Giáo án Áp suất và động năng phân tử chất khí Vật Lí 12 Cánh diều

Ngày soạn:…/…/… Ngày dạy:…/…/…
BÀI 3: ÁP SUẤT VÀ ĐỘNG NĂNG PHÂN TỬ CHẤT KHÍ I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Giải thích được chuyển động của các phân tử ảnh hưởng như thế nào đến áp suất
tác dụng lên thành bình và từ đó rút ra được hệ thức p= 1 μm v2 với μ là số phân tử 3
khí trong một đơn vị thể tích (sử dụng mô hình va chạm một chiều đơn giản rồi 1
mở rộng ra cho trường hợp ba chiều bằng cách sử dụng v2=v2, không yêu cầu 3 x
chứng minh một cách chính xác và chi tiết).
- Nêu được công thức hằng số Boltzmann, k= R . N A
- So sánh pV = 1 Nm v2 với pV = nRT, rút ra được động năng tịnh tiến trung bình 3
của phân tử tỉ lệ với nhiệt độ T. 2. Năng lực
Năng lực chung:
- Năng lực tự chủ và tự học: Chủ động tích cực thực hiện những công việc của bản
thân trong học tập thông qua việc tham gia đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi và trả
lời các yêu cầu của GV đưa ra về nội dung áp suất chất khí và động năng phân tử khí lí tưởng.
- Năng lực giao tiếp hợp tác: Làm việc nhóm, tích cực tham gia thảo luận nhóm,
trao đổi và chia sẻ ý tưởng về nội dung học tập. 1
- Năng lực giải quyết vấn đề: Đề xuất vấn đề, nêu giả thuyết, lập kế hoạch, sáng tạo
nhiều cách để giải quyết các tình huống thực tế liên quan đến áp suất chất khí và
động năng trung bình của các phân tử khí.
- Năng lực vật lí:
- Viết được biểu thức áp suất theo mô hình động học phân tử.
- Thiết lập và viết được biểu thức động năng phụ thuộc nhiệt độ.
- Tính được giá trị của hằng số k = 1,38.10-23 J/K.
- Vận dụng được công thức áp suất theo mô hình động học phân tử và công thức
động năng trung bình của phân tử phụ thuộc nhiệt độ, giải thích được biểu thức
liên hệ các thông số trạng thái của quá trình đẳng nhiệt và đẳng tích. 3. Phẩm chất
- Chăm chỉ có ý thức về nhiệm vụ học tập; ý thức vận dụng kiến thức, kĩ năng vào thực tiễn.
- Trung thực trong quá trình tiến hành thí nghiệm và xử lí số liệu.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:
1. Đối với giáo viên:
- SGK, SBT, SGV Vật lí 12, Kế hoạch bài dạy.
- Hình ảnh và bảng trong SGK: hình ảnh mô hình phân tử khí chuyển động trong bình hình lập phương,… - Phiếu học tập.
- Máy chiếu, máy tính (nếu có).
2. Đối với học sinh: - SGK, SBT Vật lí 12.
- Dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
a. Mục tiêu: HS xác định được đối tượng nghiên cứu của bài học thông qua hiện tượng thực tế. 2
b. Nội dung: GV cho HS thảo luận về câu hỏi, HS phát biểu ý kiến của bản thân về áp
suất khí, từ đó GV định hướng HS vào nội dung của bài học.
c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS và nhu cầu tìm hiểu về áp suất và động năng phân tử chất khí.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV chiếu hình ảnh vụ cháy lớn trên mặt biển Mexico ngày 1/7/2021 (hình 3.1) cho HS quan sát.
Ngày 01/7/2021, trên mặt biển phía tây bán đảo Yucatan (lu-ca-tan, vịnh Mexico) xuất
hiện một đám lửa lớn do cháy khí hoá lỏng rò rỉ từ một đường ống dẫn dưới đáy biển.
Một lượng lớn người và phương tiện đã phải huy động để khắc phục sự cố này (Hình 3.1).
Áp suất khí trong bình chứa quá cao có thể gây ra rò rỉ khí. Chính chuyển động của các
phân tử khí trong bình chứa đã gây ra áp suất lên thành bình. Vậy mối liên hệ giữa
chuyển động của các phân tử khí với áp suất khí tác động lên bình chứa như thế nào?
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thảo luận, suy nghĩ và trả lời câu hỏi.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời 2 – 3 HS trả lời câu hỏi. Gợi ý trả lời:
- Phân tử chuyển động với vận tốc càng lớn thì va đập với vỏ bình càng mạnh và áp suất
của khí trong bình càng lớn. 3
- Khối lượng phân tử càng lớn, số phân tử càng nhiều thì va đập với bình càng nhiều, áp suất càng lớn.
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV nhận xét chung và dẫn dắt vào bài học mới: Áp suất khí phụ thuộc vào các đại
lượng nào? Chúng ta cùng tìm hiểu trong bài học ngày hôm nay – Bài 3: Áp suất và
động năng phân tử chất khí.
B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1. Xây dựng công thức tính áp suất khí lí tưởng
a. Mục tiêu: HS xây dựng được biểu thức tính áp suất khối khí tác dụng lên thành bình.
b) Nội dung: Từ việc phân tích ảnh hưởng của chuyển động nhiệt của các phân tử khí
đến áp suất tác dụng lên thành bình, HS rút ra được biểu thức tính áp suất của khối khí
tác dụng lên thành bình p= 1 μm v2 trong đó µ là mật độ phân tử khí. 3
c) Sản phẩm học tập: HS thiết lập được biểu thức tính áp suất của khối khí tác dụng lên
thành bình p= 1 μm v2. 3
d. Tổ chức thực hiện:
HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS
DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
I. ÁP SUẤT CHẤT KHÍ
- GV chiếu mô hình phân tử khí chuyển động trong bình 1. Áp suất của khí lên
lập phương (hình 3.2) cho HS quan sát. thành bình
- Mỗi phân tử khí va chạm vào thành bình gây ra áp suất lên thành bình là: p = F i S
Trong đó, F là độ lớn của
- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và tìm hiểu về cách lực do phân tử khí tác dụng
tính áp suất của khí lên thành bình.
vuông góc lên diện tích S
- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời nội của thành bình.
dung Câu hỏi (SGK – tr45) 4