Giáo án Vật Lí 12 Bài 7 (Chân trời sáng tạo 2024): Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Nguyễn Lê Khánh Vy Ngày: 18-07-2024 Lớp 12

Mua tài liệu 53

Tailieumoi.vn xin giới thiệu đến các quý Thầy/Cô Giáo án Vật Lí lớp 12 Bài 7: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng sách Chân trời sáng tạo theo mẫu Giáo án chuẩn của Bộ GD&ĐT. Hi vọng tài liệu này sẽ giúp Giáo viên dễ dàng biên soạn giáo án Vật Lí 12. Chúng tôi rất mong sẽ được thầy/cô đón nhận và đóng góp những ý kiến quý báu của mình.

Chỉ từ 500k mua trọn bộ Giáo án Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo bản word trình bày đẹp mắt, thiết kế hiện đại (chỉ từ 30k cho 1 bài Giáo án lẻ bất kì):

B1: Gửi phí vào tài khoản 0711000255837 - NGUYEN THANH TUYEN - Ngân hàng Vietcombank (QR)

B2: Nhắn tin tới zalo Vietjack Official

Xem thử tài liệu tại đây: Link tài liệu

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

I. MỤC TIÊU

1. Năng lực chung

‒ Tự chủ, tự học, tự khám phá: Chủ động, tích cực thực hiện nhiệm vụ học tập, phát triển khả năng tư duy độc lập của HS.

‒ Giao tiếp và hợp tác: Làm việc nhóm, tích cực tham gia thảo luận nhóm, trao đổi và chia sẻ ý tưởng về nội dung học tập.

‒ Giải quyết vấn đề và sáng tạo: 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.

2. 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

‒ 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. ĐỒ DÙNG DẠY HỌC

– Vài cái bong bóng cao su (chưa thổi).

– Tranh ảnh hoặc video mô tả các quá trình bơm xe đạp, sự dãn nở của khí trong xilanh khi bị đốt nóng, nguyên tắc hoạt động của động cơ đốt trong.

– Phiếu học tập.

PHIẾU HỌC TẬP

Nhóm (HS): ………………

Thời gian: 15 phút

Câu hỏi	Nội dung	Trả lời/Bài giải	Nhận xét, chấm điểm
1	Một máy nén khí ở áp suất 1 atm, mỗi lần nén được 2 lít khí ở nhiệt độ 30 ^oC vào trong bình chứa có thể tích 500 lít. Biết ban đầu bình chứa không khí ở cùng điều kiện áp suất và nhiệt độ như bên ngoài. Sau 500 lần nén thì nhiệt độ khí trong bình là 44 ^oC. Áp suất khí trong bình khi đó bằng bao nhiêu?
2	Xác định thể tích của 32 g khí methane (CH₄) ở nhiệt độ 15 ^oC và áp suất 0,95 atm. Xem lượng khí này là khí lí tưởng và khối lượng mol của khí methane là 16 g/mol.

HƯỚNG DẪN ĐÁNH GIÁ PHIẾU HỌC TẬP

Câu hỏi	Trả lời/Bài giải	Biểu điểm
1	Áp dụng phương trình trạng thái: $\begin{matrix} \frac{p_{1} V_{1}}{T_{1}} = \frac{p_{2} V_{2}}{T_{2}} \\ \Rightarrow \frac{1. (2.500 + 500)}{30 + 273} = \frac{p_{2} .500}{44 + 273} \\ \Rightarrow p_{2} = 3, 14 atm \end{matrix}$	4,0
2	Áp dụng phương trình trạng thái: $p V = \frac{m}{M} R T \Rightarrow V = \frac{m}{M} \frac{R T}{p}$ Thể tích khí: $V = \frac{32}{16} \cdot \frac{0, 082. (15 + 273)}{0, 95} = 49, 72$ lít	4,0
Trình bày logic, khoa học, dễ hiểu.		2,0
Tổng điểm		10

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

A. KHỞI ĐỘNG BÀI HỌC

Hoạt động 1: Đặt vấn đề cho bài học

a) Mục tiêu: HS hứng thú vào bài học mới.

b) Nội dung: Quy luật nào chi phối sự thay đổi các thông số áp suất, nhiệt độ, thể tích của một khối khí xác định? Nếu khối lượng khí thay đổi thì các thông số áp suất, nhiệt độ, thể tích của nó tuân theo quy luật nào?

c) Sản phẩm: HS hứng thú tìm kiếm lời giải đáp cho vấn đề đặt ra.

d) Tổ chức thực hiện:

Hoạt động của GV	Hoạt động của HS
*Chuyển giao nhiệm vụ học tập:* – GV trình chiếu video mô tả quá trình bơm xe đạp hoặc hướng dẫn HS quan sát Hình 7.1 và nêu vấn đề: Sự thay đổi của các thông số như áp suất, nhiệt độ, thể tích của một khối khí tuân theo quy luật nào? – GV yêu cầu một HS biểu diễn thổi bong bóng và tiếp tục thổi cho đến khi quả bong bóng bị vỡ.	– HS quan sát video hoặc đọc phần Mở đầu trong SGK. – Một HS biểu diễn thổi bong bóng và những HS còn lại quan sát.
*Thực hiện nhiệm vụ:* GV có thể gợi ý thêm một số câu hỏi sau để HS suy nghĩ và thảo luận: + Trong quá trình bơm xe đạp, khối lượng khí trong lốp xe tăng dần. Các thông số như áp suất, nhiệt độ, thể tích khí biến đổi như thế nào? + Nếu ta ngừng bơm thì theo thời gian sử dụng xe đạp, các thông số áp suất, nhiệt độ, thể tích của khối khí trong lốp xe có mối liên hệ như thế nào với các thông số lúc mới bơm? + Trong quá trình thổi bong bóng, áp suất khí trong quả bong bóng thay đổi như thế nào? Khi nào thì quả bong bóng bị vỡ?	Các nhóm HS thực hiện nhiệm vụ.
*Báo cáo, thảo luận:* – GV mời đại diện một nhóm báo cáo, trình bày ý kiến. – GV nhận xét phần trình bày của HS.	Đại diện một nhóm HS trình bày kết quả thảo luận. Các nhóm khác nhận xét và bổ sung (nếu có).
*Kết luận:* – GV tổng hợp lại các ý kiến của HS. Đối với tình huống đã nêu, HS có thể nêu các ý kiến dự đoán, ước lượng, chứ chưa thể kết luận điều gì. – GV dẫn dắt HS rằng 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.

B. HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI

1. KHÍ LÍ TƯỞNG

Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm khí lí tưởng

a) Mục tiêu: HS nêu được khái niệm khí lí tưởng.

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: Khái niệm khí lí tưởng.

d) Tổ chức thực hiện:

Hoạt động của GV	Hoạt động của HS
*Chuyển giao nhiệm vụ học tập:* – GV mời hai HS nhắc lại nội dung định luật Boyle và định luật Charles. – GV giao nhiệm vụ cho các nhóm nghiên cứu Bảng 7.1 và trả lời các câu hỏi: + Các khí thực có tuân theo định luật Boyle không? + Trong những điều kiện nào thì định luật Boyle được nghiệm đúng? + Vì sao người ta phải xây dựng mô hình khí lí tưởng? + Khí lí tưởng là gì?	– Hai HS nhắc lại nội dung định luật Boyle và định luật Charles. – Các nhóm HS tiếp nhận nhiệm vụ.
*Thực hiện nhiệm vụ:* GV có thể gợi ý thêm để HS trả lời các câu hỏi sau: + Theo thuyết động học phân tử chất khí thì khí lí tưởng phải có những đặc điểm gì để nó tuân theo đúng định luật Boyle và định luật Charles? + Nội năng của khí lí tưởng phụ thuộc vào yếu tố nào?	Các nhóm HS thực hiện nhiệm vụ.
*Báo cáo, thảo luận:* – GV mời đại diện một nhóm trình bày kết quả thảo luận. – Kết quả thảo luận cần đạt: + 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. + Theo Bảng 7.1, định luật Boyle được nghiệm đúng khi áp suất chất khí trong khoảng 1 – 100 at và nhiệt độ bình thường. + Người ta xây dựng mô hình khí lí tưởng để đơn giản hoá việc nghiên cứu trạng thái của chất khí. + Khí lí tưởng là chất khí tuân theo đúng định luật Boyle và định luật Charles.	Đại diện một nhóm HS trình bày kết quả thảo luận. Các nhóm khác nhận xét và bổ sung (nếu có).
*Kết luận:* – GV tổng hợp lại các ý kiến của HS, dẫn dắt HS rút ra kết luận về nhu cầu phải xây dựng mô hình khí lí tưởng và nêu được khái niệm khí lí tưởng. – GV dẫn dắt HS làm rõ thêm: + Để tuân theo đúng định luật Boyle và định luật Charles, khí lí tưởng phải có các phân tử được coi là chất điểm và chúng chỉ tương tác với nhau khi va chạm. + Nội năng của khí lí tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.