hình 30.1, 30.2 SGK.
- Bảng 30.1 ghi “Kết quả thí nghiệm” ở SGK. - Phiếu học tập.
2. Học sinh
- Giấy kẻ ô li 15x15cm
- Ôn lại về nhiệt độ tuyệt đối.
- SGK, vở ghi bài, giấy nháp, máy tính.
III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Ổn định lớp:
2. Kiểm tra bài cũ: (2 phút)
+ Nêu định nghĩa quá trình đẳng nhiệt?
+ Phát biểu và nêu biểu thức của định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt? + Vẽ dạng của đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ p-V?
Hoạt động 1: Mở đầu. Tạo tình huống và phát biểu vấn đề để tìm hiểu về định luật Sác –Lơ
32
a. Mục tiêu: Tạo sự hứng thú tìm hiểu kiến thức mới. b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận kiến thức từ giáo viên.
c. Sản phẩm: Sự hứng thú, tò mò muốn tìm hiểu kiến thức mới. d. Tổ chức thực hiện: (3 phút)
Bước thực hiện
Nội dung các bước
Bước 1 Giáo viên nêu tính huống có vấn đề:
- Tại sao lốp xe ô tô, xe máy hay bị nổ khi xe đang chạy trên đường, còn ít khi nổ nếu xe nằm trong gara?
- Tại sao khi bỏ bình ga mini trong lửa bình ga lại phát nổ?
- Một nút bần nút kín miệng chai, nếu ta bỏ chai trong nước nóng hoặc nước đá thì nút bần có thể bật ra hoặc lọt vào trong chai. Hãy giải thích? - Tại sao khi chế tạo những bóng đèn điện sợi đốt (Bóng đèn tròn), người ta thường nạp đầy khí trơ ở nhiệt độ và áp suất thấp vào bóng?
- Cho mô hình thí nghiệm như hình:
Tiến hành đốt nến, úp ống thủy tinh lên, hiện tượng quan sát được theo thời gian theo thứ tự từ trái sang phải.
Dựa vào các hình ảnh trên, em hãy cho biết hiện tượng gì xảy ra khi đốt nến, úp ống thủy tinh lên và giải thích hiện tượng quan sát được.
GV: Để giải thích được các hiện tượng trên các em phải học xong định luật Sác – Lơ. Vậy định luật Sác –Lơ phát biểu về vấn đề gì. Để tìm hiểu
Cho các dụng cụ sau: - Một cây nến.
- Một khay nước có pha màu.
- Một ống thủy tinh có một đầu hở, một đầu kín.
33
nội dung của định luật Sác – Lơ các em mở bài 30 ra để chúng ta cùng nghiên cứu.
Bước 2 Học sinh tiếp nhận vấn đề Hoạt động 2: Hình thành kiến thức
Hoạt động 2.1: Tìm hiểu quá trình đẳng tích a. Mục tiêu:
HS phải nắm được quá trình đẳng tích là gì.
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ học tập. c. Sản phẩm:
1. Quá trình đẳng tích
- Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích d. Tổ chức thực hiện. Quá trình đẳng nhiệt: (5phút)
Phương pháp: HS tự nghiên cứu tài liệu
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung cơ bản
GV: Yêu cầu học sinh tự nghiên cứu tài liệu trả lời câu hỏi: Quá trình đẳng tích là gì?
GV: Các em tự chốt ý trong vở của mình
GV chốt lại: Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích. HS: Tự nghiên cứu SGK BÀI 30. QÚA TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT SÁC - LƠ I. Qúa trình đẳng tích
Hoạt động 2.2. Định luật Sác – Lơ a. Mục tiêu
+ Phát biểu được định luật Sác – Lơ;
Vận dụng được định luật Sác – Lơ làm được một số bài toán.
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ cá nhân, nhóm hoàn thành các yêu cầu dựa trên sự gợi ý của giáo viên.
c. Sản phẩm
2. Định luật Sác – Lơ
* Định luật: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
34
Viết cho hai trạng thái khí: p1/T1 = p2/T2. d. Tổ chức thực hiện: Định luật Sác - Lơ
Phương pháp: Giải quyết vấn đề; Kỹ thuật dạy học: Động não.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung cơ bản
- Xét một lượng khí nhất định sao cho thể tích không đổi. Các em nêu dự đoán về mối quan hệ áp suất và nhiệt độ tuyệt đối của khối khí
GV gợi ý: Áp suất và nhiệt độ tuyệt đối của khối khí có quan hệ tỉ lệ thuận hay tỉ lệ nghịch hay một tỉ lệ nào khác?
GV gợi ý: Nếu tỉ số giữa hai đại lượng không đổi thì quan hệ là tỷ lệ thuận. Nếu tích số giữa hai đại lượng không đổi thì quan hệ là tỉ lệ nghịch.
GV: Muốn kiếm tra dự đoán đúng hay sai ta có những cách kiểm tra nào? GV: Để tiến hành thí nghiệm ta cần những dụng cụ nào và cách tiến hành thí nghiệm ra sao?
- GV: Yêu cầu học sinh
tính các giá trị
p/T, từ đó rút ra kết luận về mối liên hệ giữa p và T trong quá trình đẳng tích.
PHIẾU HỌC TẬP 1 Xét một lượng khí nhất định sao cho khối khí có thể tích không đổi, khi ở trạng thái 1 khối khí có các thông số trạng thái
- HS đưa ra dự đoán - HS đưa ra các cách kiểm tra dự đoán
- Quan sát hình 30.2 nêu các dụng cụ thí nghiệm và trình bày phương án thí nghiệm khảo sát quá trình đẳng tích.
- Xử lí số liệu ở bảng số liệu mà thí nghiệm thu được bảng 30.1 để rút ra quan hệ p-T trong quá trình đẳng tích. - Phát biểu về quan hệ p-T trong quá trình đẳng tích. - Rút ra phương trình 30.2. - HS treo sản phẩm nhóm.
- Nêu câu hỏi thắc mắc của nhóm nếu có.
II. Đinh luật Sác-lơ
1. Thí nghiệm: 2. Đinh luật Sác-lơ
Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối . P~ T=> p
T = hằng số . - Gọi p1 , T1 là áp suất và nhiệt độ tuyệt đối của khối khí ở trạng thái 1 - Gọi p2 , T2 là áp suất và nhiệt độ tuyệt đối của khối khí ở trạng thái 2 2 1 2 1 T T p p
35
(p1, T1), khi ở trạng thái 2 khối khí có các thông số trạng thái (p2, V2). Viết biểu thức định luật Sác – Lơ cho quá trình biến đổi trạng thái khí đó?
Một chiếc lốp ô tô hãng Inova chứa không khí có áp suất tiêu chuẩn do nhà sản xuất công bố
2,3bar, ở điều kiện 250C
(1bar=105pa). Khi xe
chạy nhanh, lốp nóng lên làm cho nhiệt độ không khí trong lốp tăng tới 500C. Tính áp suất của không khí trong lốp xe lúc này.(Coi gần đúng thể tích lốp xe không đổi) GV: Quan sát các nhóm, nhóm nào làm nhanh, chất vấn học sinh về cách làm của từng nhóm - Theo dõi, nhận xét bổ sung. Hoạt động 2.3. Xét đường đẳng tích a. Mục tiêu - Nắm được đường đẳng tích là gì. - Vẽ được đường đẳng tích;
- Biết được đối với một khối nhất định có vô số đường đẳng tích, các đường tích là những đường thẳng có đường kéo dài đi qua gốc tọa độ, đường ở phía trên có thể tích nhỏ hơn đường đẳng tích ở phía dưới.
b. Nôi dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành các yêu cầu dựa trên sự gợi ý của giáo viên;
c. Sản phẩm.
3. Đường đẳng tích
- Đường đẳng tích là đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi. p T V 1 V 2 V1<V2 O
36
- Vẽ được đường đẳng tích dựa vào bảng số liệu thí nghiệm thu được theo tỉ lệ trên
trục tung 1cm ứng với 0,25.105pa, Trục hoành 1cm ứng với 50K.
- Đối với mỗi khối khí nhất định có vô số đường đẳng tích.
- Các đường đẳng tích ở phía trên có thể tích nhỏ hơn các đường đẳng tích ở phía dưới.
d. Tổ chức thực hiện: Đường đẳng tích
Phương pháp: Giải quyết vấn đề; Kỹ thuật dạy học: Dạy học nhóm.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung cơ bản
GV: Thế nào là đường đẳng tích?
GV: Sự phụ thuộc của áp suất vào nhiệt độ tuyệt đối khi thể tích không đổi theo hàm số nào: Bậc nhất, bậc 2, hay theo một hàm số nào khác? Đồ thị bậc nhất có dạng đường gì? GV kết luận sự phụ thuộc của áp suất theo nhiệt độ tuyệt đối khi thể tích không đổi là một hàm số bậc nhất. Đồ thị của nó là một đường thẳng có đường kéo dài đi qua gốc tọa độ.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 - Căn cứ bảng số liệu thu được khi làm thí nghiệm vẽ đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ tuyệt đối trong hệ tọa độ (p, T). Trên trục tung 1cm ứng với 0,25.105pa; trục hoành 1cm ứng với 50K. - Với một lượng khí - Một HS trả lời và các HS khác quan sát và bổ sung.
Một HS đại diện cho các nhóm trình bày, các HS còn lại theo dõi.
Nêu các câu hỏi thắc mắc HS có thể nhận xét bổ sung.
III. ĐƯỜNG ĐẲNG TÍCH - Đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ khi thể tích không đổi gọi là đường đẳng tích. -Trong hệ tọa độ (p,T) đường đẳng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ.
- Với những thể tích khác nhau của cùng một khối lượng khí, ta có những đường đẳng tích khác nhau. - Các đường đẳng tích ở trên ứng với thể tích nhỏ hơn các đường đẳng tích ở dưới. p T V1 V2 V1<V2 O
37
nhất định có bao nhiêu đường đẳng tích?
- Đường đẳng tích trên và đường đẳng tích dưới đường nào có thể tích lớn hơn? Tại sao? Gợi ý: Xét hai điểm thuộc hai đường đẳng tích, biểu diễn các trạng thái có cùng áp suất hay cùng nhiệt độ. - Giải thích định luật Sác – Lơ bằng thuyết động học phân tử của chất khí. GV: Kết luận Giải đáp các thắc mắc của HS nếu có GV chốt lại.
Lắng nghe giải đáp của giáo viên
Ghi lại các kết luận cuối cùng
4. Dặn dò
+ GV tóm lại nội dung chính của bài. + Yêu cầu HS về nhà làm các bài tập. + Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. III. Luyện tập
a. Mục tiêu:
- Vận dụng được định luật Sác – Lơ để giải các bài tập đơn giản như ở trong bài học.
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên
c. Sản phẩm: Kiến thức được hệ thống và hiểu sâu hơn các định nghĩa. d. Tổ chức thực hiện: ( 12 phút)
Bước thực hiện Nội dung các bước
Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ
- GV hoàn thành phiếu học tập số 3.
38
Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận
- Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện.
Bước 4 Giáo viên tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập
của học sinh.
+ Ưu điểm: ………
+ Nhược điểm cần khắc phục: ………
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3
Mức độ nhận biết
Câu 1: Hiện tượng nào sau đây tuân theo định luật Sác-lơ? A. Săm xe đạp để ngoài nắng có thể bị nổ.
B. Quả bóng bay bị vỡ khi dùng tay bóp mạnh.
C. Quả bóng bàn bị bẹp nhúng vào nước nóng lại phồng lên như cũ. D. Mở lọ nước hoa và mùi nước hoa lan tỏa khắp phòng.
Câu 2: Trong các hệ thức sau đây, hệ thức nào không phù hợp với định luật Sáclơ. A. p ~ T. B. p ~ t. C. T p hằng số. D. 2 2 1 1 T p T p Mức độ hiểu:
Câu 3: Hệ thức nào sau đây phù hợp với định luật Sác – lơ.
A. p ~ t. B. 3 3 1 1 T p T p . C. t p hằng số. D. 1 2 2 1 T T p p
Câu 4: Xét một quá trình đẳng tích của một lượng khí lí tưởng nhất định. Tìm phát biểu sai?
A. Độ biến thiên của áp suất tỉ lệ thuận với độ biến thiên của nhiệt độ. B. Áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
C. Độ biến thiên của áp suất tỉ lệ thuận với độ biến thiên của nhiệt độ bách phân.
D. Áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ bách phân.
Câu 5: Nếu nhiệt độ khí trơ của một bóng đèn sợi đốt khi tắt là 25oC, khi sáng là
323oC. Áp suất của khí trơ trong bóng đèn tăng lên là
A. 10,8 lần. B. 2 lần. C. 1,5 lần. D. 12,92 lần.
39
xe chạy nhanh, lốp xe nóng lên, áp suất khí trong lốp tăng lên tới 1,084 lần. Lúc này, nhiệt độ trong lốp xe bằng
A. 50oC. B. 27oC. C. 23oC. D. 30oC.
Câu 7: Khi đung nóng một bình kín chứa khí để nhiệt độ tăng 1oC thì áp suất khí tăng thêm 1/360 áp suất ban đầu. Nhiệt độ ban đầu của khí là
A. 73oC. B. 37oC. C. 87oC. D. 78oC.
Câu 8: Một bình thép chứa khí ở nhiệt độ 27oC và áp suất 40 atm. Nếu tăng áp suất thêm 10 atm thì nhiệt độ của khí trong bình là
A. 102oC. B. 375oC. C. 34oC. D. 402oC.
Câu 9: Một nồi áp suất, bên trong là không khí ở 23oC có áp suất bằng áp suất của không khí bên ngoài (1 atm). Van bảo hiểm của nồi sẽ mở khi áp suất bên
trong cao hơn áp suất bên ngoài 1,2 atm. Nếu nồi được đun nóng tới 160oC thì
không khí trong nồi đã thoát ra chưa? Áp suất không khí trong nồi bằng bao nhiểu? Coi khối lượng khí trong nồi luôn không đổi.
A. Chưa; 1,46 atm. B. Rồi; 6,95 atm. C. Chưa; 0,69 atm. D. Rồi; 1,46 atm.
Câu 10: Một bánh xe được bơm vào lúc sáng sớm khi nhiệt độ không khí xung
quanh là 70 C. Coi thể tích xăm không thay đổi. Số phần trăm áp suất khí trong