Giáo án Bài 11 Vật Lí 12 Kết nối tri thức: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Ngày soạn:…/…/… Ngày dạy:…/…/…
BÀI 11: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Rút ra được phương trình trạng thái của khí lí tưởng dựa trên định luật Boyle và định luật Charles.
- Rút ra được phương trình Clapeyron từ phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
- Vận dụng được các phương trình trạng thái của khí lí tưởng để giải thích được một
số hiện tượng đơn giản có liên quan và giải được các bài tập có liên quan. 2. Năng lực
Năng lực chung:
- Năng lực tự học: Tích cực làm việc cá nhân để hoàn thiện nhiệm vụ tính toán xác
định tỉ số pV/nT của n mol khí lí tưởng biến đổi trạng thái từ điều kiện tiêu chuẩn ban đầu.
- Năng lực giao tiếp hợp tác: Phối hợp nhóm để tìm ra phương trình trạng thái.
- Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin liên quan
đến phương trình trạng thái của khí lí tưởng, đề xuất giải pháp giải quyết.
Năng lực vật lí:
- Bằng kiến thức cũ về quá trình đẳng nhiệt và đẳng áp, HS thiết lập được mối liên
hệ p, V, T của một khối khí lí tưởng xác định.
- Viết được phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
- Viết được phương trình Claperon.
- Tính toán để tìm được hằng số khí lí tưởng R = 8,31 J/mol.K. 1
- Áp dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng giải được một số bài tập. – Vận
dụng được phương trình trạng thái của khí lí tưởng giải thích được một số hiện
tượng đơn giản, giải thích được nguyên lí hoạt động của một số thiết bị như bóng
thám không, túi khí trong xe ô tô,... 3. Phẩm chất
- Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm trong học tập và thí nghiệm.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:
1. Đối với giáo viên:
- SGK, SBT, SGV Vật lí 12, Kế hoạch bài dạy.
- Hình vẽ và đồ thị trong SGK: Hình ảnh túi khí trong ô tô khi phồng lên, hình quá
trình chuyển trạng thái,…
- Video: Nguyên lí hoạt động của túi khí trên xe ô tô:
https://www.youtube.com/watch?v=BqX–s7Brdf
- Máy chiếu, máy tính (nếu có).
2. Đối với học sinh:
- SGK, SBT Vật lí 12.
- Các dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
a. Mục tiêu: Xác định được vấn đề của bài học này là nghiên cứu phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
b. Nội dung: GV cho HS thảo luận về câu hỏi, HS phát biểu ý kiến của bản thân về kiến
thức đã học kết hợp với kinh nghiệm thực tế, 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 mối liên hệ của các
thông số trạng thái của khí lí tưởng.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập 2
- GV yêu cầu HS trả lời nội dung Khởi động (SGK – tr44):
Các định luật Boyle và Charles chỉ xác định mối liên hệ giữa hai cặp thông số “áp suất
– thể tích” và “thể tích – nhiệt độ" của một khối lượng khí xác định. Vậy, làm thế nào để
xác định được mối liên hệ của cả ba thông số trạng thái của một khối lượng khí xác định?
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thảo luận và suy nghĩ câu trả lời.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời 2 – 3 HS trả lời câu hỏi.
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV nhận xét chung và dẫn dắt vào bài học mới: Để tìm hiểu rõ hơn phương trình trạng
thái của khí lí tưởng, chúng ta cùng tìm hiểu trong bài học ngày hôm nay – Bài 11:
Phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1. Tìm hiểu về phương trình trạng thái của một lượng khí xác định a. Mục tiêu:
- Bằng kiến thức cũ về quá trình đẳng nhiệt và đẳng áp, HS thiết lập được mối liên hệ p,
V, T của một khối khí lí tưởng xác định.
- Phối hợp với các bạn trong nhóm hoàn thành phiếu học tập để tìm ra phương trình trạng thái.
- Viết được phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về
phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để thiết lập được
mối quan hệ giữa p, V và T của khối khí lí tưởng.
d. Tổ chức thực hiện:
HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS
DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập I. PHƯƠNG TRÌNH
- GV chiếu hình ảnh quá trình chuyển trạng thái (hình TRẠNG THÁI CỦA KHÍ 3 11.1) cho HS quan sát. LÍ TƯỞNG
1. Phương trình trạng thái
của một lượng khí xác định
- Phương trình trạng thái
của một khối lượng khí lí
- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời nội tưởng xác định:
dung Hoạt động (SGK – tr44) pV =hằngsố T
Hãy dựa vào các định luật Boyle, Charles và Hình 11.1 Độ lớn của hằng số trên phụ
về quá trình chuyển trạng thái của một khối lượng khí thuộc vào lượng khí ta xét.
xác định để lập phương trình dưới đây về mối liên hệ - Quá trình chuyển trạng
giữa ba thông số trạng thái của một khối lượng khí xác thái không phụ thuộc cách định:
chuyển trạng thái mà chỉ p V p V 1
1 = 2 2 =¿ pV =hằngsố
phụ thuộc trạng thái đầu và T1 T2 T
Độ lớn của hằng số trên phụ thuộc vào lượng khí ta xét. trạng thái cuối.
- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
- GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời nội dung Câu hỏi
và Hoạt động (SGK – tr45)
+ Câu hỏi (SGK – tr45): p V p V
1. Hãy lập phương trình 1 1 = 2 2 bằng một cách T1 T2
biến đổi trạng thái khác cách trong Hình 11.1 để chứng
tỏ: "Quá trình chuyển trạng thái không phụ thuộc cách
chuyển trạng thái mà chỉ phụ thuộc trạng thái đầu và trạng thái cuối.".
2. Tại sao không gọi phương trình (11.1) là phương
trình trạng thái của chất khí mà lại gọi là phương trình 4