Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học các- 123docz.net

THƢ́C PHẦN “SƢ̣ CHUYỂN THỂ CỦA CÁC CHẤT”

2.4.1. Bài: SƢ̣ CHUYỂN THỂ CỦA CÁC CHẤT (tiết 1) I. Mục tiêu

1. Kiến thƣ́c

- Phát biểu đƣợc thế nào là sự nóng chảy, đông đặc . Biết đặc điểm sƣ̣ nóng chảy và đông đặc của chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình .

- Phát biểu đƣợc định nghĩa nhiệt nóng chảy và viết đƣợc biểu thức tính nhiệt nóng chảy.

- Biết đƣợc ý nghĩa của nhiệt nóng chảy riêng (λ).

- Biết một số ứng dụng của hiện tƣợng nóng chảy và đông đặc trong việc đúc và luyện kim.

2. Kĩ năng

- Giải thích đƣợc hiện tƣợng nóng chảy và đông đặc trên cơ sở thuyết động học phân tử.

- Tiến hành làm thí nghiệm .

- Phân tích, xử lí thông tin thu thập đƣợc.

- Vận dụng đƣợc công thức Q = λ.m để giải các bài tập đơn giản có liên quan.

- Giải thích đƣợc một số hiện tƣợng trong thực tế sản xuất có liên quan đến sự nóng chảy và đông đặc.

3. Thái độ

- Có hứng thú, yêu thích học tập bộ môn vật lí.

- Có tinh thần đoàn kết, giúp đỡ lẫn nhau trong quá trình học tập. Có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, có tinh thần trách nhiệm, khách quan, trung thực.

- Có ý thức vận dụng những hiểu biết Vật lí của mình vào thực tiễn cuộc sống và lao động sản xuấ t.

II. Chuẩn bị

1. Giáo viên

- Máy vi tính , thí nghiệm ảo trên máy vi tính về sƣ̣ nóng chảy và đông đặc.

- Máy chiếu, bài giảng bằng Powerpoint . - Cốc thủy tinh, nƣớc đá, nhiệt kế, đồng hồ. - Phiếu học tập dành cho các góc .

2. Học sinh

- Ôn lại các kiến thƣ́c đã học về sƣ̣ nóng chảy và đông đặc ở THCS . - Ôn lại kiến thƣ́c về thuyết động học phân tƣ̉ .

III. Các kiến thƣ́c cần xây dƣ̣ng

- Mỗi chất rắn kết tinh (ứng với một cấu trúc tinh thể ) có nhiệt độ nóng chảy (đông đặc) không đổi, xác định ở một áp suất cho trƣớc .

- Nhiệt lƣợng Q cung cấp cho chất rắn trong quá trình nóng chảy gọi là nhiệt nóng chảy : Q = λm; trong đó m là khối lƣợng của chất rắn , λ là nhiệt nóng chảy riêng của chất rắn và đo bằng J /kg.

IV. Câu hỏi đề xuất

- Nhƣ̃ng chất rắn nào có nhiệt độ nóng chảy (đông đặc ) xác định và không đổi? Hãy giải thích và chứng tỏ điều đó ?

- Khi nóng chảy thì vật cần phải nhận nhiệt lƣợng . Nhiệt lƣợng cung cấp cho vật trong quá trình nóng chảy có mối quan hệ gì v ới khối lƣợng của vật ? Hãy tìm mối quan hệ đó .

V. Sơ đồ logic tiến trình xây dƣ̣ng bài học

- Nhƣ̃ng chất rắn nào có nhiệt độ nóng chảy (đông đặc ) xác định và không đổi? Hãy giải thích v à chứng tỏ điều đó ?

- Khi nóng chảy thì vật cần phải nhận nhiệt lƣợng . Nhiệt lƣợng cung cấp cho vật trong quá trình nóng chảy có mối quan hệ gì với khối lƣợng của vật ? Hãy tìm mối quan hệ đó .

* Cho các chất (chất rắ n kết tinh ) nóng chảy (đông đặc ): Đo nhiệt độ của chất rắn lúc bắt đầu nóng chảy (đông đặc ). Đo nhiệt độ của chất rắn theo thời gian trong quá trình nóng chảy (đông đặc).

* Vận dụng cơ sở lí thuyết :

- Chất rắn kết tinh có cấu trúc tinh thể , ở nhiệt độ cao cấu trúc này có thể bị phá vỡ.

- Theo thuyết động học phân tƣ̉ :

Q(105J) 1 0,5 m(kg) 0 2 4 + Các chất đƣợc cấu tạo từ những phân tử chuyển

động không ngƣ̀ng . + Động năng trung bình chuyển động nhiệt của các

phân tƣ̉ xác định nhiệt độ của vật , còn khoảng cách giữa các phân tử xác định thế năng tƣơng tác giữa chúng . * Xét bài toán đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt nóng chảy vào khối lƣợng của vật : Tìm mối quan hệ giữa nhiệt nóng chảy và khối lƣợng , biểu diễn mối quan hệ đó bằng biểu thƣ́c . Tìm hiểu ý nghĩa của các đại lƣợng có trong biểu thƣ́c .

- Các chất có thể nóng chảy hay đông đặc (Sƣ̣ chuyển tƣ̀ thể rắn sang thể lỏng gọi là sự nóng chảy . Quá trình chuyển ngƣợc lại từ thể lỏng sang thể rắn gọi là sƣ̣ đông đặc ).

- Phần lớn các chất nóng chảy (đông đặc ) ở một nhiệt độ xác định . Trong thời gian nóng chảy (đông đặc) nhiệt độ của vật không thay đổi .

Suy luận lí thuyết :

Chất rắn kết tinh có cấu trúc tinh thể, trong đó các phân tƣ̉ cấu tạo nên vật dao động xung quanh một vị trí cân bằng xác định (nút mạng).Tới một nhiệt độ xác định (nhiệt độ nóng chảy ), các phân tử cấu tạo nên vật có động năng đủ lớn để thắng đƣợc lực tƣơng tác giữa chúng, làm cho cấ u trúc tinh thể bị phá vỡ, chất rắn bắt đầu nóng chảy . - Trong quá trình nóng chảy , nhiệt lƣợng cung cấp cho vật chỉ làm tăng thế năng tƣơng tác giƣ̃a các phân tƣ̉ cấu tạo nên vật , còn động năng trung bình của chúng không đổi do đó nhiệt độ của vật không thay đổi.

- Giải bài toán:

+ Nhiệt lƣợng cung cấp cho chất rắn trong quá trình nóng chảy tỉ lệ thuận với khối lƣợng của vật . + λ là hệ số góc của đồ thị, suy ra Q = λm

+ λ là nhiệt nó ng chảy riêng (J/kg)

Thƣ̣c nghiệm :

* Cho nƣớc đá nóng chảy . Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ nóng chảy của nƣớc đá theo thời gian rồi ghi kết quả vào bảng:

t(s) 0 30 60 90 120 150

toC 0 0 0 0 0 0

- Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ của nƣớc đá theo thời gian trong quá trình nóng chảy . Rút ra nhận xét?

* Làm t hí nghiệm ảo đo nhiệt độ nóng chảy của thiếc theo thời gian , ghi kết quả vào bảng :

t(s) 0 30 60 90 120

toC 232 232 232 232 232 - Tƣ̀ bảng trên rút ra nhận xét về nhiệt độ nóng chảy của thiếc . * Làm thí nghiệm ảo đo nhiệt độ đông đặc của thiếc theo thời gian , ghi kết quả vào bảng :

t(s) 0 30 60 90 120

toC 232 232 232 232 232 - Nhận xét về nhiệt độ đông đặc của thiếc so với nhiệt độ nóng chảy của nó.

- Nhiệt lƣợng Q cung cấp cho chất rắn trong quá trình nóng chảy gọi là nhiệt nóng chảy: Q = λm; trong đó m là khối lƣợng của chất rắn , λ là nhiệt nóng chảy riêng của chất rắn và đo bằng J /kg.

VI. Đồ dùng cho các góc

1. Góc quan sát

- Máy tính có thí nghiệm ảo về sự nóng chảy và đông đặc . - Phiếu học tập:

Bài: Sƣ̣ chuyển thể của các chất

Đơn vị kiến thức: Sƣ̣ nóng chảy

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1

(Dành cho góc quan sát)

1. Thời gian hoạt động : 6 phút 2. Nhiệm vụ :

* Tiến hành thí nghiệm ảo đo nhiệt độ nóng chảy của thiếc , ghi lại nhiệt độ của vật theo thời gian trong quá trình nóng chảy vào bả ng dƣới (chọn khối lƣợng của vật là 100 g).

t (s) 0 30 60 90 120

toC

- Nhận xét về nhiệt độ của vật trong quá trình nóng chảy ?

... * Hãy tắt công tắc của lò nung để cho vật đông đặc . Ghi lại nhiệt độ của vật theo thời gian trong quá trình đông đặc vào bảng dƣới :

t (s) 0 30 60 90 120

toC

- Nhận xét về nhiệt độ của vật trong quá trình đông đặc và so với nhiệt độ trong quá trình nóng chảy ?

... * Kết luận về nhiệt độ nóng chảy và đông đặ c của thiếc (một chất rắn kết tinh):

... ...

2. Góc trải nghiệm

- Cốc thủy tinh, nƣớc đá, nhiệt kế, đồng hồ, thƣớc kẻ, bút chì. - Phiếu học tập:

Bài: Sƣ̣ chuyển thể của các chất

Đơn vị kiến thức: Sƣ̣ nóng chảy

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2

(Dành cho góc trải nghiệm)

1. Thời gian hoạt động : 6 phút 2. Nhiệm vụ :

Hãy tiến hành thí nghiệm sau :

- Cho nƣớc đá vào một cốc thủy tinh , dùng nhiệt kế đo và ghi lại nhiệt độ của nƣớc đá theo thời gian trong quá trình nóng chảy vào bảng dƣới :

t (s) 0 30 60 90 120 150

toC

- Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ của nƣớc đá theo thời gian trong quá trình nóng chảy . Rút ra nhận xét về nhiệt độ nóng chảy của nƣớc đá.

- Nhận xét:

... * Kết luận về nhiệt độ nóng chảy của nƣớc đá (một chất rắn kết tinh ):

... toC 10 5 0 -5 -10 0 30 60 90 120 150 180 t(s)

3. Góc phân tích

- Phiếu học tập:

Bài: Sƣ̣ chuyển thể của các chất

Đơn vị kiến thức: Sƣ̣ nóng chảy

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3

(Dành cho góc phân tích)

1. Thời gian hoạt động : 6 phút 2. Nhiệm vụ :

Hãy đọc những thông tin sau :

* Các chất đƣợc cấu tạo từ các phân tử chuyển động không ngừng . Trong đó, động năng của các phân tƣ̉ xác định nhiệt độ của vật và khoảng cách giƣ̃a các phân tử xác định thế năng tƣơng tác giữa chúng.

* Mỗi chất rắn kết tinh có một cấu trúc tinh thể , trong đó các phân tƣ̉ cấu tạo nên vật dao động xung quanh một vị trí cân bằng xác định (nút mạng ). Ở điều kiện bình thƣờng lƣ̣c tƣơng tác giƣ̃a các phân tƣ̉ giƣ̃ cho c húng không chuyển động cách xa nhau (cấu trúc tinh thể đƣợc giƣ̃ vƣ̃ng ). Khi nhiệt độ của vật tăng cấu trúc này có thể bị phá vỡ .

- Tƣ̀ nhƣ̃ng thông tin đó hãy giải thích tại sao chất rắn kết tinh có nhiệt độ nóng chảy xác định và không đổi mặc dù trong quá trình nóng chảy vật vẫn nhận nhiệt lƣợng ?

... ... ... ... ... ... ... * Kết luận về nhiệt độ nóng c hảy của chất rắn kết tinh :

... ...

4. Góc áp dụng

- Sách giáo khoa . - Phiếu học tập:

Bài: Sƣ̣ chuyển thể của các chất

Đơn vị kiến thức: Sƣ̣ nóng chảy

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4

(Dành cho góc áp dụng)

1. Thời gian hoạt động : 6 phút

2. Nhiệm vụ : Giải bài tập sau để rút ra kết luận về mố i quan hệ giƣ̃a nhiệt lƣợng cung cấp cho vật trong quá trình nóng chảy với khối lƣợng của vật :

Q(105J) 1 0,5 0 2 4 m(kg) ... b) Nếu gọi λ là hệ số góc của đồ thị. Hãy tìm ra giá trị của λ và hãy biểu diễn mối quan hệ giƣ̃a nhiệt nóng chảy (Q)và khối lƣợng của vật (m) theo λ. ... c) Đọc mục 2 – tr 205 SGK và cho biết ý nghĩa của hệ số λ? λ phụ thuộc vào yếu tố nào?

... ... ... * Kết luận: ... ...

Bài tập: Đồ thị hình bên cho biết sự phụ thuộc của nhiệt lƣợng c ần cung cấp cho một chất rắn kết tinh trong quá trình nóng chảy (nhiệt nóng chảy) vào khối lƣợng của vật .

a) Tƣ̀ đồ thị hãy cho biết nhiệt lƣợng cần cung cấp cho vật trong quá trình nóng chảy có mối quan hệ nhƣ thế nào v ới khối lƣợng của vật ?

VII. Nhiệm vụ các góc

1. Góc quan sát (6 phút)

- Quan sát thí nghiệm ảo trên máy vi tính về hiện tƣợng nóng chảy và đông đặc : Ghi lại giá trị nhiệt độ của vật theo thời gian trong quá trình nóng chảy và đông đặc.

- Hoàn thành phiếu học tập số 1.

2. Góc trải nghiệm (6 phút)

- Tiến hành thí nghiệm đo nhiệt độ nóng chảy của nƣớc đá theo thời gian . - Hoàn thành phiếu học tập số 2.

3. Góc phân tích (6 phút)

- Hoàn thành phiếu học tập số 3.

4. Góc áp dụng (6 phút)

- Đọc SGK.

- Hoàn thành phiếu học tập số 4

VIII. Tổ chƣ́c tiến trình dạy học cụ thể

1. Tìm hiểu sự thay đổi thể tích riêng của vật trong quá trình nóng chảy và sƣ̣ phụ thuộc của nhiệt độ nóng chảy của vật vào áp suất ngoài (7 phút)

Phần nội dung kiến thƣ́c này , GV đàm thoại để đi đến kết luận về vấn đề cần nghiên cƣ́u .

2. Hƣớng dẫn học sinh tham gia học tập theo góc (26 phút)

- GV chiếu lên màn hình nhiệm vụ của các góc học tập. - Chia lớp thành 4 nhóm học tập.

- Các nhóm hoàn thành phiếu học tập trong thời gian tối đa.

- Sau đó các nhóm di chuyển các góc cùng chiều kim đồng hồ sao cho mỗi học sinh đều đƣợc trải nghiệm qua 4 góc.

- Giáo viên xuống từng góc hỗ trợ cho học sinh trong quá trình hoạt động.

3. Tổ chƣ́c trao đổi, thảo luận (4 phút)

- Các nhóm trình bày kết quả thu nhận đƣợc . - Các nhóm khác nhận xét , thảo luận.

- GV thể chế hóa kiến thƣ́c .

Bài: Sƣ̣ chuyển thể của các chất

Đơn vị kiến thức: Sƣ̣ nóng chảy

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1

(Dành cho góc quan sát)

1. Thời gian hoạt động : 6 phút 2. Nhiệm vụ :

* Tiến hành thí nghiệm ảo đo nhiệt độ nóng chảy của thiếc , ghi lại nhiệt độ của vật theo thời gian trong quá trình nóng chảy vào bảng dƣới (chọn khố i lƣợng của vật là 100 g).

t (s) 0 30 60 90 120

toC 232 232 232 232 232

- Nhận xét về nhiệt độ của vật trong quá trình nóng chảy ?

Trong quá trình nóng chảy nhiệt độ của vật có giá trị xác định và không đổi.

* Hãy tắt công tắc của lò nung để ch o vật đông đặc . Ghi lại nhiệt độ của vật theo thời gian trong quá trì nh đông đặc vào bảng dƣới :

t (s) 0 30 60 90 120

toC 232 232 232 232 232

- Nhận xét về nhiệt độ của vật trong quá trình đông đặc và so với nhiệt độ trong quá trình nóng chảy ?

Trong quá trình đông đặc nhiệt độ của vật có giá trị xác định , không đổi và luôn bằng nhiệt nóng chảy.

* Kết luận về nhiệt độ nóng chảy và đông đặc của thiếc (một chất rắn kết tinh):

Bài: Sƣ̣ chuyển thể của các chất

Đơn vị kiến thức: Sƣ̣ nóng chảy

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2

(Dành cho góc trải nghiệm)

1. Thời gian hoạt động : 6 phút 2. Nhiệm vụ :

Hãy tiến hành thí nghiệm sau:

- Cho nƣớc đá vào một cốc thủy tinh , dùng nhiệt kế đo và ghi lại nhiệt độ của nƣớc đá theo thời gian trong quá trình nóng chảy vào bảng dƣới :

t (s) 0 30 60 90 120 150

toC 0 0 0 0 0 0

Nhận xét:

Trong quá trình nóng chảy , nước đá có nhiệt độ không đổi , xác định và bằng 0o

* Kết luận về nhiệt độ nóng chảy của nƣớc đá (một chất rắn kết tinh ): toC 10 5 0 -5 -10 0 30 60 90 120 150 180 m(kg)

Bài: Sƣ̣ chuyển thể của các chất

Đơn vị kiến thức: Sƣ̣ nóng chảy

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3

(Dành cho góc phân tích)

1. Thời gian hoạt động : 6 phút 2. Nhiệm vụ :

Hãy đọc những thông tin sau :

* Mỗi chất rắn kết tinh có một cấu trúc tinh thể , trong đó các phân tƣ̉ cấu tạo nên vật dao động xung quanh một vị trí cân bằng xác định (nút mạng ). Ở điều kiện bình thƣờng lƣ̣c tƣơng tác giƣ̃a các phân tƣ̉ giƣ̃ cho chúng không chuyển động cách xa nhau (cấu trúc tinh thể đƣợ c giƣ̃ vƣ̃ng ). Khi nhiệt độ tăng cấu trúc này có thể bị phá vỡ .

+ Mỗi chất rắn kết tinh có một cấu trúc tinh thể . Khi nhiệt độ của vật tăng đến một giá trị xác định, các phân tử cấu tạo nên vật có động năng đủ lớn để thắng được lực tương tác giữa chúng , làm cấu trúc tinh thể bị phá vỡ . Chất rắn bắt đầu nóng chảy.

+ Trong quá trình nóng chảy , nhiệt lượng cung cấp cho vật chỉ làm tăng thế năng giữa các phân tử cấu tạo nên vật, còn động năng trung bình chuyển

Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học các kiến thƣ́c phần “Sƣ̣ chuyển