6. Phương pháp nghiên cứu
2.3. Xây dựng tiến trình dạy học có sử dụng các thí nghiệm gắn kết cuộc sống
2.3.2. Tổ chức dạy học bài “Q trình đẳng tích Định luật Charles”
I. Mục tiêu
1. Năng lực vật lí
- Thành tố nhận thức kiến thức vật lí:
[VL.1]. Nêu được định nghĩa q trình đẳng tích.
[VL.2]. Phát biểu và viết được biểu thức định luật Charles.
[VL.3]. Vẽ được đường đẳng tích trong hệ tọa độ (p,V); (p,T); (V,T).
[VL.5]. Phát hiện được vấn đề, đặt ra được câu hỏi: “áp suất và nhiệt độ tuyệt đối của một khới khí xác định có mới quan hệ với nhau như thế nào khi giữ nguyên thể tích?” từ thí nghiệm mở đầu bài học.
[VL.6]. Dự đốn được mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đới của khới khí xác định khi ta giữ ngun thể tích của nó.
[VL.7]. Đề xuất phương án tiến hành thí nghiệm và vẽ sơ đồ bớ trí các dụng cụ thí nghiệm.
[VL.8]. Tiến hành thí nghiệm dưới sự hướng dẫn của giáo viên, thu thập và xử lí được các kết quả thí nghiệm rời rút ra kết luận.
[VL.9]. Trình bày được kết quả làm việc nhóm trên phiếu học tập và báo cáo kết quả trước lớp.
- Thành tố vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học
[VL.10]. Giải thích được các tình h́ng thực tế trong cuộc sớng như: “Tại sao lốp xe khi để ra ngoài trời nắng trong một thời gian sẽ phát nổ?”; ”Tại sao khi tre bị cháy lại có tiếng nổ giớng như pháo?”….
2. Năng lực chung
- Năng lực giao tiếp và hợp tác:
[NL.1]. Phân tích được các cơng việc cần thực hiện để hồn thành nhiệm vụ của nhóm. [NL.2]. Phân chia cơng việc cụ thể, rõ ràng, trao đổi và thống nhất ý kiến của các thành viên trong nhóm trước khi trình bày.
[NL.3]. Tự tin, chủ động trong báo cáo, trình bày kết quả thí nghiệm trước lớp.
- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo:
[NL.4]. Phát hiện và dự đốn được mới quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đới khi quan sát thí nghiệm biểu diễn.
[NL.5]. Xử lí tình h́ng trong q trình thiết kế phương án thực hiện thí nghiệm.
[PC.1]. Tích cực tìm tịi và sáng tạo trong học tập, có ý chí vượt qua khó khăn khi thực hiện các nhiệm vụ học tập; có trách nhiệm trong làm việc nhóm.
[PC.2]. Kiên trì, tỉ mỉ, cẩn thận trong quá trình quan sát, thu thập và xử lí sớ liệu thí nghiệm.
[PC.3]. Trung thực trong việc lấy sớ liệu và xử lí sớ liệu theo kết quả thu thập được.
II. Chuẩn bị
2.1. Chuẩn bị về thiết bị dạy học
- Bộ dụng cụ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles: 5 bộ.
- 10 tờ giấy A2, 5 bút lông, bút màu tô phục vụ cho học sinh báo cáo. - Phiếu học tập.
+ Phiếu học tập số 1:
PHIẾU HỌC TẬP (số 1)
Q TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT CHARLES
Họ và Tên: ...................................................... Lớp:………Nhóm:…………
1. Thí nghiệm “mẹo bỏ trứng vào lọ cổ nhỏ”
Hướng dẫn tiến hành thí nghiệm:
- Bước 1: Đốt bơng đã tẩm cồn và cho vào bình thủy tinh.
- Bước 2: Đặt quả trứng cút lên miệng bình thủy tinh và quan sát hiện tượng xảy ra.
2. Trả lời câu hỏi:
Câu 1: Em xác định sự thay đổi của lượng khí bên trong lọ thủy tinh bằng cách nào?
..........................................................................................................................
Câu 2:Em xác định sự thay đổi của áp suất bên trong lọ thủy tinh bằng cách
.......................................................................................................................... Câu 3: Thông số nào của lượng khí thay đổi và thơng số nào của lượng khí khơng thay đổi?
.......................................................................................................................... Câu 4: Em hãy dự đoán mối quan hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối (T) và áp suất (p) khi thể tích (V) và lượng khí bên trong lọ thủy tinh khơng thay đổi?
..........................................................................................................................
+ Phiếu học tập số 2:
PHIẾU HỌC TẬP (số 2)
Q TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT CHARLES
Họ và Tên: ...................................................... Lớp:………Nhóm:………… Thí nghiệm kiểm chứng mối quan hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối (T) và áp
suất (p).
1. Dụng cụ thí nghiệm
- Thiết bị đo trong hình trên là thiết bị gì?
..........................................................................................................................
- Thiết bị đó dùng để làm gì?
- Giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất của thiết bị đo trong hình là bao nhiêu? .......................................................................................................................... 2. Kết quả thí nghiệm p = po + pa ; po = 760 mmHg; T = t +273 (K) Lần pa (mmHg) p (mmHg) t (0C) T (K) p/T Kết luận:
So sánh kết quả thí nghiệm với giả thuyết (câu 5 – phiếu học tập số 1). .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... Trong q trình làm thí nghiệm, em gặp khó khăn ở đâu và em đã giải quyết nó như thế nào?
.......................................................................................................................... .......................................................................................................................... Ưu điểm/ nhược điểm trong q trình làm thí nghiệm?
.......................................................................................................................... .......................................................................................................................... Rút ra kết luận về mối liên hệ giữa áp suất (p) và nhiệt độ tuyệt đối (T) của một khối khí xác định trong q trình đẳng tích?
.......................................................................................................................... ..........................................................................................................................
2.2. Phương pháp giảng dạy
- Phương pháp giảng dạy chính: phát hiện và giải quyết vấn đề.
- Một số phương pháp khác: phương pháp đàm thoại, phương pháp giảng giải. III. Tổ chức dạy học
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Mục tiêu đạt được Tiết 1 (45 phút)
Hoạt động 1: Tổ chức tình huống làm nảy sinh vấn đề và phát biểu vấn đề. (20 phút)
+ Kiểm tra bài cũ: • Quá trình đẳng nhiệt là gì? Phát biểu và viết biểu thức định luật Boyle – Mariotte.
• Nêu đặc điểm đường đẳng nhiệt trong hệ tọa độ (p,V); (p,T); (V,T).
+ Từ định nghĩa quá trình đẳng nhiệt, GV u cầu HS định nghĩa q trình đẳng tích.
+ GV phát phiếu học tập, bộ TN “mẹo bỏ trứng luộc vào lọ cổ nhỏ” và
+ Cá nhân đứng dậy nhắc lại kiến thức định nghĩa quá trình đẳng nhiệt, phát biểu định luật Boyle – mariotte và đặc điểm đường đẳng nhiệt.
+ Suy nghĩ, đưa ra định nghĩa q trình đẳng tích: là quá trình biến đổi trạng thái của một khối khí xác định, trong đó thể tích được giữ nguyên không đổi.
+ HS lắng nghe GV hướng dẫn.
hướng dẫn HS làm thí nghiệm.
+ GV yêu cầu HS làm TN và trả lời các câu hỏi ở mục 2 của phiếu học tập sớ 1.
• Em xác định sự thay đổi của lượng khí bên trong lọ thủy tinh bằng cách nào? • Em xác định sự thay đổi của áp suất bên trong lọ thủy tinh bằng cách nào?
• Thơng sớ nào của khới khí khơng đổi và thông sớ nào của khới khí thay đổi?
+ GV quan sát HS làm việc để đánh giá.
+ Từ TN trên, em hãy cho cô biết vấn đề mà chúng ta cần giải quyết ở đây là gì?
+ Chia lớp thành 5 nhóm, yêu cầu thảo luận trao đổi vấn đề cần giải quyết, thống nhất cách phát biểu và cử đại diện nhóm trình bày.
+ HS thực hành TN và điền câu trả lời vào phiếu học tập.
+ HS suy nghĩ, trả lời:
Từ thí nghiệm trên, ta thấy trong q trình đẳng tích của một khối khí xác định, áp suất và nhiệt độ tuyệt đối T có mối liên hệ với nhau như thế
[NL2.4] [PC3.5]
+ Nhận xét, điều chỉnh câu trả lời của học sinh.
+ Lắng nghe, ghi nhận.
Hoạt động 2: Giải quyết vấn đề. (25 phút)
+ Yêu cầu HS đề xuất giả thuyết (dự đoán câu trả lời cho vấn đề), dựa vào thuyết động học phân tử. (câu 4 trong phiếu học tập số 1).
+ GV nhận xét và chính xác hóa giả thuyết.
+ Sau khi đề xuất giả thuyết, GV phát phiếu học tập số 2, yêu cầu HS thiết kế phương án TN để kiểm tra giả thuyết đó dựa trên bộ dụng cụ TN mà GV đã đưa ra và trình bày lên tờ giấy A2.
+ Phương án bao gồm: liệt kê tên dụng cụ, sơ đờ bớ trí các dụng cụ thí nghiệm, các bước tiến hành.
+ HS suy nghĩ, đề xuất giả thuyết: trong q trình đẳng tích của một khối khí xác định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
𝑝 𝑇= ℎằ𝑛𝑔 𝑠ố + HS suy nghĩ đề xuất phương án thí nghiệm. [VL1.6] [VL.7] [NL2.5] [PC3.2]
+ GV quan sát HS làm việc để đánh giá.
+ GV nhận xét từng phương án TN do HS đề ra và thống nhất phương án tối ưu nhất.
+ Lắng nghe, ghi nhận.
Tiết 2 (45 phút)
Hoạt động 3: Tiến hành thí nghiệm và xử lí số liệu (30 phút)
+ Sau khi thống nhất phương án tối ưu nhất, GV yêu cầu HS lập kế hoạch lắp ráp, tiến hành TN và ghi kết quả thu thập được vào mục 2 của phiếu học tập số 2.
+ Dựa vào số liệu đã thu thập, GV yêu cầu HS xử lí sớ liệu và điền vào phiếu học tập.
+ GV quan sát HS làm việc để đánh giá.
+ Tiến hành TN, xử lí sớ liệu và điền câu trả lời vào phiếu học tập. [VL.8] [NL.1] [NL.2] [PC.3] Hoạt động 4: Rút ra kết luận (10 phút) + Sau khi tìm ra kết quả, GV yêu cầu HS đối chiếu kết quả với giả thuyết, thảo luận trả lời các
+ HS đối chiếu kết quả, điền câu trả lời vào phiếu học tập.
[VL.9] [NL.3]
câu hỏi và đưa ra kết luận vào phiếu học tập.
• So sánh kết quả thí nghiệm với giả thuyết?
• Trong q trình làm thí nghiệm, em gặp khó khăn ở đâu và em đã giải quyết nó như thế nào?
• Ưu điểm/ nhược điểm trong q trình làm thí nghiệm?
• Rút ra kết luận về mối liên hệ giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đới của một khới khí xác định trong q trình đẳng tích?
+ Dựa vào sớ liệu thu được, hãy vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của p và T trong tọa độ (p,V); (p,T); (V,T) và nêu đặc điểm của các đờ thị đó?
+ u cầu HS ghi vào bảng nhóm và cử đại diện lên trình bày trước lớp.
- Trong quá trình đẳng nhiệt của một khối khí xác định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.
+ Suy nghĩ, thực hiện yêu cầu.
- Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của p và T trong tọa độ (p,T)
Đặc điểm: đồ thị biểu
diễn sự phụ thuộc của p và T trong tọa độ (p,V) có dạng là
+ Sau khi HS trình bày kết quả, GV nhận xét và giới thiệu định luật Charles cho HS, khái niệm và đặc điểm đường đẳng tích trong các hệ tọa độ (p,V); (p,T); (V,T).
đường thẳng nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ.
- Trong tọa độ (p,V) và (V,T).
Đặc điểm: Đồ thị biểu
diễn sự phụ thuộc của p và T trong tọa độ (p,V) và (V,T) có dạng là đường thẳng nếu kéo dài sẽ vng góc với trục OV.
+ Học sinh lắng nghe, ghi nhận.
+ GV yêu cầu HS giải thích kết quả TN ở đầu tiết học dựa vào định luật Charles.
+ Dựa vào kiến thức vừa được học, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi: “Tại sao lốp xe đã bơm căng khi để ra ngoài trời nắng trong một thời gian sẽ phát nổ?”; ”Tại sao khi tre bị cháy lại có tiếng nổ như pháo?”….
+ Chỉnh sửa giải thích của HS.
+ HS dựa vào kiến thức mới để giải thích.
+ HS suy nghĩ, vận dụng định luật Charles để trả lời:
Vì vỏ lốp xe có cấu tạo bằng cao su dày, đã được bơm căng nên ta xem thể tích là khơng đổi. Khi để ra ngồi trời nắng, nhiệt độ khí trong lốp xe tăng lên, do đó áp suất khí trong lốp xe cũng tăng lên tác dụng lên thành lốp xe. Sau một thời gian, áp suất khí tác dụng lên thành lốp vượt qua ngưỡng giới hạn đàn hồi của lốp xe gây ra nổ.
[VL1.10]