Giáo án Bài 3: Nội năng. Định luật 1 của nhiệt động lực học Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo

Ngày soạn:…/…/… Ngày dạy:…/…/…
BÀI 3: NỘI NĂNG. ĐỊNH LUẬT 1 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Thực hiện thí nghiệm, nêu được: mối liên hệ nội năng của vật với năng lượng của
các phân tử tạo nên vật, định luật 1 của nhiệt động lực học.
- Vận dụng được định luật 1 của nhiệt động lực học trong một số trường hợp đơn giản.
- Nêu được định nghĩa nhiệt dung riêng. 2. Năng lực
Năng lực chung:
- Năng lực tự chủ và tự học: Chủ động, tích cực thực hiện nhiệm vụ học tập, phát
triển khả năng tư duy độc lập của HS.
- Năng lực giao tiếp hợp tác: Làm việc nhóm, tích cực tham gia thảo luận nhóm,
trao đổi và chia sẻ ý tưởng của nội dung học tập.
- 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 nội năng và sự
truyền năng lượng nhiệt.
Năng lực vật lí:
- Nêu được khái niệm nội năng.
- Thực hiện được thí nghiệm về mối liên hệ giữa nội năng và năng lượng của các phân tử tạo nên vật.
- Nêu được các cách làm thay đổi nội năng.
- Nêu được định nghĩa và xác định được giá trị nhiệt lượng, nhiệt dung riêng. 1 3. Phẩm chất
- Có niềm say mê, hứng thú với việc khám phá và học tập vật lí.
- Chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học tập.
- Cẩn thận, chặt chẽ trong suy luận.
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 hơ nóng một khối khí trong ống nghiệm
có nút đậy kín, hình ảnh nén khối khí trong xilanh, hình ảnh các thanh thép được
đưa ra khỏi khuôn và để nguội trong nhà máy luyện thép,…
- 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.
- Bộ dụng cụ thí nghiệm minh hoạ mối liên hệ giữa nội năng và năng lượng của các
phân tử cấu tạo nên vật (giá đỡ, ống nghiệm, đèn cồn).
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
a. Mục tiêu: GV đặt vấn đề theo gợi ý trong SGK và sử dụng thiết bị đa phương tiện có
nội dung liên quan đến nội năng để dẫn dắt HS vào bài học.
b. Nội dung: GV hướng dẫn HS hoạt động theo nội dung khởi động trong SGK, thảo
luận nguyên nhân xảy ra sự tăng nhiệt độ trong ô tô đóng kín cửa khi để ngoài trời nắng nóng.
c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS và nhu cầu tìm hiểu về nội năng.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV chiếu hình ảnh một ô tô đóng kín cửa ở ngoài trời nắng nóng (hình 3.1) cho HS quan sát. 2
- GV yêu cầu HS trả lời nội dung Khởi động (SGK – tr20): Ô tô khi đóng kín cửa để
ngoài trời nắng nóng, nhiệt độ không khí trong xe tăng rất cao so với nhiệt độ bên ngoài,
làm giảm tuổi thọ của các thiết bị bên trong xe. Nguyên nhân nào gây ra sự tăng nhiệt độ này?
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thảo luận, nhớ lại kiến thức đã học, suy nghĩ và trả lời câu hỏi.
- GV gợi ý HS liên hệ đến chuyển động của các phân tử.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời 1 – 2 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày suy nghĩ của mình. Gợi ý trả lời:
Khi nhiệt độ bên ngoài cao, nhiệt năng truyền từ bên ngoài vào trong xe, làm nóng các
thiết bị trên xe, dẫn đến không khí bên trong xe cũng tăng cao. Khối khí bên trong xe
nhận được nhiệt lượng nên nội năng tăng, dẫn đến động năng phân tử tăng lên, các
phân tử dao động nhiệt mạnh hơn, nhiệt độ tăng cao hơn.
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- Sau khi HS trả lời, GV dẫn dắt HS vào nội dung bài học mới: Để tìm hiểu rõ hơn về
vấn đề này chúng ra vào bài học ngày hôm nay – Bài 3: Nội năng. Định luật 1 của
nhiệt động lực học.
II. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI
Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm nội năng
a) Mục tiêu: HS nêu khái niệm nội năng của một vật và sự phụ thuộc nội năng của vật vào các yếu tố. 3
b) Nội dung: HS đọc SGK, thảo luận để nêu khái niệm nội năng của vật và hiểu được
nội năng của vật phụ thuộc vào nhiệt độ T và thể tích V của vật.
c) Sản phẩm học tập: Khái niệm nội năng của vật, sự phụ thuộc nội năng của vật vào các yếu tố.
d) Tổ chức thực hiện:
HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS
DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập I. NỘI NĂNG
- GV yêu cầu HS đọc SGK và trả lời câu hỏi: Nội năng 1. Khái niệm về chuyển
của một vật là gì? động
- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời - Trong nhiệt động lực học,
Thảo luận 1 (SGK – tr21)
người ta gọi tổng động năng
Chứng tỏ nội năng của vật phụ thuộc vào nhiệt độ và và thế năng tương tác của
thể tích của vật.
các phân tử cấu tạo nên vật
- Sau khi HS trả lời, GV hướng dẫn HS rút ra khái niệm là nội năng của vật.
nội năng của vật, sự phụ thuộc nội năng của vật vào các - Nội năng được kí hiệu là yếu tố. U, đơn vị là jun (J).
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- Nội năng của vật phụ
- HS làm việc theo nhóm, thảo luận và trả lời câu hỏi.
thuộc vào nhiệt độ và thể
- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết). tích của vật.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời đại diện các nhóm trình bày kết quả thảo luận:
*Trả lời Thảo luận 1 (SGK – 20)
Nội năng của một vật là tổng động năng và thế năng
tương tác của các phân tử cấu tạo nên vật. Động năng
của các phân tử phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ càng
cao các phân tử chuyển động càng nhanh và có động
năng càng lớn. Thế năng tương tác của các phân tử phụ
thuộc vào khoảng cách giữa chúng và khoảng cách này
phụ thuộc vào thể tích (hay mật độ phân tử) của vật. 4