Giáo án Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo

Ngày soạn:…/…/… Ngày dạy:…/…/…
BÀI 7: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Nêu được khí lí tưởng và phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
- Vận dụng được phương trình trạng thái của khí lí tưởng. 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 về 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 sự biến đổi trạng thái của chất khí.
Năng lực vật lí:
- Nhận thức vật lí: Hiểu được khái niệm và ý nghĩa của mô hình khí lí tưởng, sử
dụng định luật Boyle và định luật Charles rút ra được phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
- Tìm hiểu tự nhiên: Biết được sự biến đổi trạng thái của khí thực ở điều kiện bình
thường tuân theo gần đúng phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
- Vận dụng kiến thức, kĩ năng: Vận dụng được phương trình trạng thái của khí lí
tưởng trong một số trường hợp đơn giản thường gặp trong thực tế. 3. Phẩm chất 1
- 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, đảm bảo tính chính xác khi thực hiện các phép toán
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 bơm xe đạp, hình ảnh sơ đồ quá trình biến
đổi trạng thái, hình ảnh các đường đẳng tích của một khối khí tương ứng với các thể tích V1 và V2,… - Phiếu học tập.
- Máy chiếu, máy tính (nếu có).
2. Đối với học sinh: - SGK, SBT Vật lí 12. - Dụng cụ thí nghiệm:
+ Bộ (1): xilanh chứa khí có các vạch chia độ, pit-tông, áp kế, trụ thép, đế ba chân.
+ Bộ (2): xilanh chứa khí, áp kế, ca nhựa trong, que khuấy, ống nhựa mềm, trụ
thép, đế ba chân, kẹp đa năng và khớp nối đa năng, ấm đun nước, nước đá đang tan.
- 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 ví dụ thực tế.
b. Nội dung: GV cho HS thảo luận về câu hỏi, suy nghĩ tìm câu trả lời về các đại lượng của phân tử chất khí.
c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS và nhu cầu tìm hiểu về phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập 2
- GV chiếu hình ảnh bơm xe đạp (hình 7.1) cho HS quan sát.
Hình 7.1 cho thấy một người đang bơm xe đạp, mỗi động tác đẩy pit-tông xuống ứng với
một lượng không khí đang được đưa vào trong săm xe. Trong quá trình bơm, tất cả các
thông số trạng thái: thể tích, áp suất, nhiệt độ và cả lượng không khí trong săm xe thay
đổi. Sự thay đổi của các thông số này tuân theo quy luật 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.
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV nhận xét chung và dẫn dắt vào bài học mới: Việc thiết lập phương trình liên hệ các
thông số trạng thái của một khối khí là cần thiết để mô tả trạng thái của nó. Tuy nhiên,
việc khảo sát các mối liên hệ sẽ đơn giản hơn nếu ta xét riêng mối liên hệ giữa hai thông
số trạng thái, trong khi thông số còn lại không đổi, tương tự như ở bài trước. Từ đó,
bằng suy luận toán học, ta có thể thiết lập phương trình liên hệ giữa các thông số trạng
thái của một khối khí xác định. Chúng ta cùng tìm hiểu trong bài học ngày hôm nay –
Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
II. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI
Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm khí lí tưởng
a) Mục tiêu: HS nêu được khái niệm khí lí tưởng. 3
b) Nội dung: HS nhận biết nhu cầu phải xây dựng mô hình khí lí tưởng và nêu được khái niệm khí lí tưởng.
c) Sản phẩm học tập: HS nêu được khái niệm 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. KHÍ LÍ TƯỞNG
- GV yêu cầu HS nhắc lại nội dung định luật Boyle và - Khí lí tưởng là khí tuân theo định luật Charles.
đúng định luật Boyle và định
- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK, thảo luận theo luật Charles.
nhóm đôi và trả lời các câu hỏi:
+ Để tuân theo đúng định luật
+ Các khí thực có tuân theo định luật Boyle không?
Boyle và định luật Charles,
+ Trong những điều kiện nào thì định luật Boyle được khí lí tưởng phải có các phân nghiệm đúng?
tử được coi là chất điểm và
+ Vì sao người ta phải xây dựng mô hình khí lí chúng chỉ tương tác với nhau tưởng? khi va chạm.
+ Khí lí tưởng là gì?
+ Nội năng của khí lí tưởng
- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về nhu cầu phải xây chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.
dựng mô hình khí lí tưởng và nêu được khái niệm khí lí tưởng.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS làm việc theo nhóm, thảo luận và trả lời câu hỏi.
- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời đại diện các nhóm trình bày kết quả thảo luận.
*Kết quả thảo luận:
+ Khí thực tuân theo định luật Boyle và định luật
Charles trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thông
thường như trong phòng thí nghiệm. 4