Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Tổ chức dạy học gắn kiến thức vào thực tiễn nhằm tiếp cận đề thi đánh giá năng cho học sinh trong các kỳ thi tuyển sinh thông qua chương Chất khí – Vật lí 10 THPT

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:53

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến "Tổ chức dạy học gắn kiến thức vào thực tiễn nhằm tiếp cận đề thi đánh giá năng cho học sinh trong các kỳ thi tuyển sinh thông qua chương Chất khí – Vật lí 10 THPT" nhằm dạy học gắn kiến thức vào thực tiễn nhằm tiếp cận đề thi đánh giá năng của học sinh trong các kỳ thi tuyển sinh thông qua chương Chất khí – Vật lí 10 THPT; Xây dựng hệ thống bài tập gắn kiến thức vào thực tiễn nhằm nhằm tiếp cận đề thi đánh giá năng của học sinh trong các kỳ thi tuyển sinh thông qua chương Chất khí – Vật lí 10 THPT.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Tổ chức dạy học gắn kiến thức vào thực tiễn nhằm tiếp cận đề thi đánh giá năng cho học sinh trong các kỳ thi tuyển sinh thông qua chương Chất khí – Vật lí 10 THPT

SỞ GD & ĐT NGHỆ AN TRƯỜNG THPT YÊN THÀNH 2 ----------------- TỔ CHỨC DẠY HỌC GẮN KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN NHẰM TIẾP CẬN ĐỀ THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC CHO HỌC SINH TRONG CÁC KÌ THI TUYỂN SINH THÔNG QUA CHƯƠNG CHẤT KHÍ - VẬT LÝ 10 THPT" LĨNH VỰC: VẬT LÝ Tác giả: Ngô Văn Hồng Tổ: KHTN Trường THPT Yên Thành 2 Điện thoại: 0976612458 NĂM 2022 1
MỤC LỤC MỤC LỤC ............................................................................................................. 1 Phần I. ĐẶT VẤN ĐỀ.......................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài ................................................................................................. 1 2. Mục đích nghiên cứu .......................................................................................... 2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu ......................................................................................... 3 4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 3 5. Giả thuyết khoa học ........................................................................................... 3 6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu...................................................................... 3 7. Thời gian nghiên cứu ......................................................................................... 3 Phần II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................................................................ 4 1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm ........................................................... 4 2. Thực trạng và nguyên nhân trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm............. 4 3. Quy trình xây dựng hệ thống bài tập thực tiễn phần nhiệt học .......................... 5 3.1. Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập............................................................ 5 3.2. Quy trình xây dựng hệ thống bài tập .............................................................. 5 3.3. Hệ thống bài tập thực tiễn chương Chất khí ................................................... 7 3.3.1. Cấu tạo chất - thuyết động học phân tử chất khí. ....................................... 7 3.3.2. Quá trình đẳng nhiệt. Định luật bôi - lơ – ma-ri-ốt...................................... 9 3.3.3. Quá trình đẳng tích. Định luật sác – lơ. ..................................................... 16 3.3.4. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng. ................................................... 26 4. Xây dựng giáo án dạy học................................................................................ 30 4.1. Giáo án quá trình đẳng tích. Định luật Sác lơ ............................................... 30 4.2. Giáo án luyện tập bài Quá trình đẳng nhiệt, định luật Bôi lơ – Mari ốt và quá trình đẳng tích, định luật Sác lơ ........................................................................... 39 5. Thực nghiệm sư phạm..................................................................................... 47 5.1. Mục đích thực nghiệm .................................................................................. 47 5.2. Đối tượng thực nghiệm ................................................................................. 47 5.3. Thời gian thực nghiệm .................................................................................. 47 5.4. Phương pháp thực nghiệm ............................................................................ 47 5.5. Kết quả của quá trình thực nghiệm và nhận xét ........................................... 48 Phần III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................... 50 3.1. Kết luận ......................................................................................................... 50 3.2. Kiến nghị ....................................................................................................... 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 51 0
Phần I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lí do chọn đề tài Căn cứ vào các công văn, văn bản hướng dẫn của Bộ Giáo Dục và Sở Giáo dục và Đào tạo Nghệ An về việc cải cách giáo dục trong những năm tiếp theo của nghành giáo dục nhằm đạt mục tiêu chung của giáo dục phổ thông là nhằm phát triển toàn diện con người Việt Nam có đạo đức, tri thức, văn hóa, sức khỏe, thẩm mỹ và nghề nghiệp; có phẩm chất, năng lực và ý thức công dân; có lòng yêu nước, tinh thần dân tộc, trung thành với lí tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội; phát huy tiềm năng, khả năng sáng tạo của mỗi cá nhân; nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực và bồi dưỡng nhân tài nhằm phát triển tiềm năng trí tuệ, cung cấp cho đất nước nguồn lao động có chất lượng cao đáp ứng được yêu cầu của sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa, xây dựng, bảo vệ Tổ quốc và hội nhập quốc tế sâu rộng. Trong đó: Giáo dục trung học phổ thông nhằm trang bị kiến thức công dân; bảo đảm cho học sinh củng cố, phát triển kết quả của giáo dục trung học cơ sở, hoàn thiện học vấn phổ thông và có hiểu biết thông thường về kỹ thuật, hướng nghiệp; có điều kiện phát huy năng lực cá nhân để lựa chọn hướng phát triển, tiếp tục học chương trình giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp hoặc tham gia lao động, xây dựng và bảo vệ Tổ quốc. Mục tiêu của nghành giáo dục là đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo xác định "phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập của học sinh". Thực tiễn cuộc sống có vai trò vô cùng quan trọng trong phát triển khả năng nhận thức và nhân cách của học sinh. Biết vận dụng kiến thức học được để giải thích các hiện tượng diễn ra trong thực tiễn, cao hơn sau khi được trang bị kiến thức các em có thể tự đặt được các câu hỏi gắn liền với thực tiễn và dùng những kiến thức đã được học để giải thích các hiện tượng đó, giúp các em hình thành khả năng khám phá cuộc sống muôn màu muôn vẽ đang luôn diễn ra xung quanh mình. Căn cứ vào tình hình tuyển sinh năm học 2022 của các trường Đại học trên cả nước. Có 21 trường xét tuyển sinh căn cứ vào kết quả bài thi đánh giá tư duy của trường đại học Bách Khoa Hà Nội: trường Bách Khoa Hà Nội; trường Đại học Công nghệ Giao thông Vận tải, trường Đại học Giao thông Vận tải; trường Đại học Mỏ - Địa Chất; trường Đại học Thăng Long; trường Đại học Thủy Lợi; trường Đại học Xây Dựng; trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên; trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội; trường Đại học Kinh tế Quốc dân; trường Đại học Phenicaa căn cứ vào bài thi đánh giá tư duy của Đại học Bách Khoa Hà Nội và bài thi đánh giá năng của trường Quốc gia Hà Nội; trường Đại học Vinh căn cứ vào bài thi đánh giá tư duy của Đại học Bách Khoa Hà Nội và bài thi đánh giá năng của trường Quốc gia Hà Nội; Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn Thông; trường Đại học Đông Đô, trường Đại học Hà Nội; Học Viện Chính sách và Phát triển; trường Đại 1
học Bách Khoa – Đại học Đà Nặng; trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật Công nghiệp; trường Đại học Công nghiệp Đông Á, trường Đại học Kinh tế Nghệ An; trường Đại học Kỹ thuật Vinh. Có 43 trường xét tuyển sinh căn cứ vào kết quả đánh giá năng lực của trường Đại Học Quốc Gia Hà Nội gồm: trường Đại học Quốc Gia Hà Nội; trường Đại học Thái Nguyên; trường Đại học Ngoại Thương; trường Đại Học Kinh tế Quốc Dân; trường Đại học Thương mại; trường Đại học Vinh; Trường Đại học Công Nghệ Giao thông vận tải; trường Đại học Tài nguyên Môi trường; Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên; trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp; trường Đại học Tân trào; trường Đại học Phennikaa; Học viện Tòa án; trường Đại học Hồng Đức; trường Đại học sư phạm Kỹ thuật Vinh; trường Đại học Lao động – Xã hội; trường Đại học sư phạm Hà Nội 2; trường Đại học Thủ đô; trường Đại học Hùng vương; Trường Đại học Kỹ thuật Y tế Hải Dương; Học viên Ngân hàng; trường Đại học Nông – Lâm Bắc Giang; trường Đại học sư phạm Kỹ thuật Nam Định; trường Đại học Công nghiệp Việt Trì; trường Đại học Điện lực; trường Đại học Công nghiệp Hà Nội; trường Đại học Thăng Long; trường Đại học Tây Bắc; trường Đại học Hàng Hải; trường Đại học Lâm Nghiệp; Học viện Chính sách và Phát triển; trường Đại học Công nghệ Thông tin – ĐHQG Thành phố Hồ Chí Minh; trường Đại học Mở Hà Nội; Trường Đại học Nguyễn Tất Thành; Học viện Y - Dược Cổ truyền Việt Nam; trường Đại học Hà Nội; trường Đại học Công nghiệp dệt may Hà Nội; trường Đại học Y Thái Bình; trường Đại học Duy Tân; trường Đại học Mỹ Thuật Công nghiệp Á Châu; trường Đại học Khoa học Công nghệ Hà Nội, Học viện Tài chính; Học viện Bưu chính Viễn Thông. Căn cứ nhu cầu học tập của học sinh, học phải đi đôi với hành. Bộ môn Vật lí có liên quan mật thiết với nhiều hiện tượng diễn ra trong tự nhiên, có vai trò quan trọng trong các nghành kỹ thuật và có nhiều ứng dụng trong đời sống hàng ngày, nó giúp con người tìm hiểu và khám phá về những bí ẩn của vũ trụ, giúp con người giải thích được nhiều hiện tượng tự nhiên. Do đó khi giảng dạy giáo viên cần hướng dẫn học sinh phải biết sử dụng những kiến thức đã học được trong bài học để giải thích được các hiện tượng thực tế có liên quan nhằm tạo hứng thú học tập cho các em về bộ môn Vật lí. Học đi đôi với hành là một trở ngại lớn với hầu hết các giáo viên và học sinh nói chung và giáo viên và học sinh dạy học Vật lí nói riêng trong quá trình dạy học, để góp phần tháo gỡ một phần khó khăn cho các đồng nghiệp cũng như học sinh bản thân đã rất trăn trở mạnh dạn tìm hiểu từ nhiều nguồn thông tin và những kinh nghiệm trong quá trình giảng dạy của mình để viết ra sáng kiến với tên đề tài: "Tổ chức dạy học gắn kiến thức vào thực tiễn nhằm tiếp cận đề thi đánh giá năng cho học sinh trong các kỳ thi tuyển sinh thông qua chương Chất khí – Vật lí 10 THPT" để thực hiện. 2. Mục đích nghiên cứu - Dạy học gắn kiến thức vào thực tiễn nhằm tiếp cận đề thi đánh giá năng của học sinh trong các kỳ thi tuyển sinh thông qua chương Chất khí – Vật lí 10 THPT. - Xây dựng hệ thống bài tập gắn kiến thức vào thực tiễn nhằm nhằm tiếp cận đề thi đánh giá năng của học sinh trong các kỳ thi tuyển sinh thông qua chương Chất khí – Vật lí 10 THPT. 2
- Xây dựng 2 tiến trình dạy học có sử dụng bài tập gắn kiến thức vào thực tiễn nhằm nhằm tiếp cận đề thi đánh giá năng của học sinh trong các kỳ thi tuyển sinh thông qua chương Chất khí – Vật lí 10 THPT. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Đưa ra cơ sở lí luận của đề tài. - Nêu được thực trạng của đề tài nghiên cứu. - Đưa ra được hệ thống bài tập gắn liền với thực tế và dùng kiến thức Vật lí được học để giải thích được các hiện tượng đó. 4. Phương pháp nghiên cứu - Tìm hiểu, đọc, phân tích, tổng hợp các tài liệu tham khảo, trên mạng internet. - Tổng hợp từ kinh nghiệm giảng dạy của bản thân và học hỏi kinh nghiệm của các đồng nghiệp trong các đợt tập huấn chuyên môn, bồi dưỡng thay sách giáo khoa. - Lựa chọn các câu hỏi bài tập phù hợp với nội dung, kiến thức của đề tài. - Quan sát thái độ học tập (sự hứng thú, sự linh hoạt và hợp tác) của học sinh trong quá học tập. - Thực nghiệm sư phạm: là quá trình dạy học hệ thống BT đã được xây dựng tương ứng với những nhiệm vụ nghiên cứu đề ra. 5. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được một hệ thống BT thực tiễn và sử dụng chúng một cách thích hợp khi dạy học chương “Chất khí”, Vật lí 10 THPT thì sẽ tạo được hứng thú, phát huy được tính tích cực, bước đầu tiếp cận đề thi đánh giá năng lực tuyển sinh của các trường Đại học của học sinh khi học chương “Chất khí”. 6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Học sinh khối 10 trường THPT Yên Thành 2 và các trường THPT khác đóng trên địa bàn. - Chương chất khí Vật lí lớp 10 THPT. 7. Thời gian nghiên cứu - Đầu năm học 2020-2021 bắt đầu nghiên cứu đề tài từ các ngồn tài liệu, các buổi tập huấn, các trang mạng và trao đổi, học hỏi đồng nghiệp. - Tháng 10 năm 2021 tiến hành viết đề tài. - Tháng 3 năm 2022 tiến hành thực nghiệm đề tài. 3
Phần II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm Thông qua nội dung kiến thức của từng bài học lí thuyết của chương chất khí Vật lí 10 mà giáo viên giúp đỡ, dẫn dắt, định hướng cho học sinh vận dụng kiến thức đã được học ở ngay các bài lí thuyết đó để tìm hiểu, giải thích khám phá các bài tập gắn liền với các hiện tượng thực tế. Nên ở phần nội dung này tôi dự kiến phân loại câu hỏi bài tập áp dụng phù hợp với mục đích cho từng nội dung bài học của chương Chất khí – Vật lí 10 THPT và đưa ra hai tiến trình dạy học. 2. Thực trạng và nguyên nhân trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật lí là một bộ phận khoa học tự nhiên nghiên cứu về các hiện tượng Vật lí trong tự nhiên và cuộc sống. Những thành tựu của Vật lí được ứng dụng để giải thích các hiện tượng Vật lí trong thực tiễn và ngược lại chính các hiện tượng xẩy ra trong thực tiễn đã thúc đẩy khoa học Vật lí phát triển. Vì vậy học Vật lí không chỉ đơn thuần là nắm được kiến thức mà phải biết vận dụng kiến thức Vật lí để giải thích được các hiện tượng xẩy trong cuộc sống diễn ra xung quanh ta. Thực trạng trong dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng hiện nay cho thấy một trong những điểm yếu của việc dạy học là sự tách rời kiến thức với thực tế cuộc sống. Học sinh không có thói quen vận dụng kiến thức để giải quyết những vấn đề gặp phải trong cuộc sống có nhiều học học sinh có thể nắm vững kiến thức nhưng khi vận dụng nó vào thực tiễn lại gặp nhiều khó khăn lúng túng. Theo tôi, thực trạng những hạn chế trên xuất phát từ một số nguyên nhân cơ bản như sau: Thứ nhất, việc giảng dạy kiến thức cho học sinh nói chung và kiến thức Vật lí nói riêng ở nhiều giáo viên vẫn còn tiến hành theo lối “thông báo - tái hiện”. Nhiều giáo viên chưa có sự quan tâm đúng mức đến vấn đề đổi mới phương pháp dạy học. Do nhiều giáo viên quan tâm chưa nhiều về đổi mới phương pháp dạy học, chưa tiếp cận nhiều các hình thức dạy học tiên tiến (sử dụng các phương tiện dạy học như tranh ảnh tự làm, tự sưu tầm, máy tính, thực hiện các tiết học bằng bài giảng điện tử, phần mềm hỗ trợ …) và do đó lối “dạy chay” vẫn là cách dạy học khá phổ biến hiện nay. Thứ hai, nhiều giáo viên chưa có sự chuẩn bị tốt nhất cho bài giảng, giáo án còn thiên về cung cấp kiến thức giáo khoa một cách thuần túy, chưa coi trọng việc soạn và sử dụng bài giảng theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh. Cũng phải thừa nhận rằng, nhiều trường hiện nay còn thiếu các tài liệu liên quan đến bài tập gắn kiến thức bài học vào thực tế, thiếu các tài liệu lí luận về đổi mới phương pháp dạy học. Điều đó gây không ít khó khăn cho giáo viên khi xây dựng bài giảng theo ý muốn của mình. Thứ ba, nội dung thi, đánh giá kết quả học tập của học sinh còn nặng về lí thuyết, chưa gắn lí thuyết với thực tiễn đời sống. Nội dung các bài thi và kiểm tra ở nhiều trường chủ yếu tập trung vào nội dung kiến thức mà chưa có những câu hỏi mang tính vận dụng kiến thức vào thực tiễn, đây chính là một nguyên nhân khá rõ để giải thích cho thực trạng nêu trên. Với những kì thi cao nhất đối học sinh là thi tốt 4
nghiệp trung học phổ thông Quốc gia, nội dung các đề thi trong nhiều năm trước đây chủ yếu cũng là nội dung kiến thức giáo khoa và vận dụng kiến thức để giải các bài tập định lượng. Những năm gần đây, nội dung đề thi đã có những thay đổi tích cực, tuy nhiên “tính thực tiễn” vẫn chưa thể hiện rõ nét trong nội dung mỗi đề thi. Thứ tư, một bộ phận học sinh ý thức học tập chưa được tốt, thụ động trong học tập, lười suy nghĩ, lười ghi chép, tái hiện một cách máy móc rập khuôn những gì giáo viên giảng;…Từ đó, học sinh không rèn được ý thức và thói quen vận dụng những điều đã học vào cuộc sống hàng ngày. Để góp phần khắc phục dần thực trạng trên tôi xin cung cấp các bài tập Vật lí gắn liền với các hiện tượng thực tiễn trong cuộc sống chương Nhiệt học - Vật lí 10 THPT và hai tiến trình dạy học" nhằm đáp ứng một phần nhỏ tư liệu phục vụ quá trình giảng dạy của giáo viên khi giảng dạy phần Nhiệt học. Để hệ thống bài tập sử dụng một cách hiệu quả yêu cầu giáo viên nghiên cứu để vận dụng một cách linh hoạt phù hợp để phát huy tốt nhất các bài tập mà bản thân đưa ra. Giáo viên có thể dùng nó để làm bài tập đặt vấn đề, làm bài tập củng cố, giải thích, bài tập gợi mở kiến thức, bài tập cũng cố v.v. 3. Quy trình xây dựng hệ thống bài tập thực tiễn phần nhiệt học 3.1. Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập Việc xây dựng hệ thống BT dựa trên các tiêu chí sau: - Mục đích của các BT phải phù hợp với chuẩn kiến thức, kĩ năng ở chương “Chất khí”. - Các dữ kiện trong đề bài phải rõ ràng, phù hợp với thực tiễn đời sống. - Các BT phải đảm bảo phát huy sự hứng thú, tích cực tìm tòi và vận dụng phối hợp nhiều kiến thức để giải quyết vấn đề đặt ra trong bài, từ đó phát huy năng lực sáng tạo cho HS. - Hệ thống BT phải có tính khả thi, sử dụng được ở mọi giai đoạn trong quá trình dạy học. 3.2. Quy trình xây dựng hệ thống bài tập Bước 1: Xác định mục đích của hệ thống BT cần xây dựng Mục đích của việc xây dựng hệ thống BT thực tiễn chương “Chất khí” (Vật lí 10 THPT) nhằm phát huy tính tích cực, năng lực sáng tạo của HS trong quá trình học tập chương “Chất khí”. Bước 2: Xác định nội dung hệ thống BT nhằm thỏa mãn mục đích đề ra Để xây dựng hệ thống BT phù hợp với mục tiêu đề ra, cần phải trả lời các câu hỏi sau: - Tình huống thực tiễn nào được đặt ra trong BT? - Các câu hỏi đặt ra trong bài tập được sử dụng như thế nào ở những giai đoạn trong quá trình dạy học? 5
- Mối quan hệ giữa kiến thức mới cần được khám phá và kiến thức cũ hoặc mối quan hệ giữa kiến thức đã học và tình huống thực tiễn là gì? - BT có phù hợp với mục tiêu phát triển năng lực của HS không? - Những phương tiện nào cần có để hỗ trợ trong quá trình dạy học hệ thống BT? Bước 3: Xác định quy trình sử dụng các loại BT trong hệ thống Cần xác định rõ BT được sử dụng ở giai đoạn nào trong các giai đoạn dưới đây của quá trình dạy học: - Mở đầu bài học - Khảo sát, xây dựng kiến thức mới - Củng cố, vận dụng Bước 4: Thu thập thông tin để xây dựng hệ thống BT Tham khảo SGK, sách BT, sách tham khảo, đề cương ở một số trường THPT hiện nay nhằm xác định những dạng BT đang được giảng dạy hiện tại ở các trường THPT. Thu thập thông tin về những ứng dụng thực tiễn có liên quan trong thực tiễn đời sống để bổ sung vào đề bài nhằm giúp cho HS hứng thú hơn, từ đó tích cực hơn, góp phần phát triển năng lực sáng tạo cho HS. Tham khảo các giáo trình về phương pháp dạy học bộ môn Vật lí để xây dựng giáo án sử dụng hệ thống BT một cách hiệu quả. Bước 5: Tiến hành xây dựng hệ thống BT: Soạn thảo BT: - Bổ sung các dạng BT còn thiếu hoặc những nội dung chưa có trong SGK, sách BT. - Dựa trên những dạng BT, các BT hiện có, tiến hành chỉnh sửa và đưa các yếu tố thực tiễn vào nhằm giúp cho đề bài gần gũi hơn với thực tiễn đời sống sao cho phù hợp với năng lực của HS hơn, giúp HS hứng thú hơn, tích cực hơn trong quá trình học tập, tạo tiền đề cho sự phát triển năng lực sáng tạo của HS. - Tăng cường các BT sáng tạo (giải thích hiện tượng, thiết kế thí nghiệm kiểm chứng) nhằm phát huy khả năng tích cực tìm tòi, sáng tạo của HS trong quá trình học tập. - Xây dựng đáp án, quy trình, giáo án sử dụng hệ thống BT một cách hợp lí. - Sắp xếp, phân loại BT theo trình tự hợp lí đã đề ra. Bước 6: Tham khảo, trao đổi thông tin với đồng nghiệp Sau khi xây dựng xong hệ thống BT, tiến hành trao đổi với đồng nghiệp đang trực tiếp giảng dạy ở các trường THPT để rút kinh nghiệm về tính khả thi, cách sử dụng, tính chính xác, tính khoa học trước khi thực nghiệm. Bước 7: Thực nghiệm, chỉnh sửa, bổ sung 6
Mục đích của việc thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng lại giả thuyết nghiên cứu đặt ra, từ đó chỉnh sửa, bổ sung hệ thống BT cho phù hợp với thực tiễn dạy học ở các trường THPT. 3.3. Hệ thống bài tập thực tiễn chương Chất khí 3.3.1. Cấu tạo chất - thuyết động học phân tử chất khí. Bài tập 1. (Áp dụng giải thích đặc điểm về khoảng cách giữa các phân tử Vật chất, có thể sử dụng làm bài tập tình huống dẫn vào bài mới hoặc bài tập củng cố cuối bài học, tiết luyện tập, tiết ôn tập chương) Lấy 1 cốc đựng đầy nước, nếu đổ từ từ thêm một thìa nước vào trong cốc thì nước sẽ tràn ra ngoài cốc. Còn bỏ từ từ thêm một thìa muối tinh vào trong cốc thì thấy nước không tràn ra ngoài cốc. Hãy giải thích hiện tượng? Giải thích tham khảo: Do khoảng cách giữa các phân tử nước lớn hơn khoảng cách giữa các phân tử muối (Chất rắn) cho nên khi thêm từ từ một thìa muối vào trong cốc nước đã đầy, các phân tử muối xen vào khoảng cách giữa các phân tử nước và không làm tăng thể tích chiếm chỗ nên nước không tràn ra ngoài cốc. Còn nếu đổ thêm thìa nước mới vào cốc, nước mới không xen được vào khoảng cách giữa các phân tử nước cũ nên sẽ làm tăng thể tích và nước sẽ tràn ra ngoài cốc. Bài tập 2. (Áp dụng giải thích đặc điểm về khoảng cách giữa các phân tử Vật chất, có thể sử dụng bài tập tình huống dẫn vào bài mới hoặc bài tập củng cố cuối bài học, tiết luyện tập, tiết ôn tập chương) Đổ 50cm3 rượu vào 50 cm3 nước ta thu được hỗn hợp rượu - nước có thể tích như thế nào? Hãy giải thích? Giải thích tham khảo: Thể tích hỗn hợp sẽ bé hơn 100cm3. Mặc dù cùng là chất lỏng nhưng khoảng cách giữa các phần tử rượu khác khoảng cách giữa các phân tử nước nên khi đỗ lẫn vào nhau các phân tử này nằm xen vào khoảng cách giữa các phân tử kia và làm cho thể tích hỗn hợp rượu - nước giảm. Bài tập 3. (Áp dụng giải thích đặc điểm về khoảng cách giữa các phân tử Vật chất, có thể sử dụng bài tập tình huống dẫn vào bài mới hoặc bài tập củng cố cuối bài học, tiết luyện tập, tiết ôn tập chương) Tại sao quả bóng bay, hay các các loại lốp xe dù được buộc chặt, vặn chặt van nhưng để lâu ngày bóng bay hay lốp xe vẫn bị xẹp? Giải thích tham khảo: Vì giữa các phân tử làm vỏ bóng hay lốp xe có khoảng cách nên các phân tử khí sẽ thoát ra ngoài, nhưng với tốc độ chậm nên quả bóng hay lốp xe sẽ xẹp xuống từ từ nên để an toàn khi tham gia giao thông ta nên kiểm tra lốp xe trước khi khởi hành. 7
Bài tập 4. (Áp dụng giải thích đặc điểm về khoảng cách giữa các phân tử Vật chất, có thể sử dụng bài tập tình huống dẫn vào bài mới hoặc bài tập củng cố cuối bài học, tiết luyện tập hoặc tiết ôn tập chương). Tại sao khi muối dưa, muối cà muối có thể thấm vào lá dưa, cọng dưa và quả cà? Giải thích tham khảo: Giữa các phân tử tạo nên lá dưa, cọng dưa và quả cà có khoảng cách nên các phân tử muối có thể khuếch tán vào dưa và cà. Bài tập 5. (Áp dụng để dạy phần lực tương tác phân tử, có thể sử dụng bài tập tình huống dẫn vào bài mới, vào mục lực tương tác phân tử, bài tập củng cố cuối bài học, tiết luyện tập, tiết ôn tập chương) Vì sao tách hai tấm ván gỗ úp lên nhau dễ hơn nhiều so với việc tách hai tấm kính chồng lên nhau mặc dầu chúng có bề mặt tiếp xúc và cùng khối lượng? Giải thích tham khảo: Tấm kính có bề mặt rất nhẵn nên khi đặt hai tấm kính úp lên nhau khoảng cách giữa các phân tử của hai tấm kính nhẵn rất gần nhau nên các phân tử trên hai tấm kính trên hai bề mặt tiếp xúc hút nhau còn hai tấm gỗ do bề mặt của chúng không đủ nhẵn để khoảng cách giữa các phân tử của hai tấm gỗ phát huy lực hút phân tử nên khi tách hai tấm kính khó hơn khi tách hai tấm gỗ chồng lên nhau mặc dầu chúng có cùng bề mặt tiếp xúc và cùng khối lượng. Bài tập 6. (Áp dụng cho tính chất chuyển động hỗn đỗn của các phân tử khí; có thể sử dụng bài tập tình huống, dẫn vào nội dung thuyết động học phân tử của chất khí hoặc bài tập củng cố cuối bài học, tiết luyện tập, tiết ôn tập chương). Nước trong ao, hồ, sông, biển có chứa không khí không? Tại sao không khí nhẹ hơn nước nhiều mà không bay hết lên trên mà trộn lẫn vào trong nước? Giải thích tham khảo: Nước trong ao, hồ, sông, biển có chứa không khí vì tính chất của chất khí là chuyển động hỗn độn không ngừng về mọi phía nên sẽ có một số phân tử khí chui vào trong nước nên trong nước sẽ chứa không khí. Bài tập 7. (Áp dụng để dạy các phân tử luôn chuyển động không ngừng; có thể sử dụng bài tập tình huống, dẫn vào nội dung thuyết động học phân tử của chất khí hoặc bài tập củng cố cuối bài học, tiết luyện tập, tiết ôn tập chương). Tại sao mùi thơm của nước hoa thoảng bay trong không khí dần tan và biến mất. Giải thích tham khảo: Các phân tử nước hoa luôn chuyển động không ngừng. Trong quá trình chuyển động, phân tử của các chất tự hòa lẫn vào nhau gây ra hiện tượng khuếch tán. Nước hoa thoảng bay và biến mất là kết quả của sự khuếch tán. 8
Bài tập 8. (Áp dụng giải thích tốc độ chuyển động của các phân tử phụ thuộc vào nhiệt độ, có thể sử dụng bài tập tình huống, dẫn vào nội dung thuyết động học phân tử của chất khí hoặc bài tập củng cố cuối bài học, tiết luyện tập, tiết ôn tập chương). Khi làm nước có chanh, đường, đá lạnh người ta thường tiến hành vắt chanh vào nước sau đó bỏ đường vào khuấy đều cho đến lúc đường tan hết sau đó mới bỏ đá lạnh vào. Vì sao người ta không bỏ đá lạnh vào trước rồi cho đường vào sau để khuấy? Giải thích tham khảo: Vì khi nhiệt độ càng cao thì các phân tử chuyển động càng nhanh nên đường dễ hòa tan vào nước hơn. Nếu bỏ đá lạnh vào trước; nhiệt độ của nước hạ thấp làm quá trình hòa tan của đường vào nước diễn ra chậm hơn. 3.3.2. Quá trình đẳng nhiệt. Định luật bôi - lơ – ma-ri-ốt. Bài tập 1. (Có thể sử dụng làm bài tập tình huống để vào bài mới hoặc bài tập vận dụng định luật Bôi lơ – Mariốt hoặc bài tập cũng cố, bài tập luyện tập, bài tập ôn tập cuối chương). Tại sao khi dùng phểu rót rượu vào chai lúc đầu thấy dễ rót nhưng càng về sau càng khó khăn nếu như không nâng phểu lên? Giải thích tham khảo: Khi rót rượu vào chai cuống phểu luôn ép sát vào cổ chai, khi rượu đổ liên tục vào chai vô tình trở thành cái nút nhốt chặt không khí trong chai, không khí dần bị rượu chiếm chỗ mà không thoát ra ngoài được nên thể tích không khí trong chai giảm theo định luật Bôi lơ – Mariốt khi thể tích giảm làm áp suất tăng lên và lớn hơn áp suất khí quyển bên ngoài chai do đó rượu chảy vào chai khó hơn trước. Để khắc phục hiện tượng đó người ta cầm phểu lên tạo khe hở để không khí trong chai thoát ra ngoài làm áp suất khí trong chai hạ xuống nên rượu chảy vào chai dễ hơn. Bài tập 2 . (Có thể sử dụng làm bài tập tình huống để vào bài mới hoặc bài tập vận dụng định luật Bôi lơ – Mariốt hoặc bài tập cũng cố, bài tập luyện tập, bài tập cuối chương) Tại sao khi bịt kín vòi bơm ta dùng tay đẩy từ từ pít tông xuống thì càng đẩy càng thấy nặng. Hãy giải thích? Giải thích tham khảo: Khi ta đẩy pít tông xuống từ từ làm thể tích khí trong thân bơm giảm nên theo định luật Bôi lơ –Mariốt áp suất khí trong bơm tăng dần, áp suất của khí trong bơm càng tăng thì áp lực của nó tác dụng lên pít tông càng lớn do đó muốn đẩy pít tông xuống ta cần phải đẩy lực lớn dần để thắng áp lực do khí trong bơm tác dụng lên pit tông của bơm (Hay ta có cảm giác khi đẩy pít tông xuống ta thấy càng nặng). 9
Bài tập 3. (Có thể sử dụng làm bài tập tình huống để vào bài mới hoặc bài tập vận dụng định luật Bôi lơ – Mariốt hoặc bài tập cũng cố, bài tập luyện tập, bài tập cuối chương). Khi dùng tay bóp quả bóng bay, càng lúc ta cảm thấy càng khó bóp và tay có cảm giác như bị quả bóng đẩy ra, nếu tiếp tục bóp quả bóng sẽ bị nổ. Tại sao? Giải thích tham khảo: Khi dùng tay bóp quả bóng thì làm thể tích của nó giảm dần, theo định luật Bôilơ - Mariốt khi thể tích quả bóng giảm thì áp suất khối khí trong quả bóng tăng, khi áp suất khối khí tăng thì lực do khối khí tác dụng lên quả bóng tăng dẫn đến tay ta càng bóp càng thấy nặng. Nếu tiếp tục bóp đến một lúc nào đó áp suất khối khí trong quá bóng quá lớn sẽ làm nổ quả bóng. Bài tập 4. (Có thể sử dụng làm bài tập tình huống để vào bài mới hoặc bài tập vận dụng định luật Bôi lơ – Mariốt hoặc bài tập cũng cố, bài tập luyện tập, bài tập cuối chương). Cho một bong bóng có chứa một lượng khí được buộc chặt vào trong bình kín. Sau đó dùng một xi-lanh để hút (hoặc nạp khí) vào bình kín thì quả bóng to lên (hoặc nhỏ lại). Tại sao? Giải thích tham khảo: Khi chưa hút hoặc bơm khí vào bình kín thì áp suất khí trong bình và trong bong bóng bằng nhau. Khi dùng xi lanh hút không khí bên trong bình kín ra thì áp suất trong bình kín sẽ giảm, làm chênh lệch với áp suất bên trong bong bóng để áp suất ngoài bóng và trong bong bóng cân bằng nhau thì thể tích bong bóng phải tăng lên và ngược lại. Bài tập 5. Cho một quả bóng nhỏ vào trong một ống xi lanh. Dùng tay bịt kín đầu dưới của xi lanh và di chuyển piston thật chậm. Em hãy mô tả sự thay đổi hình dạng của quả bóng khi di chuyển piston xuống dưới và khi di chuyển piston lên trên. Giải thích nguyên nhân sự thay đổi hình dạng quả bóng. Loại BT: BT thực tiễn sáng tạo Hình thức sử dụng tham khảo: BT này có thể sử dụng được trong giai đoạn tạo tình huống mở đầu bài học nhằm giúp HS đặt giả thuyết về sự liên quan giữa áp suất và thể tích của một khối khí xác định khi nhiệt độ không đổi hoặc ta cũng có thể sử dụng BT này trong giai đoạn vận dụng, củng cố trong quá trình dạy học. Đáp án tham khảo: Mô tả hiện tượng: Khi ta di chuyển piston xuống dưới, quả bóng sẽ nhỏ lại, khi ta di chuyển piston lên trên thì quả bóng sẽ to ra. Giải thích hiện tượng: Khi ta di chuyển piston thật chậm, nhiệt độ khối khí bên trong xi lanh sẽ thay đổi không đáng kể nên ta có thể xem quá trình biến đổi trạng thái bên trong ống xi lanh là quá trình đẳng nhiệt. Theo định luật Bôi lơ – Mariốt, khi đẩy piston xuống dưới, thể tích khí trong xi lanh giảm dẫn đến áp suất khí tác dụng lên quả bóng tăng lên. Để cân bằng với áp suất bên ngoài quả bóng, áp suất 10
khí bên trong quả bóng cũng sẽ tăng lên, do đó thể tích bóng sẽ giảm. Tương tự như vậy, nếu ta kéo piston lên trên, thể tích khí trong xi lanh tăng dẫn đến áp suất khí tác dụng lên quả bóng sẽ giảm. Để cân bằng với áp suất bên ngoài quả bóng, áp suất khí bên trong quả bóng sẽ giảm lại, do đó thể tích bóng sẽ tăng lên. Bài tập 6. Bong bóng cá là một bộ phận quan trọng của các loài cá, nó có hình dạng như một túi khí có chức năng tương đương với phổi, giúp cá giữ thăng bằng trong nước và là buồng cộng hưởng nhằm tiếp nhận hay tạo ra âm thanh. Trong nghề đánh cá, tại sao ngư dân không thể kéo lưới từ dưới đáy biển lên thuyền một cách đột ngột? Loại BT: BT thực tiễn sáng tạo. Hình thức sử dụng BT: BT này được sử dụng trong giai đoạn mở đầu bài học hoặc sử dụng vào giai đoạn vận dụng, củng cố sau khi học xong bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi lơ – Mariốt Bôi lơ – Mariốt”. Đáp án tham khảo: Khi kéo cá di chuyển từ dưới nước lên, áp suất chất lỏng tác dụng lên cá sẽ giảm. Để cân bằng áp suất bên ngoài, áp suất khí trong bong bóng cá sẽ giảm. Giả sử thân nhiệt của cá không đổi thì quá trình biến đổi trạng thái khí trong bong bóng cá là quá trình đẳng nhiệt, do đó thể tích khí trong bong bóng cá sẽ tăng lên. Nếu ngư dân kéo lưới lên đột ngột làm thể tích khí trong bong bóng cá sẽ tăng đột ngột dễ làm vỡ bong bóng cá, khiến cá chết. Bài tập 7. (Có thể được sử dụng trong giai đoạn củng cố, vận dụng sau khi học xong bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôilơ - Mariốt” hoặc có thể dùng trong giai đoạn ôn tập cuối chương. Bài tập này có tác dụng giúp cho học sinh rèn luyện kĩ năng áp dụng định luật Bôilơ - Mariôt). Trong giờ học Vật lí tại trường THPT Phan Bội Châu, một nhóm HS thực hiện thí nghiệm khảo sát định luật Bôilơ - Mariốt bằng bộ thí nghiệm như Hình 2.3 và thu được số liệu như Bảng 2.1 dưới đây: Hình 2.3. Bộ thí nghiệm khảo sát định luật Bôilơ - Mariốt Bảng 2.1. Bảng số liệu bài 1 – Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôilơ- Mariốt 11
Trạng thái Thể tích V (ml) Áp suất p (atm) (1) 1,00 (2) 57,5 1,20 (3) 52,5 (4) 1,50 Em hãy trình bày phương án để tìm lại các số liệu còn thiếu trong bảng số liệu đã cho biết rằng quá trình thí nghiệm, nhiệt độ khí trong xi lanh thay đổi không đáng kể. Đáp án tham khảo: Áp dụng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, ta có: Bài tập 8. Dưới đây là sơ đồ hô hấp của một người: a) Em hãy giải thích sự biến đổi áp suất trong phổi của người khi hít vào, thở ra. b) Vì sao người thợ lặn có thể gặp nguy hiểm khi nín thở lặn sâu dưới nước? c) Vì sao khi người thợ lặn bơi lên, thể tích khí trong phổi sẽ tăng lên? Hiện tượng này có ảnh hưởng như thế nào đến người thợ lặn nếu bơi lên mặt nước một cách đột ngột? Em hãy đề xuất phương án hạn chế ảnh hưởng đó. d) Một người thở ra thì áp suất khí trong phổi là 107,7 kPa và dung tích phổi khi đó là 2,2 lít. Khi người đó hít vào, áp suất khí trong phổi là 101,01 kPa. Dung tích phổi khi người đó hít vào là bao nhiêu nếu cho rằng thân nhiệt của người và lượng khí hít vào, thở ra mỗi lần thay đổi không đáng kể trong quá trình hô hấp 12
Câu a), b), c) BT thực tiễn sáng tạo. Câu d) BT thực tiễn vận dụng. Hình thức sử dụng BT: BT này có thể được sử dụng bằng hai cách: Cách 1: Sử dụng toàn bộ câu hỏi vào giai đoạn củng cố, vận dụng sau khi học xong bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôilơ - Mariôt” hoặc dùng vào tiết ôn tập chương “Chất khí”. Cách 2: Câu a), b), c): Sử dụng để đặt vấn đề mở đầu bài học, tạo tình huống có vấn đề ở đầu bài học và giai đoạn củng cố, vận dụng sau khi học xong bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôilơ - Mariôt ”. Câu d): Sử dụng vào giai đoạn củng cố vận dụng sau khi học xong bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôilơ - Mariôt” hoặc dùng vào tiết ôn tập chương “Chất khí”. Đáp án tham khảo: a) Khi hít vào, cơ hoành (diaphragm) hạ thấp xuống làm thể tích lồng ngực (rib cage) hay phổi tăng lên. Trong quá trình hít vào, giả sử thân nhiệt thay đổi không đáng kể, theo định luật Bôilơ - Mariôt, áp suất khí trong lồng ngực hay phổi sẽ hạ thấp hơn áp suất khí quyển bên ngoài môi trường, sự chênh lệch về áp suất sẽ làm cho không khí tiếp tục di chuyển thêm từ môi trường vào bên trong phổi. Khi thở ra, cơ hoành (diaphragm) nâng lên làm cho thể tích lồng ngực hay phổi giảm xuống nên áp suất trong phổi sẽ tăng lên so với áp suất khí quyển bên ngoài. Sự chênh lệch áp suất bên trong phổi và bên ngoài môi trường khiến cho không khí được đẩy từ phổi ra ngoài môi trường. b) Khi người thợ lặn nín thở lặn càng sâu dưới nước, áp suất chất lỏng tác dụng lên cơ thể người càng lớn. Để cân bằng với áp suất bên ngoài, áp suất khí bên trong phổi phải tăng lên. Khi đó, thể tích khí trong phổi phải giảm xuống gây nguy hiểm cho người thợ lặn. c) Khi người thợ lặn bơi lên mặt nước, áp suất chất lỏng tác dụng lên cơ thể người giảm dần. Để cân bằng với áp suất bên ngoài, áp suất khí bên trong phổi sẽ giảm. Khi đó, thể tích khí trong phổi sẽ tăng. Nếu người thợ lặn bơi lên quá nhanh, sự chênh lệch áp suất diễn ra trong khoảng thời gian ngắn, khi đó khí trong phổi sẽ giãn nở quá nhanh gây nguy hiểm cho người thợ lặn. Cách khắc phục khi lặn sâu dưới nước người thợ lặn phải tính toán để đảm bảo an toàn cho bản thân thì khi bới lên mặt nước, người thợ lặn phải bơi với tốc độ vừa phải để khí trong phổi giãn nở không quá nhanh gây nguy hiểm cho bản thân. d) Tóm tắt quá trình biến đổi trạng thái khí Hít vào Thở ra P1 =101,01kPa p2 = 107,7kPa 13
V1=? V2=2,2l Áp dụng đinh luật Bôi lơ – Mariốt: p1V1 = p2V2 Vậy dung tích của phổi khi người hít vào là 2,34 lít. Bài tập 9. Thí nghiệm khảo sát quá trình đẳng nhiệt, định luật Bôi lơ – Mariốt: 9.1. Mức độ dễ: Em hãy xem đoạn phim ngắn sau: https://www.youtube.com/watch?v=1YnFVAcpnwA&t=38s Em hãy trả lời các câu hỏi sau: - Mô hình thí nghiệm trong đoạn phim bao gồm những dụng cụ nào và được bố trí như thế nào? - Em hãy mô tả quá trình thí nghiệm trong đoạn phim. - Dựa vào bảng số liệu trong đoạn phim trên, em có nhận xét gì về tích p.V và hình dạng đồ thị thu được từ bảng số liệu trong đoạn phim. 9.2. Mức độ vừa: Một HS khi bơm lốp xe đạp bằng một xi lanh có piston ở trên, khi bạn ấn từ từ piston xuống thì cảm thấy càng khó ấn hơn. Bạn HS cho rằng: “Xét một khối khí xác định, nếu như nhiệt độ khối khí không đổi thì khi thể tích khí càng nhỏ, áp suất khí càng lớn”. Bằng các dụng cụ: áp kế, ống xi lanh có vạch chia độ có piston ở trên, em hãy đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm chứng ý kiến trên. 9.3. Mức độ khó: Một HS khi bơm lốp xe đạp bằng một xi lanh có piston ở trên, khi bạn ấn từ từ piston xuống thì cảm thấy càng khó ấn hơn. Bạn HS cho rằng: “Xét một khối khí xác định, nếu như nhiệt độ khối khí không đổi thì khi thể tích khí càng nhỏ, áp suất khí càng lớn”. Em hãy đề xuất một phương án thí nghiệm để kiểm chứng ý kiến trên. Loại BT: BT thực tiễn sáng tạo thiết kế. Hình thức sử dụng tham khảo: BT này được sử dụng trong giai đoạn khảo sát, xây dựng định luật Bôi lơ – Mariốt khi dạy học bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi lơ – Mariốt”. Tùy vào trình độ HS, GV có thể sử dụng BT này ở các mức độ khác nhau: dễ, vừa và khó. Đáp án tham khảo: 9.1. Mức độ dễ: Để đo thể tích khí, ta cần một ống xi lanh có vạch chia độ chứa khí bên trong, một piston có thể di chuyển để thay đổi thể tích khí trong xi lanh. Để đo áp suất, ta cần một áp kế. Ta nối một đầu của xi lanh với áp kế. Đầu còn lại của xi lanh có gắn piston. 14
Ta cần phải giữ cho nhiệt độ khí bên trong xi lanh không đổi. Ta cần đo thể tích khí và áp suất tương ứng để tìm sự phụ thuộc của áp suất và thể tích khi nhiệt độ khí không đổi Để giữ cho nhiệt độ xem như không đổi, ta cần phải di chuyển piston thật chậm. Ta di chuyển piston đến một giá trị thể tích trên vạch chia độ, ghi nhận giá trị thể tích trên vạch chia độ và số chỉ áp suất tương ứng trên áp kế, tiếp tục di chuyển piston và ghi nhận giá trị thể tích và áp suất tương ứng. Sau đó, dựa vào bảng số liệu, nhận xét mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của khối khí xác định khi nhiệt độ không đổi. Dựa vào bảng số liệu, ta thấy áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa áp suất và thể tích khí là đường hyperbol. 9.2. Mức độ vừa: 1. Các dụng cụ cần được bố trí như thế nào? Ta nối một đầu của xi lanh với áp kế. Đầu còn lại của xi lanh có gắn piston. Các dụng cụ đượcbố trí như hình II.3 2. Ta cần đo những đại lượng gì? Ta cần phải giữ cho nhiệt độ khí bên trong xi lanh không đổi. Ta cần đo thể tích khí và áp suất tương ứng để tìm sự phụ thuộc của áp suất và thể tích khi nhiệt độ khí không đổi. 3. Các bước tiến hành thí nghiệm? Để giữ cho nhiệt độ xem như không đổi, ta cần phải di chuyển piston thật chậm. Ta di chuyển piston đến một giá trị thể tích trên vạch chia độ, ghi nhận giá trị thể tích trên vạch chia độ và số chỉ áp suất tương ứng trên áp kế, tiếp tục di chuyển piston và ghi nhận giá trị thể tích và áp suất tương ứng. Sau đó, dựa vào bảng số liệu, nhận xét mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của khối khí xác định khi nhiệt độ không đổi. 9.3. Mức độ khó: Để làm được BT này, HS cần phải trả lời đượccác câu hỏi sau: 1. Ta cần những dụng cụ nào? Để đo thể tích khí, ta cần một ống xi lanh có vạch chia độ chứa khí bên trong, một piston có thể di chuyển để thay đổi thể tích khí trong xi lanh. Để đo áp suất, ta cần một áp kế. 2. Các dụng cụ cần được bố trí như thế nào? Ta nối một đầu của xi lanh với áp kế. Đầu còn lại của xi lanh có gắn piston. Các dụng cụ được bố trí như Hình II.3. 3. Ta cần đo những đại lượng gì? 15
Ta cần phải giữ cho nhiệt độ khí bên trong xi lanh không đổi. Ta cần đo thể tích khí và áp suất tương ứng để tìm sự phụ thuộc của áp suất và thể tích khi nhiệt độ khí không đổi. 4. Các bước tiến hành thí nghiệm? Để giữ cho nhiệt độ xem như không đổi, ta cần phải di chuyển piston thật chậm. Ta di chuyển piston đến một giá trị thể tích trên vạch chia độ, ghi nhận giá trị thể tích trên vạch chia độ và số chỉ áp suất tương ứng trên áp kế, tiếp tục di chuyển piston và ghi nhận giá trị thể tích và áp suất tương ứng. Sau đó, dựa vào bảng số liệu, nhận xét mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của khối khí xác định khi nhiệt độ không đổi. Nhận xét BT: Đây là một BT có tác dụng nhằm phát triển năng lực sáng tạo của HS thông qua việc suy nghĩ phương án kiểm chứng. Khi có nhiều thời gian, GV có thể tạo một phong trào thi đua giữa các nhóm, thiết kế phương án thí nghiệm và tiến hành đo đạc kiểm chứng số liệu, điều đó sẽ giúp HS không chỉ phát triển năng lực sáng tạo mà còn phát triển những năng lực khác như năng lực hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực thực nghiệm,… Bên cạnh đó, những thiết bị thí nghiệm do HS tự tạo khi so sánh với những thí nghiệm sẵn có trong SGK có thể có những ưu điểm, nhược điểm được thể hiện như Bảng 2.2. Bảng 2.2. Ưu điểm và nhược điểm của những thiết bị thí nghiệm tự tạo Ưu điểm Nhược điểm Dụng cụ thí nghiệm đơn giản, dễ tìm, dễ Dễ mắc sai số dụng cụ, đặc biệt nếu lắp ráp và không gây ô nhiễm môi trường. không bịt chặt ống nối giữa xi-lanh GV và HS có thể thực hiện dễ dàng các và dụng cụ đo áp suất. Vì vậy, ta thí nghiệm liên quan đến các đẳng quá phải dùng băng keo dán kín. trình, với kết quả sai số nhỏ. Ta phải đợi thời gian cân bằng Các BT thiết kế thí nghiệm giúp HS phát nhiệt rồi mới đọc số liệu, khi đó thể triển năng tìm tòi khám phá, năng lực tích khí trong xi lanh đã có sự thay thực nghiệm, năng lực hợp tác, … đổi. GV có thể mang bộ thí nghiệm để biểu diễn tại các lớp khác nhau. HS có thể chuẩn bị thí nghiệm tại nhà, do đó có nhiều thời gian suy nghĩ để cải tiến thí nghiệm. 3.3.3. Quá trình đẳng tích. Định luật sác – lơ. Bài tập 1. (Có thể sử dụng làm bài tập tình huống vào bài mới hoặc bài tập vận dụng giải thích định luật) Tại sao lốp xe ô tô, xe máy hay bị nổ khi xe đang chạy trên đường, còn ít khi nổ nếu xe nằm trong gara? Giải thích tham khảo: 16
Vì khi xe chạy trên đường do ma sát với đường và thời tiết nóng làm nhiệt độ của khối khí trong lốp (săm) xe tăng lên, khi nhiệt độ khối khí trong lốp (săm) xe tăng nhưng thể tích của nó thay đổi không đáng kể có thể bỏ qua, theo định luật Sác- lơ ta có áp suất khí trong lốp (săm) cũng tăng lên, nếu áp suất tăng vượt quá giá trị cho phép thì có thể làm nổ lốp (săm). Còn khi để xe trong Gara nhiệt độ khối khí trong bánh xe ở trạng thái bình thường nên nó ít khi bị nổ. Bài tập 2. (Có thể sử dụng làm bài tập tình huống vào bài mới hoặc bài tập vận dụng giải thích định luật hoặc bài tập cũng cố) Một nút bần nút kín miệng chai, nếu ta bỏ chai trong nước nóng hoặc nước đá thì nút bần có thể bật ra hoặc lọt vào trong chai. Hãy giải thích? Giải thích tham khảo: Khi ta nút kín miệng chai trong chai chứa không khí, khi ta bỏ chai trong nước nóng hoặc nước đá thì nhiệt độ không khí trong chai sẽ tăng lên hoặc hạ xuống theo định luật Sác - Lơ thì áp suất không khí trong chai tăng lên hoặc hạ xuống và chênh lệch với áp suất khí quyển bên ngoài chai do đó áp suất trong chai hoặc áp suất khí quyển ngoài chai sẽ đẩy nút bần bật ra hoặc chui vào trong chai. Bài tập 3. (Có thể sử dụng làm bài tập tình huống vào bài mới hoặc bài tập vận dụng giải thích định luật) Tại sao khi bỏ bình ga mini trong lửa bình gia lại phát nổ? Giải thích tham khảo: Vỏ bình ga được làm từ kim loại khá cứng chắc truyền nhiệt tốt, nên khi bỏ bình ga vào trong lửa nóng thì thể tích của bình ga tăng lên không đáng kể có thể bỏ qua nên thể tích của khí ga được giữ nguyên nhưng nhiệt độ được truyền vào khí ga làm nhiệt độ của khí ga tăng lên. Theo định luật Sác Lơ khi nhiệt độ khí ga tăng thì áp suất của chúng cũng tăng, tăng đến một ngưỡng nào đó mà vỏ bình không chịu được thì nó sẽ phát nổ rất mạnh. Bài tập 4. (Có thể sử dụng làm bài tập tình huống vào bài mới hoặc bài tập vận dụng giải thích định luật) Tại sao khi chế tạo những bóng đèn điện sợi đốt (Bóng đèn tròn), người ta thường nạp đầy khí trơ ở nhiệt độ và áp suất thấp vào bóng? Giải thích tham khảo: Ta biết rằng khi bóng đèn sáng làm nhiệt độ khối khí tăng nhưng thể tích khí trong bóng không đổi do đó áp suất khối khí trong bóng đèn tăng theo. Để bóng đèn không bị nổ vở thì áp suất khí trong bóng đèn tăng nhưng không vượt quá giá trị cho phép nên khi chế tạo bóng đèn người ta phải bơm khí trơ có áp suất thấp và loại khí ít thay đổi khi nhiệt độ tăng. Bài tập 5. a) Trong bài học “Quá trình đẳng tích. Định luật Sac-lơ”, một HS làm thí nghiệm khảo sát định luật Sac-lơ. Do sơ suất, HS này đã làm một số giá trị trong 17
báo cáo thí nghiệm bị nhòe đi như hình. Bằng kiến thức đã học, em hãy tìm lại những giá trị bị nhòe trong bảng số liệu trên. b) Đun nóng lượng khí từ nhiệt t1 độ tăng thêm 150C thì áp suất tăng thêm 5% so với áp suất ban đầu p1. Tìm nhiệt độ t1 ban đầu của khối khí. Loại BT: BT thực tiễn vận dụng Hình thức sử dụng tham khảo: BT này có thể được sử dụng trong giai đoạn củng cố, vận dụng sau khi học xong bài “Quá trình đẳng tích. Định luật Sac-lơ” hoặc có thể dùng trong giai đoạn ôn tập cuối chương. BT này có tác dụng giúp cho HS rèn luyện kĩ năng áp dụng định luật Sac-lơ. Đáp án tham khảo: a) Áp dụng định luật Sac-lơ, ta có: b) Gọi là nhiệt độ ban đầu của khối khí, ta có: Bài tập 6. Trong công việc chế tạo bóng đèn sợi đốt, khi nạp khí trơ (ví dụ như khí Halogen) vào bóng đèn sợi đốt, người ta phải nạp khí dưới áp suất thấp. a) Em hãy giải thích tại sao khi chế tạo bóng đèn sợi đốt người ta nạp khí vào trong bóng đèn phải có áp suất thấp? b) Một bóng đèn khi cháy sáng, áp suất tối đa mà vỏ bóng chịu đựng được là 1at, nhiệt độ khí trơ bên trong bóng đèn khi đó là 2270C. Khi chưa sáng, nhiệt độ bên trong bóng đèn là 270C. Để bóng đèn không bị vở khi chế tạo bóng đèn người ta chỉ được bơm khí trơ vào bóng đèn này với áp suất tối đa bằng bao nhiêu? Loại BT: Câu a) BT thực tiễn sáng tạo. Hình thức sử dụng BT: Câu b) BT thực tiễn vận dụng. BT này có thể được sử dụng bằng hai cách: Cách 1: Sử dụng toàn bộ câu hỏi vào giai đoạn củng cố, vận dụng sau khi học xong bài “Quá trình đẳng tích. Định luật Sac-lơ” hoặc dùng vào tiết ôn tập chương “Chất khí”. 18