Giáo án Phương trình trạng thái khí lí tưởng Vật Lí 12 Cánh diều

Ngày soạn:…/…/… Ngày dạy:…/…/…
BÀI 2: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Thực hiện thí nghiệm khảo sát được định luật Boyle: Khi giữ không đổi nhiệt độ
của một khối lượng khí xác định thì áp suất gây ra bởi khí tỉ lệ nghịch với thể tích của nó.
- Thực hiện thí nghiệm minh hoạ được định luật Charles: Khi giữ không đổi áp suất
của một khối lượng khí xác định thì thể tích của khí tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối của nó.
- Sử dụng định luật Boyle và định luật Charles rút ra được 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 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.
- Năng lực giao tiếp hợp tác: Thảo luận nhóm, phối hợp với các bạn trong nhóm
cùng thảo luận để hoàn thành phiếu học tập, tìm ra phương trình trạng thái của khí
lí tưởng; chủ động đưa ra ý kiến thảo luận khi vận dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng. 1
- Năng lực giải quyết vấn đề: Thu thập được số liệu thực hành và xử lí các thông tin
có liên quan đến phương trình trạng thái khí lí tưởng; đề xuất và phân tích được
một số giải pháp giải quyết vấn đề.
Năng lực vật lí:
- Nêu được ba thông số p, V, T xác định trạng thái của một khối khí xác định.
- Thực hiện được thí nghiệm khảo sát mối liên hệ thể tích – áp suất không khí.
- Phát biểu và viết được nội dung định luật Boyle.
- Thực hiện được thí nghiệm khảo sát quá trình đẳng áp.
- Phát biểu và viết được nội dung định luật Charles.
- Vận dụng định luật Boyle và Charles để giải được một số bài tập đơn giản và giải
thích được một số hiện tượng trong cuộc sống. 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 bình chứa oxygen dùng trong y tế, hình
ảnh thí nghiệm khảo sát mối liên hệ thể tích – áp suất chất khí, hình ảnh đồ thị
biểu diễn mối liên hệ giữa áp suất và thể tích của một lượng khí xác định khi nhiệt độ không đổi,… - 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): áp kế, xilanh, pit-tông gắn với tay quay. 2
+ Bộ (2): áp kế, xilanh, pit-tông gắn với tay quay, hộp chứa nước nóng, cảm biến nhiệt độ.
- 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 là mối liên hệ giữa các
đại lượng chất khí thông qua hiện tượng thực tế.
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 phương trình trạng thái khí lí tưởng.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV chiếu hình ảnh bình chứa oxygen dùng trong y tế (hình 2.1) cho HS quan sát.
Bình chứa oxygen (Hình 2.1) là một thiết bị thường dùng trong điều trị người bệnh có
vấn đề về hô hấp. Tuy nhiên, khi sử dụng bình cần đặc biệt chú ý nơi bảo quản nhằm
đảm bảo an toàn do nguy cơ cháy nổ cao.
Khí oxygen trong bình ở áp suất cao nên không phải là khí lí tưởng. Tuy nhiên, người ta
vẫn sử dụng mô hình khí lí tưởng để tìm hiểu mối liên hệ giữa các thông số của một
lượng khí như áp suất, nhiệt độ và thể tích, từ đó suy ra nguyên tắc bảo quản và sử dụng
an toàn các bình chứa khí.
Vậy mối liên hệ đó như thế nào? 3
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: Áp suất, nhiệt độ và thể tích của một
khối khí có mối liên hệ như thế nào? Chúng ta cùng tìm hiểu trong bài học ngày hôm nay
– Bài 2: Phương trình trạng thái khí lí tưởng.
B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1. Thực hiện thí nghiệm khảo sát liên hệ giữa áp suất và thể tích của một lượng khí
a. Mục tiêu: HS nêu được mối liên hệ giữa thể tích và áp suất của chất khí khi nhiệt độ không đổi.
b. Nội dung: GV hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm theo nội dung SGK để rút ra mối
liên hệ tỉ lệ nghịch giữa áp suất và thể tích của lượng khí khi nhiệt độ không đổi.
c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được mối
liên hệ giữa thể tích và áp suất của chất khí khi nhiệt độ không đổi.
d. Tổ chức thực hiện:
HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS
DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
I. MỐI LIÊN HỆ GIỮA
- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi: THỂ TÍCH VÀ ÁP SUẤT
Các thông số trạng thái của chất khí bao gồm những gì? CỦA CHẤT KHÍ
- GV chia lớp thành 4 – 6 nhóm.
- Các thông số của lượng
- GV phát dụng cụ cho các nhóm và yêu cầu HS trả lời khí mà chúng ta có thể đo
nội dung Câu hỏi 1 (SGK – tr37)
được là áp suất, nhiệt độ và
Lập phương án thí nghiệm tìm mối liên hệ giữa thể tích thể tích. Chúng được gọi là
khí và áp suất của nó khi giữ nhiệt độ không đổi với các các thông số trạng thái của
dụng cụ thực hành ở trường. chất khí.
- Sau khi HS trả lời, GV thống nhất phương án thí 1. Khảo sát mối liên hệ 4