Giáo án Bài 8: Áp suất - động năng của phân tử khí Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo

Ngày soạn:…/…/… Ngày dạy:…/…/…
BÀI 8: ÁP SUẤT – ĐỘNG NĂNG CỦA PHÂN TỬ KHÍ I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Nêu được ảnh hưởng của chuyển động các phân tử khí đến áp suất tác dụng lên thành bình chứa. Nm
- Nêu được biểu thức áp suất p= 1 v2. 3 V
- Nêu được biểu thức hằng số Boltzmann k= R .
N Động năng tịnh tiến trung bình A
của các phân tử khí tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối. 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 áp suất chất khí và
động năng trung bình của các phân tử khí.
Năng lực vật lí:
- Nhận thức vật lí: Giải thích được chuyển động của các phân tử khí 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 3
với µ là số phân tử trong một đơn vị thể tích; nêu được biểu thức hằng số 1 Boltzmann k= R Nm v2
N ; so sánh pV = 1
với pV = nRT, rút ra được động năng tịnh A 3
tiến trung bình của phân tử khí tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối T.
- Tìm hiểu tự nhiên: Nêu được mối liên hệ giữa áp suất chất khí và động năng tịnh
tiến trung bình của các phân tử khí lí tưởng, áp dụng được mối liên hệ này cho
một số tình huống đơn giản liên quan đến khí thực.
- Vận dụng kiến thức, kĩ năng: Giải thích được một số hiện tượng thực tế liên quan
đến áp suất chất khí. 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, 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 một phân tử khí đập vuông góc với thành
bình và bật ngược lại, hình ảnh minh họa các phân tử khí N trong hình lập phương,…
- Video mô phỏng năng lượng của chất khí:
https://phet.colorado.edu/sims/html/gas-properties/latest/gas-properties_all.html? locale=vi - 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 2
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 để thiết lập biểu
thức giữa nhiệt độ, áp suất khí và động năng các phân tử khí.
c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS và nhu cầu tìm hiểu về áp suất – động năng của phân tử khí.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV yêu cầu HS trả lời nội dung Khởi động (SGK – tr53):
Ở các bài trước ta đã biết, nguyên nhân gây ra áp suất khí là sự va chạm của các phân
tử khí với thành bình. Các phân tử chuyển động nhiệt càng nhanh thì sự va chạm càng
mạnh và hệ quả là áp suất của khí lên thành bình càng lớn. Mặt khác, việc các phân tử
chuyển động nhiệt càng nhanh cũng có nghĩa nhiệt độ khí càng lớn. Như vậy giữa nhiệt
độ khí, áp suất khí và động năng các phân tử khí có mối liên hệ chặt chẽ. Làm thế nào để
thiết lập được một cách định lượng mối liên hệ này?
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: Giữa nhiệt độ, áp suất và động năng
của các phân tử khí có mối liên hệ chặt chẽ. Ta có thể vận dụng các kiến thức vật lí đã
biết để thiết lập mối liên hệ này. Chúng ta cùng tìm hiểu trong bài học ngày hôm nay –
Bài 8: Áp suất – Động năng của phân tử khí.
II. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI
Hoạt động 1: Tìm hiểu ảnh hưởng của chuyển động các phân tử khí đến áp suất tác
dụng lên thành bình 3
a) Mục tiêu: HS giải thích được chuyển động của các phân tử khí ảnh hưởng như thế
nào đến áp suất tác dụng lên thành bình.
b) Nội dung: HS dựa vào thuyết động học phân tử chất khí, nêu được áp suất chất khí
tác dụng lên thành bình càng lớn khi nhiệt độ càng cao, khối lượng và mật độ phân tử khí càng lớn.
c) Sản phẩm học tập: HS nêu được mối liên hệ giữa áp suất chất khí và chuyển động
nhiệt của các phân tử khí, khối lượng và mật độ phân tử khí.
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 CỦA CHẤT
- GV chiếu sản phẩm mô phỏng theo link: KHÍ
https://phet.colorado.edu/sims/html/gas-properties/
1. Ảnh hưởng của chuyển
latest/gas-properties_all.html?locale=vi
động các phân tử khí đến áp
- GV yêu cầu HS quan sát số chỉ của áp kế trong mô suất tác dụng lên thành
phỏng khi GV lần lượt thay đổi các thông số: nhiệt độ, bình
khối lượng phân tử khí và mật độ phân tử khí.
- Khi các phân tử khí chuyển
- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời động nhiệt đến va chạm vào
nội dung Thảo luận 1 (SGK – tr53)
thành bình sẽ gây áp suất lên
Áp suất do các phân tử khí tác dụng lên thành bình thành bình.
phụ thuộc như thế nào vào tốc độ chuyển động nhiệt, - Áp suất khí tác dụng lên
khối lượng và mật độ của các phân tử khí?
thành bình càng lớn khi các
- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về ảnh hưởng của phân tử khí chuyển động nhiệt
chuyển động các phân tử khí đến áp suất tác dụng lên càng nhanh, khối lượng và thành bình.
mật độ phân tử khí càng lớn.
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 4