Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học theo góc bài: “Quá trình đẳng tích. định luật sác - Lơ”

THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC THEO GÓC BÀI: “QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ ” CÁC KẾT LUẬN CẦN XÂY DỰNG VÀ CÂU HỎI ĐỀ XUẤT VẤN ĐỀ TƯƠNG ỨNG Kết luận: Định luât Sác-lơ: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. hằng số Trong hệ tọa độ ( p, T ) đường đẳng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ. Câu hỏi đề xuất vấn đề tương ứng: Với một lượng khí xác định, nếu thể tích của lượng khí được giữ không đổi thì áp suất và nhiệt độ của lượng khí đó có mối quan hệ với nhau như thế nào? MỤC TIÊU DẠY HỌC Phát biểu được định nghĩa quá trình đẳng tích. Phát biểu và viết được biểu thức của định luật Sác-lơ. Nhận biết và vẽ được dạng của đường đẳng tích trong hệ tọa độ (p, T); chỉ ra được các đặc điểm của nó. Đề xuất được phương án thí nghiệm và biết cách xử lý kết quả thu được từ thí nghiệm để rút ra mối liên hệ giữa áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T trong quá trình đẳng tích. Vận dụng được định luật Sác-lơ để giải các bài tập trong sách giáo khoa và các bài tập đơn giản. SƠ ĐỒ TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC Ta đã biết: Trạng thái của một lượng được xác định bởi các thông số trạng thái: V, P, T. Trạng thái của lượng khí thay đổi thì các thông số trạng thái của nó cũng thay đổi theo. Với một lượng khí xác định, nếu thể tích được giữ không đổi thì áp suất và nhiệt độ của lượng khí đó có mối quan hệ với nhau như thế nào khi trạng thái của lượng khí thay đổi? Suy luận logic V=const → mật độ phân tử khí được giữ không đổi. Khi T tăng thì các phân tử khí chuyển động nhiệt càng nhanh, số phân tử khí va chạm vào thành bình trong một đơn vị thời gian tăng → p tăng Khi T giảm thì các phân tử khí chuyển động nhiệt giảm, số phân tử khí va chạm vào thành bình trong một đơn vị thời gian giảm → p giảm. Kết quả: p ~ T Thực nghiệm Thí nghiệm với bộ dụng cụ thí nghiệm hình 30.2 cho phép theo dõi sự thay đổi áp suất của một lượng khí theo nhiệt độ trong quá trình đẳng tích. Kết quả thí nghiệm: p (105Pa) T (K) 1,00 301 1,10 331 1,20 350 1,25 365 Kết quả: = hằng số, hay p ~ T Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. hằng số NHIỆM VỤ CÁC GÓC Góc trải nghiệm (8 phút) Thiết kế phương án thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm với các dụng cụ thí nghiệm đã cho để tìm mối liên hệ giữa p, T. Thu thập, ghi kết quả vào bảng số liệu và xử lý kết quả thí nghiệm. Hoàn thành phiếu học tập số 1. Kết luận. Góc quan sát (8 phút) Quan sát thí nghiệm trên máy tính trong phần mềm hỗ trợ dạy học mà giáo viên đã làm: Xét sự thay đổi trạng thái của một lượng khí xác định khi cho T và P thay đổi; V được giữ nguyên. Hoàn thành phiếu học tập số 2. Kết luận. Góc phân tích (8 phút) Hoàn thành phiếu học tập số 3. Kết luận. Góc áp dụng (8 phút) Suy luận từ thuyết động học phân tử chất khí để tìm ra mối liên hệ định tính p, T (chưa cần tìm ra công thức), từ đó giải thích hiện tượng nút chai bị bật ra khi ta đem hơ nóng không khí trong chai. Rèn luyện tư duy logic cho học sinh. Kết luận. DỤNG CỤ VÀ PHIẾU HỌC TẬP CHO CÁC GÓC Góc trải nghiệm ♦ Bộ thí nghiệm thực hành như hình 30.2 đã lắp ráp. ♦ Phiếu học tập số 1: trả lời các câu hỏi Câu1: Nêu tác dụng của từng dụng cụ thí nghiệm? Câu 2: Tiến hành thí nghiệm đo áp suất p và nhiệt độ T của lượng khí trong xi lanh khi được giữ nguyên thể tích V1. Làm lại thí nghiệm trên khi ta cho thể tích của lượng khí cố định ở giá trị V2. Bảng kết quả: - Ở thể tích V1 p (105 Pa) T (K) - Ở thể tích V2 p (105 Pa) T(K) Câu 3: Nhận xét về kết quả trong mỗi bảng thí nghiệm và trong hai bảng thí nghiệm với nhau? Rút ra kết luận? Góc quan sát ♦ Máy tính có cài phần mềm hỗ trợ dạy học Crocodile. ♦ Phiếu học tập số 2: Nhiệm vụ Quan sát trên máy tính trong phần mềm hỗ trợ dạy học mà giáo viên đã làm thí nghiệm: Xét sự thay đổi trạng thái của một lượng khí xác định khi cho T và p thay đổi; thể tích V được giữ cố định ở lần lượt các giá trị V1, V2. Nhận xét mối quan hệ của p, T trong quá trình đẳng tích. Kết luận. V2 V1 T (K) p O Góc phân tích ♦ Sách giáo khoa. ♦ Phiếu học tập số 3: Cho đồ thị như hình vẽ biểu diễn mối liên hệ giữa p, T trong sự thay đổi trạng thái với lượng khí xác định khi V= const. Nhiệm vụ: Câu 1: Từ đồ thị hãy nhận xét sự thay đổi của p và T đối với nhau như thế nào? Câu 2: Dựa vào đồ thị tìm mối liên hệ giữa p và T? Viết dạng toán học mối liên hệ đó? Câu 3: So sánh V1 và V2? Góc áp dụng ♦ Tranh ảnh (mô hình) cái chai nút bằng gỗ, cao su. ♦ Phiếu học tập số 4: Nhiệm vụ Câu 1: Theo thuyết động học phân tử chất khí, nếu thay đổi trạng thái của một lượng khí xác định, giữ nguyên thể tích (V= const) thì quan hệ giữa p và T như thế nào? Giải thích? Câu 2: Giải thích hiện tượng nút chai thủy tinh bằng gỗ, hoặc cao su bị bật ra nếu ta đem hơ nóng vỏ chai? DỰ KIẾN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Ở CÁC GÓC Góc trải nghiệm – phiếu học tập số 1 Câu 1: Tác dụng của từng dụng cụ của thí nghiệm Áp kế: đo áp suất Nhiệt kế: đo nhiệt độ Xilanh chia vạch: cho phép xác định thể tích khí Câu 2: Bảng kết quả: - Ở thể tích V1 p1 (105 Pa) T1 (K) 1,00 301 332 1,10 331 332 1,20 350 342 1,25 365 342 Ở thể tích V2 p2 (105 Pa) T2 (K) 0,90 301 299 1,00 331 302 1,10 350 314 1,15 365 315 Câu 3: Nhận xét Các giá trị của trong mỗi bảng kết quả trên có thể coi là bằng nhau với sai số tỉ đối nhỏ hơn 3%. Tỉ số trong bảng thứ hai có giá trị lớn hơn trong bảng thứ nhất. ª Kết luận: + Với một lượng khí xác định có thể tích không đổi thì áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. + Cũng với lượng khí như trên, tỉ số là khác nhau khi thể tích ứng với mỗi quá trình là khác nhau. Góc quan sát – phiếu học tập số 2 Quan sát thí nghiệm mô phỏng trên máy tính rút ra nhận xét: Trong quá trình đẳng tích, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Kết luận: trong quá tình đẳng tích của một lượng khí xác định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Góc phân tích – phiếu học tập số 3 Câu 1: Từ đồ thị nhận thấy khi áp suất p tăng thì nhiệt độ tuyệt đối T cũng tăng theo. Câu 2: p tỉ lệ thuận với T Đồ thị có dạng hàm bậc nhất y = ax + b Câu 3: So sánh V1 và V2 V2 V1 T (K) p O V1< V2 T1=T2 p2 p1 Kẻ đường thẳng song song với trục Op cắt V1 và V2 tại hai điểm có tọa độ (p1, T1) và (p2, T2). Nhìn đồ thị ta thấy: P1>P2 và T1=T2 Theo định luật Bôilơ – Mariot: trong quá trình đẳng nhiệt áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích ª V1<V2 Góc áp dụng – phiếu học tập số 4 Câu 1: Theo thuyết động học phân tử chất khí, khi trạng thái của một lượng khí xác định thay đổi trong đó thông số thể tích được giữ không đổi V= const, tức là mật độ phân tử khí được giữ không đổi. Lúc này các thông số trạng thái còn lại là áp suất, thể tích sẽ biến đổi như sau: Khi T tăng thì các phân tử khí chuyển động nhiệt càng nhanh, số phân tử khí va chạm vào thành bình trong một đơn vị thời gian tăng → p tăng Khi T giảm thì các phân tử khí chuyển động nhiệt giảm, số phân tử khí va chạm vào thành bình trong một đơn vị thời gian giảm → p giảm. Kết quả: p ~ T Câu 2: Chai thủy tinh được đóng kín nút ª thể tích không khí trong chai được giữ không đổi. Khi ta đem hơ nóng chai thì lúc này các phân tử khí chuyển động nhiệt càng nhanh, tỉ lệ phân tử khí tới chạm vào thành bình trên một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian tăng ª áp suất p tăng . Do sự chênh lệch áp suất, áp suất trong chai lớn hơn áp suất không khí bên ngoài dẫn tới hiện tượng nút chai bị bật ra.