KNTT - Bài 11. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

- 0 / 0
(Tài liệu chưa được thẩm định)
Nguồn:
Người gửi: Hoàng Trọng Kỳ Anh
Ngày gửi: 01h:26' 28-10-2026
Dung lượng: 197.8 KB
Số lượt tải: 0
Nguồn:
Người gửi: Hoàng Trọng Kỳ Anh
Ngày gửi: 01h:26' 28-10-2026
Dung lượng: 197.8 KB
Số lượt tải: 0
Số lượt thích:
0 người
Ngày soạn:…/…/…
Ngày dạy:…/…/…
BÀI 11: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
-
Rút ra được phương trình trạng thái của khí lí tưởng dựa trên định luật Boyle và
định luật Charles.
-
Rút ra được phương trình Clapeyron từ phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
-
Vận dụng được các phương trình trạng thái của khí lí tưởng để giải thích được một
số hiện tượng đơn giản có liên quan và giải được các bài tập có liên quan.
2. Năng lực
Năng lực chung:
-
Năng lực tự học: Tích cực làm việc cá nhân để hoàn thiện nhiệm vụ tính toán xác
định tỉ số pV/nT của n mol khí lí tưởng biến đổi trạng thái từ điều kiện tiêu chuẩn
ban đầu.
-
Năng lực giao tiếp hợp tác: Phối hợp nhóm để tìm ra phương trình trạng thái.
-
Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin liên quan
đến phương trình trạng thái của khí lí tưởng, đề xuất giải pháp giải quyết.
Năng lực vật lí:
-
Bằng kiến thức cũ về quá trình đẳng nhiệt và đẳng áp, HS thiết lập được mối liên
hệ p, V, T của một khối khí lí tưởng xác định.
-
Viết được phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
-
Viết được phương trình Claperon.
-
Tính toán để tìm được hằng số khí lí tưởng R = 8,31 J/mol.K.
-
Áp dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng giải được một số bài tập. – Vận
dụng được phương trình trạng thái của khí lí tưởng giải thích được một số hiện
1
tượng đơn giản, giải thích được nguyên lí hoạt động của một số thiết bị như bóng
thám không, túi khí trong xe ô tô,...
c. Năng lực số
- 1.1.NC1a; 1.2.NC1a: Khai thác mô phỏng PhET và video để thu thập, đối chiếu dữ liệu
về các trạng thái khí và ứng dụng thực tế.
- 1.3.NC1a; 3.1.NC1a; 5.3.NC1a: Tổ chức dữ liệu mô phỏng/bảng tính, tính pV/T, xác
định R và rút ra các phương trình trạng thái.
- 2.4.NC1a: Hợp tác trên Canva Whiteboard để xây dựng sơ đồ liên hệ p–V–T từ định
luật Boyle và Charles.
- 5.2.NC1b: Sử dụng Wayground cho phần luyện tập trắc nghiệm và tự sửa lỗi sau phản
hồi.
- Năng lực AI:
- 12.C3.2: Nêu được ví dụ về cách thức đánh giá hiệu quả của hệ thống AI tính toán theo
phương trình trạng thái.
- 12.A1.2: Phân tích được vai trò của con người và AI khi vận dụng phương trình
Clapeyron.
3. Phẩm chất
-
Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm trong học tập và thí nghiệm.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:
1. Đối với giáo viên:
-
SGK, SBT, SGV Vật lí 12, Kế hoạch bài dạy.
-
Hình vẽ và đồ thị trong SGK: Hình ảnh túi khí trong ô tô khi phồng lên, hình quá
trình chuyển trạng thái,…
-
Video: Nguyên lí hoạt động của túi khí trên xe ô tô:
https://www.youtube.com/watch?v=BqX-s7Brdf
-
Máy chiếu, máy tính (nếu có).
- Học liệu số: PhET – Gas Properties (Tính chất của chất khí):
https://phet.colorado.edu/sims/html/gas-properties/latest/gas-properties_all.html
- Công cụ số: phần mềm bảng tính sẵn có; Canva Whiteboard; Wayground.
2
2. Đối với học sinh:
-
SGK, SBT Vật lí 12.
-
Các dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.
- Học sinh sử dụng thiết bị theo nhóm; chỉ nhập dữ liệu của nhiệm vụ; ghi nguồn dưới
sản phẩm; không đăng công khai họ tên đầy đủ, hình ảnh, giọng nói hoặc dữ liệu cá nhân
khi chưa được đồng ý.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
a. Mục tiêu: Xác định được vấn đề của bài học này là nghiên cứu phương trình trạng
thái của khí lí tưởng.
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 mối liên hệ của các
thông số trạng thái của khí lí tưởng.
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 – tr44):
Các định luật Boyle và Charles chỉ xác định mối liên hệ giữa hai cặp thông số “áp suất
– thể tích” và “thể tích – nhiệt độ" của một khối lượng khí xác định. Vậy, làm thế nào để
xác định được mối liên hệ của cả ba thông số trạng thái của một khối lượng khí xác
định?
NLS – Hoạt động số: Theo nhóm, HS dùng Canva Whiteboard tạo sơ đồ 3 nút p–V–T;
nối p–V với Boyle, V–T với Charles và đặt dấu hỏi ở mối liên hệ ba đại lượng cần tìm.
Sản phẩm số: sơ đồ giả thuyết p–V–T của nhóm.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thảo luận và suy nghĩ câu trả lời.
3
NLS – HS thực hiện: Các thành viên cùng chỉnh sửa một sơ đồ, mỗi liên kết phải có tên
định luật hoặc điều kiện đi kèm.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời 2 – 3 HS trả lời câu hỏi.
NLS – Báo cáo: Một nhóm trình bày sơ đồ; nhóm khác bổ sung điều kiện còn thiếu.
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV nhận xét chung và dẫn dắt vào bài học mới: Để tìm hiểu rõ hơn phương trình trạng
thái của khí lí tưởng, chúng ta cùng tìm hiểu trong bài học ngày hôm nay – Bài 11:
Phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
NLS – Đánh giá: Sơ đồ đúng cặp đại lượng, đúng điều kiện và thể hiện được vấn đề cần
tìm. Mã NLS: 2.4.NC1a; 3.1.NC1a.
B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1. Tìm hiểu về phương trình trạng thái của một lượng khí xác định
a. Mục tiêu:
- Bằng kiến thức cũ về quá trình đẳng nhiệt và đẳng áp, HS thiết lập được mối liên hệ p,
V, T của một khối khí lí tưởng xác định.
- Phối hợp với các bạn trong nhóm hoàn thành phiếu học tập để tìm ra phương trình trạng
thái.
- Viết được phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
- 12.C3.2: Nêu được ví dụ về cách thức đánh giá hiệu quả của hệ thống AI tính toán theo
phương trình trạng thái.
b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về
phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để thiết lập được
mối quan hệ giữa p, V và T của khối khí lí tưởng.
d. Tổ chức thực hiện:
HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS
DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ I.
học tập
PHƯƠNG
NLS/NL AI
TRÌNH 1.1.NC1a –
TRẠNG THÁI CỦA KHÍ Khai thác dữ
4
- GV chiếu hình ảnh quá trình chuyển LÍ TƯỞNG
liệu số.
trạng thái (hình 11.1) cho HS quan 1. Phương trình trạng thái 1.2.NC1a –
sát.
của một lượng khí xác Đánh giá dữ liệu
định
số.
- Phương trình trạng thái 1.3.NC1a –
của một khối lượng khí lí Quản lí dữ liệu
tưởng xác định:
- GV yêu cầu HS thảo luận theo
nhóm đôi và trả lời nội dung Hoạt
động (SGK – tr44)
Hãy dựa vào các định luật Boyle,
Charles và Hình 11.1 về quá trình
chuyển trạng thái của một khối lượng
khí xác định để lập phương trình
dưới đây về mối liên hệ giữa ba thông
số trạng thái của một khối lượng khí
xác định:
p1 V 1 p2 V 2
pV
=
=¿
=hằng số
T1
T2
T
pV
=hằng số
T
Độ lớn của hằng số trên phụ
thuộc vào lượng khí ta xét.
- Quá trình chuyển trạng
thái không phụ thuộc cách
chuyển trạng thái mà chỉ
phụ thuộc trạng thái đầu và
trạng thái cuối.
Sản phẩm số: bảng ba trạng
thái p – V – T – pV/T và kết
luận.
số.
3.1.NC1a – Tạo
nội dung số.
5.3.NC1a – Giải
quyết vấn đề
bằng công nghệ
số.
12.C3.2: Nêu
được ví dụ về
cách thức đánh
giá hiệu quả của
hệ thống AI.
Độ lớn của hằng số trên phụ thuộc
vào lượng khí ta xét.
- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về
phương trình trạng thái của khí lí
tưởng.
- GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời
nội dung Câu hỏi và Hoạt động
(SGK – tr45)
5
+ Câu hỏi (SGK – tr45):
1. Hãy lập phương trình
p1V 1 p2V 2
=
T1
T2
bằng một cách biến đổi trạng thái
khác cách trong Hình 11.1 để chứng
tỏ: "Quá trình chuyển trạng thái
không phụ thuộc cách chuyển trạng
thái mà chỉ phụ thuộc trạng thái đầu
và trạng thái cuối.".
2. Tại sao không gọi phương trình
(11.1) là phương trình trạng thái của
chất khí mà lại gọi là phương trình
trạng thái của khí lí tưởng?
+ Hoạt động (SGK – tr44):
1. Hãy biểu diễn bằng đồ thị trong hệ
toạ độ (p – V) các quá trình chuyển
trạng thái vẽ ở Hình 11.1.
2. Từ phương trình trạng thái của khí
lí tưởng suy ra hệ thức liên hệ giữa
áp suất và nhiệt độ tuyệt đối trong
quá trình đẳng tích.
- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về
nội dung phương trình trạng thái của
một lượng khí xác định.
- Để củng cố kiến thức vừa học, GV
yêu cầu HS trả lời nội dung Bài tập
ví dụ (SGK – tr45)
Một cái bơm chứa 100 cm³ không khí
ở nhiệt độ 27 °C và áp suất 10 5 Pa.
6
Tính áp suất của không khí trong
bơm khi nó bị nén xuống còn 20 cm³
và tăng nhiệt độ lên đến 39°C.
NLS – Hoạt động số (10 phút, theo
nhóm, 01 thiết bị/nhóm): HS truy cập
PhET – Tính chất của chất khí:
https://phet.colorado.edu/sims/html/g
as-properties/latest/gasproperties_all.html. Nhiệm vụ: tạo ít
nhất ba trạng thái của cùng một lượng
khí bằng cách thay đổi V và T; ghi p,
V, T, tính pV/T và so sánh các giá trị.
Sản phẩm số: bảng ba trạng thái p – V
– T – pV/T và kết luận.
- GV yêu cầu HS nêu cách đánh giá
một công cụ AI tính thông số trạng
thái: đối chiếu với kết quả tự tính,
kiểm tra đơn vị, thử với bộ dữ liệu đã
biết đáp án.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học
tập
- HS đọc thông tin SGK, làm việc
theo nhóm và trả lời câu hỏi.
NLS – HS thực hiện: HS giữ số phân
tử không đổi, chờ hệ ổn định, ghi đơn
vị nhất quán và đánh dấu sai số do
đọc.
- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS
7
(nếu cần thiết).
- HS nêu được ví dụ cụ thể về cách
đánh giá hiệu quả của công cụ AI tính
toán theo phương trình trạng thái.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động
và thảo luận
- GV mời đại diện HS báo cáo kết
quả thực hiện nhiệm vụ trước lớp.
NLS – Báo cáo: Nhóm trình bày
bảng, giải thích vì sao tỉ số gần không
đổi.
*Trả lời Hoạt động (SGK – tr44)
- Vì quá trình chuyển từ (1) sang (1')
là đẳng nhiệt nên: p1V1 = p2V1'.
- Vì quá trình chuyển từ (1') sang (2)
là đẳng áp nên:
- Suy ra:
V 1' V 2
= .
T1 T2
p1 V 1 p2 V 2
=
.
T1
T2
*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr45)
1. Chuyển từ (1) sang (1') bằng quá
trình đẳng áp và từ (1') sang (2) bằng
quá trình đẳng nhiệt.
2. Vì phương trình trạng thái của khí
lí tưởng được xây dựng trên các định
luật Boyle và Charles là các định luật
chỉ đúng với khí lí tưởng.
*Trả lời Hoạt động (SGK – tr45)
1. Các quá trình chuyển trạng thái vẽ
8
ở Hình 11.1 được biểu diễn bằng đồ
thị trong hệ tọa độ (p – V) như hình.
2.
p1 V 1 p2 V 2
=
. Vì quá trình đẳng tích
T1
T2
nên: V1 = V2. Suy ra:
p1 p2
=
và
T1 T2
p
=hằng số .
T
*Các bước giải Bài tập ví dụ (SGK –
tr45)
(HS tham khảo lời giải trong SGK).
- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực
hiện nhiệm vụ học tập
- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV
nhận xét, đánh giá quá trình HS thực
hiện nhiệm vụ.
NLS – Đánh giá: đúng điều kiện
lượng khí không đổi; tính đúng; kết
luận khớp phương trình.
- GV kết luận về nội dung Phương
trình trạng thái của một lượng khí
xác định.
9
- GV chuyển sang nội dung Phương
trình Clapeyron.
Hoạt động 2. Tìm hiểu phương trình Clapeyron
a. Mục tiêu:
- Tính toán xác định tỉ số pV/nT của n mol khí lí tưởng biến đổi trạng thái từ điều kiện
tiêu chuẩn ban đầu.
- Tính toán để tìm được hằng số khí lí tưởng R = 8,31 J/mol.K.
- Viết được phương trình Claperon.
- 12.A1.2: Phân tích được vai trò của con người và AI khi vận dụng phương trình
Clapeyron.
b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về
phương trình Clapeyron.
c. Sản phẩm:
- Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được phương trình
Clapeyron và hằng số khí lí tưởng R.
- Hoàn thành nội dung Phiếu học tập.
PHIẾU HỌC TẬP
Họ và tên:………………………………………………….
+) Xét n mol khí lí tưởng ở điều kiện tiêu chuẩn.
Ở điều kiện tiêu chuẩn, khí có:
Thể tích: V0 = n x……………………(lít) = ………………….(m3)
Áp suất: p0 =……………(Pa).
Nhiệt độ tuyệt đối: T0 = ……………(Κ).
+) Thực hiện quá trình biến đổi trạng thái của khối khí này từ trạng thái đầu sang trạng
thái mới có áp suất p, thể tích V, nhiệt độ T.
Quá trình biến đổi được tóm tắt bằng sơ đồ sau:
(trạng thái đầu) p0 = ……………V0 =…………. T0 = …………
Áp dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng, thu được:
10
pV
=................... .
T
Từ đây suy ra:
pV
=................... .
nT
trong dấu (..........) là đơn vị của đại lượng.
d. Tổ chức thực hiện:
HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS
DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ 2.
học tập
Phương
NLS/NL AI
trình 1.2.NC1a –
Clapeyron
Đánh giá kết
- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK, - Phương trình trạng thái quả số.
thảo luận theo nhóm đôi và hoàn của khí lí tưởng (phương 1.3.NC1a – Tổ
thành nội dung Phiếu học tập.
trình Clapeyron):
- GV lưu ý HS về sự giống và khác
nhau
của
hai
phương
pV = nRT
chức dữ liệu
bảng tính.
trình trong đó, R là hằng số khí lí 3.1.NC1a – Tạo
pV
=hằng số và pV = nRT, cách ứng tưởng (R = 8,31 J/mil.K); n bảng dữ liệu số.
T
dụng vào từng trường hợp cụ thể.
NLS – Hoạt động số: HS theo nhóm
là số mol khí:
n=
m(kg)
M ( kh/mol)
mở phần mềm bảng tính, nhập n, p0, Sản phẩm số: bảng tính
V0, T0 ở điều kiện tiêu chuẩn; thiết xác định R cho ít nhất 3 giá
lập công thức R = p0V0/(nT0) và tính trị n và kết luận pV = nRT.
với ít nhất 3 giá trị n khác nhau. Sản
phẩm số: bảng n–p0–V0–T0–R và kết
luận về hằng số R.
- GV kết luận về nội dung phương
trình Clapeyron.
- GV cho AI giải một bài dùng
5.3.NC1a –
Dùng công nghệ
số kiểm tra mô
hình.
12.A1.2: Phân
tích được vai trò
của con người
và AI trong các
bước chính của
quá trình ra
quyết định.
phương trình Clapeyron, yêu cầu HS
chỉ rõ bước nào AI hỗ trợ tốt và bước
11
đổi nhiệt độ sang Kelvin thì con
người phải tự kiểm tra.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học
tập
- HS đọc thông tin SGK, làm việc
theo nhóm và trả lời câu hỏi.
NLS – HS thực hiện: HS đổi lít sang
m³, dùng K cho nhiệt độ, kiểm tra
công thức ô và so sánh R thu được
với 8,31 J/(mol.K).
- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS
(nếu cần thiết).
- HS phân tích được vai trò của con
người và AI trong từng bước, đặc biệt
ở khâu đổi đơn vị nhiệt độ.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động
và thảo luận
- GV mời đại diện HS báo cáo kết
quả thực hiện nhiệm vụ trước lớp.
NLS – Báo cáo: Nhóm trình bày một
hàng dữ liệu và giải thích vì sao R
không phụ thuộc n.
*Trả lời Phiếu học tập
(Đính kèm phía dưới hoạt động).
- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực
hiện nhiệm vụ học tập
- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV
12
nhận xét, đánh giá quá trình HS thực
hiện nhiệm vụ.
NLS – Đánh giá: Đổi đơn vị đúng;
công thức bảng tính đúng; kết luận R
có căn cứ số liệu.
- GV kết luận về nội dung Phương
trình Clapeyron.
- GV chuyển sang nội dung Luyện
tập.
C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
a. Mục tiêu: HS củng cố những kiến thức, kĩ năng đã học về phương trình trạng
thái của khí lí tưởng.
b. Nội dung: GV trình chiếu câu hỏi, HS suy nghĩ trả lời các câu hỏi trắc nghiệm
liên quan đến phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
c. Sản phẩm học tập: HS đưa ra được các đáp án đúng và chuẩn kiến thức của GV.
Sản phẩm số: kết quả Wayground và phiếu sửa ít nhất một câu sai.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV trình chiếu lần lượt các câu hỏi trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn:
Khoanh tròn vào câu trả lời đúng:
Câu 1: Hệ thức nào sau đây không đúng với phương trình trạng thái khí lí tưởng?
A.
p1V 1 p2V 2
=
.
T1
T2
B. p1V1T2 = p2V2T1.
C.
p 1 T 1 p2 T 2
=
.
V1
V2
pV
D. T = hằng số.
Câu 2: Xét 1 mol chất khí có áp suất p, nhiệt độ T, thể thích V, phương trình mô tả mối
liên hệ của các đại lượng trên là
13
A. pV = R.
B. pV = 1.
C. pV = T.
D. pV = RT.
Câu 3: Một cái bơm chứa 100 cm 3 không khí ở nhiệt độ 270C và áp suất 105 Pa. Nén khí
trong bơm để thể tích khí giảm đi 20 cm 3 và thấy nhiệt độ của khí trong bơm tăng lên đến
370C. Coi khí là khí lí tưởng. Áp suất của khí trong bơm lúc này gần bằng
A. 1,3.105 Pa.
B. 1,2.105 Pa.
C. 1,1.105 Pa.
D. 1,4.105 Pa.
Câu 4: Một bình kín có thể tích không đổi chứa một khối lượng khí m = 1 kg ở áp suất
p1 = 107 Pa. Lất ở bình ra một lượng khí cho tới khi áp suất của khí còn lại trong bình là
p2 = 2,5.106 Pa. Biết nhiệt độ khí không đổi. Khối lượng khí được lấy ra khỏi bình là
A. 0,75 kg.
B. 1,5 kg.
C. 1,75 kg.
D. 0,5 kg.
Câu 5: Đại lượng không phải thông số trạng thái của một lượng khí là
A. thể tích.
B. khối lượng.
C. nhiệt độ.
D. áp suất.
Câu 6: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng không được ứng dụng trong trường hợp
nào dưới đây?
A. Nghiên cứu sự thay đổi khối lượng của không khí trong khí quyển.
B. Nghiên cứu sự thay đổi áp suất và thể tích của các lớp khí tồn tại trong các vật liệu.
C. Nghiên cứu, chế tạo các thiết bị liên quan đến chất khí.
D. Nghiên cứu sự thay đổi khối lượng riêng của không khí trong khí quyển.
14
NLS – Hoạt động số (5–7 phút, cá nhân): HS truy cập Wayground. Nhiệm vụ: làm phần
câu hỏi trắc nghiệm của bài trên mã phòng do GV cung cấp; các câu tự luận vẫn thực
hiện bằng giấy bút. Sau mỗi câu sai, HS ghi lại nguyên nhân sai và cách sửa. Sản phẩm
số: kết quả Wayground và phiếu sửa ít nhất một câu sai.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS vận dụng kiến thức đã học và hiểu biết thực tế của bản thân về để trả lời câu hỏi.
NLS – HS thực hiện: HS làm cá nhân, đọc phản hồi sau từng câu và ghi lỗi kiến thức
hoặc lỗi tính toán; không dùng thứ hạng làm căn cứ duy nhất để đánh giá.
- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).
Bước 3: HS báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- HS lần lượt đưa ra đáp án cho các bài tập:
NLS – Báo cáo: HS nêu một lỗi phổ biến; GV dùng thống kê câu trả lời để chữa đúng
nội dung còn nhầm.
Câu 1
Câu 2
Câu 3
Câu 4
Câu 5
Câu 6
C
D
A
A
B
A
- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu đáp án khác (nếu có).
Bước 4:
- GV đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập và chuyển sang nội dung vận dụng.
NLS – Đánh giá: mức độ hoàn thành, khả năng giải thích lỗi và sửa đúng; phần tự luận
được đánh giá riêng trên bài làm giấy. Mã NLS: 5.2.NC1b.
D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG
a. Mục tiêu: Vận dụng được phương trình trạng thái của khí lí tưởng giải thích được một
số hiện tượng đơn giản, giải thích được nguyên lí hoạt động của một số thiết bị như bóng
thám không, túi khí trong xe ô tô,...
b. Nội dung: GV chiếu câu hỏi, yêu cầu HS suy nghĩ trả lời.
c. Sản phẩm học tập: HS hoàn thành nội dung Vận dụng.
Sản phẩm số: bảng 3 giai đoạn hoạt động của túi khí (hiện tượng – dữ liệu/đại lượng khí
– liên hệ phương trình) và lời giải các câu hỏi.
d. Tổ chức thực hiện:
15
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV yêu cầu HS hoàn thành nội dung Hoạt động (SGK – tr46) mục II. Vận dung:
1. Bóng thám không. Bóng thám không được sử dụng để thu thập thông tin về môi
trường không khí và thời tiết. Bóng thường được bơm khí hiếm nhẹ hơn không khí, nhờ
đó có thể bay lên các tầng không khí khác nhau để thu thập thông tin về nhiệt độ, độ ẩm,
áp suất, tốc độ gió,...
Người ta muốn chế tạo một bóng thám không có thể tăng bán kính lên tới 1 m khi bay ở
tầng khí quyển có áp suất 0,3.10 5 Pa và nhiệt độ 200 K. Hỏi bán kính của bóng khi vừa
bơm xong phải bằng bao nhiêu? Biết bóng được bơm ở áp suất 1,02.10 5 Pa và nhiệt độ
300 K.
2. Túi khí. Trong ô tô, người ta thường đặt ở hệ thống tay lái một thiết bị nhằm bảo vệ
người lái xe khi xe gặp tai nạn, gọi là "túi khí". Túi khí được chế tạo bằng vật liệu co
dẫn, chịu được áp suất lớn. Trong túi khí thường chứa chất NaN 3, khi xe va chạm mạnh
vào vật cản thì hệ thống cảm biến của xe sẽ kích thích chất rắn này làm nó phân huỷ tạo
thành Na và khí N. Khí N 2 được tạo thành có tác dụng làm phồng túi lên, giúp người lái
xe không bị va chạm trực tiếp vào hệ thống lái (Hình 11.2).
a) Viết phương trình phân huỷ NaN3.
b) Tính lượng chất khí N2 được giải phóng khi xảy ra phản ứng phân huỷ NaN, biết trong
túi chứa 100 g NaN3 và thể tích mol là 24,0 lít/mol.
c) Biết thể tích túi khí khi phồng lên có độ lớn tới 48 lít. Bỏ qua thể tích khí có trong túi
trước khi phồng lên và thể tích của Na được tạo thành trong túi do phản ứng phân huỷ.
Tính áp suất của khí N2 trong túi khí khi đã phồng lên, biết nhiệt độ là 30 0C.
- GV có thể chiếu video nguyên lí hoạt động của túi khí cho HS quan sát:
16
https://www.youtube.com/watch?v=BqX-s7Brdf
NLS – Hoạt động số: Mỗi nhóm truy cập trực tiếp video trên thiết bị, chọn 3 thời điểm
minh hoạ quá trình cảm biến kích hoạt – tạo khí N₂ – túi khí phồng; ghi ngắn hiện tượng
và liên hệ p, V, T. Sau đó mới hoàn thành bài tính trong SGK.
Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thực hiện nhiệm vụ theo GV đã hướng dẫn.
NLS – HS thực hiện: HS ghi thời điểm/video làm căn cứ, không sao chép lời giải trên
mạng; đối chiếu cơ chế quan sát được với phương trình pV = nRT.
- GV theo dõi, động viên, hỗ trợ HS trong quá trình thực hiện.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận
- HS nộp sản phẩm cho GV vào tiết học tiếp theo.
NLS – Báo cáo: Nhóm trình bày bảng 3 giai đoạn và một mối liên hệ giữa quan sát trong
video với đại lượng trong phương trình khí lí tưởng.
Gợi ý trả lời:
1. Thể tích của quả bóng khi vừa bơm xong là
p1V 1 p2V 2
p2 V 2 T1
=
=¿ V 1=
=2,67 lít
T1
T2
p1 T 2
Bán kính của quả bóng là
4
3
π R =V =¿ R
3
2.
a) Phương trình phân huỷ NaN3
2NaN3 → 2Na + 3N2
130g
84g
b) Phương trình trên cho thấy: 130 g NaN 3 giải phóng 84 g N2 nên 100 g NaN3 giải
phóng:
m=
84.100
=64,6 g
130
nRT
c) Từ pV = nRT suy ra: p= V với:
17
n=
64,6
=2,31mol ;R = 8,31 J/mol.K; T = 303 K; V = 48 000 cm 3 = 48.10-3 m3.
28
Từ đó tính được p = 1,21,105 Pa.
- Các nhóm khác nhận xét, đánh giá.
Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV nhận xét, đánh giá sản phẩm của HS.
NLS – Đánh giá: Khai thác đúng video nguồn; liên hệ vật lí có căn cứ; tính toán đúng và
ghi đơn vị. Mã NLS: 1.1.NC1a; 1.2.NC1a; 3.1.NC1a.
- GV tổng kết nội dung chính và hướng dẫn HS tự đánh giá sau bài học.
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ
- Xem lại kiến thức đã học ở bài 11.
- Hoàn thành các bài tập trong Sách bài tập Vật lí 12 và nội dung Vận dụng.
- Xem trước nội dung Bài 12: Áp suất khí theo mô hình động học phân tử. Quan hệ giữa
động năng phân tử và nhiệt độ.
18
Ngày dạy:…/…/…
BÀI 11: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
-
Rút ra được phương trình trạng thái của khí lí tưởng dựa trên định luật Boyle và
định luật Charles.
-
Rút ra được phương trình Clapeyron từ phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
-
Vận dụng được các phương trình trạng thái của khí lí tưởng để giải thích được một
số hiện tượng đơn giản có liên quan và giải được các bài tập có liên quan.
2. Năng lực
Năng lực chung:
-
Năng lực tự học: Tích cực làm việc cá nhân để hoàn thiện nhiệm vụ tính toán xác
định tỉ số pV/nT của n mol khí lí tưởng biến đổi trạng thái từ điều kiện tiêu chuẩn
ban đầu.
-
Năng lực giao tiếp hợp tác: Phối hợp nhóm để tìm ra phương trình trạng thái.
-
Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin liên quan
đến phương trình trạng thái của khí lí tưởng, đề xuất giải pháp giải quyết.
Năng lực vật lí:
-
Bằng kiến thức cũ về quá trình đẳng nhiệt và đẳng áp, HS thiết lập được mối liên
hệ p, V, T của một khối khí lí tưởng xác định.
-
Viết được phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
-
Viết được phương trình Claperon.
-
Tính toán để tìm được hằng số khí lí tưởng R = 8,31 J/mol.K.
-
Áp dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng giải được một số bài tập. – Vận
dụng được phương trình trạng thái của khí lí tưởng giải thích được một số hiện
1
tượng đơn giản, giải thích được nguyên lí hoạt động của một số thiết bị như bóng
thám không, túi khí trong xe ô tô,...
c. Năng lực số
- 1.1.NC1a; 1.2.NC1a: Khai thác mô phỏng PhET và video để thu thập, đối chiếu dữ liệu
về các trạng thái khí và ứng dụng thực tế.
- 1.3.NC1a; 3.1.NC1a; 5.3.NC1a: Tổ chức dữ liệu mô phỏng/bảng tính, tính pV/T, xác
định R và rút ra các phương trình trạng thái.
- 2.4.NC1a: Hợp tác trên Canva Whiteboard để xây dựng sơ đồ liên hệ p–V–T từ định
luật Boyle và Charles.
- 5.2.NC1b: Sử dụng Wayground cho phần luyện tập trắc nghiệm và tự sửa lỗi sau phản
hồi.
- Năng lực AI:
- 12.C3.2: Nêu được ví dụ về cách thức đánh giá hiệu quả của hệ thống AI tính toán theo
phương trình trạng thái.
- 12.A1.2: Phân tích được vai trò của con người và AI khi vận dụng phương trình
Clapeyron.
3. Phẩm chất
-
Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm trong học tập và thí nghiệm.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:
1. Đối với giáo viên:
-
SGK, SBT, SGV Vật lí 12, Kế hoạch bài dạy.
-
Hình vẽ và đồ thị trong SGK: Hình ảnh túi khí trong ô tô khi phồng lên, hình quá
trình chuyển trạng thái,…
-
Video: Nguyên lí hoạt động của túi khí trên xe ô tô:
https://www.youtube.com/watch?v=BqX-s7Brdf
-
Máy chiếu, máy tính (nếu có).
- Học liệu số: PhET – Gas Properties (Tính chất của chất khí):
https://phet.colorado.edu/sims/html/gas-properties/latest/gas-properties_all.html
- Công cụ số: phần mềm bảng tính sẵn có; Canva Whiteboard; Wayground.
2
2. Đối với học sinh:
-
SGK, SBT Vật lí 12.
-
Các dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.
- Học sinh sử dụng thiết bị theo nhóm; chỉ nhập dữ liệu của nhiệm vụ; ghi nguồn dưới
sản phẩm; không đăng công khai họ tên đầy đủ, hình ảnh, giọng nói hoặc dữ liệu cá nhân
khi chưa được đồng ý.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
a. Mục tiêu: Xác định được vấn đề của bài học này là nghiên cứu phương trình trạng
thái của khí lí tưởng.
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 mối liên hệ của các
thông số trạng thái của khí lí tưởng.
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 – tr44):
Các định luật Boyle và Charles chỉ xác định mối liên hệ giữa hai cặp thông số “áp suất
– thể tích” và “thể tích – nhiệt độ" của một khối lượng khí xác định. Vậy, làm thế nào để
xác định được mối liên hệ của cả ba thông số trạng thái của một khối lượng khí xác
định?
NLS – Hoạt động số: Theo nhóm, HS dùng Canva Whiteboard tạo sơ đồ 3 nút p–V–T;
nối p–V với Boyle, V–T với Charles và đặt dấu hỏi ở mối liên hệ ba đại lượng cần tìm.
Sản phẩm số: sơ đồ giả thuyết p–V–T của nhóm.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thảo luận và suy nghĩ câu trả lời.
3
NLS – HS thực hiện: Các thành viên cùng chỉnh sửa một sơ đồ, mỗi liên kết phải có tên
định luật hoặc điều kiện đi kèm.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời 2 – 3 HS trả lời câu hỏi.
NLS – Báo cáo: Một nhóm trình bày sơ đồ; nhóm khác bổ sung điều kiện còn thiếu.
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV nhận xét chung và dẫn dắt vào bài học mới: Để tìm hiểu rõ hơn phương trình trạng
thái của khí lí tưởng, chúng ta cùng tìm hiểu trong bài học ngày hôm nay – Bài 11:
Phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
NLS – Đánh giá: Sơ đồ đúng cặp đại lượng, đúng điều kiện và thể hiện được vấn đề cần
tìm. Mã NLS: 2.4.NC1a; 3.1.NC1a.
B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1. Tìm hiểu về phương trình trạng thái của một lượng khí xác định
a. Mục tiêu:
- Bằng kiến thức cũ về quá trình đẳng nhiệt và đẳng áp, HS thiết lập được mối liên hệ p,
V, T của một khối khí lí tưởng xác định.
- Phối hợp với các bạn trong nhóm hoàn thành phiếu học tập để tìm ra phương trình trạng
thái.
- Viết được phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
- 12.C3.2: Nêu được ví dụ về cách thức đánh giá hiệu quả của hệ thống AI tính toán theo
phương trình trạng thái.
b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về
phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để thiết lập được
mối quan hệ giữa p, V và T của khối khí lí tưởng.
d. Tổ chức thực hiện:
HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS
DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ I.
học tập
PHƯƠNG
NLS/NL AI
TRÌNH 1.1.NC1a –
TRẠNG THÁI CỦA KHÍ Khai thác dữ
4
- GV chiếu hình ảnh quá trình chuyển LÍ TƯỞNG
liệu số.
trạng thái (hình 11.1) cho HS quan 1. Phương trình trạng thái 1.2.NC1a –
sát.
của một lượng khí xác Đánh giá dữ liệu
định
số.
- Phương trình trạng thái 1.3.NC1a –
của một khối lượng khí lí Quản lí dữ liệu
tưởng xác định:
- GV yêu cầu HS thảo luận theo
nhóm đôi và trả lời nội dung Hoạt
động (SGK – tr44)
Hãy dựa vào các định luật Boyle,
Charles và Hình 11.1 về quá trình
chuyển trạng thái của một khối lượng
khí xác định để lập phương trình
dưới đây về mối liên hệ giữa ba thông
số trạng thái của một khối lượng khí
xác định:
p1 V 1 p2 V 2
pV
=
=¿
=hằng số
T1
T2
T
pV
=hằng số
T
Độ lớn của hằng số trên phụ
thuộc vào lượng khí ta xét.
- Quá trình chuyển trạng
thái không phụ thuộc cách
chuyển trạng thái mà chỉ
phụ thuộc trạng thái đầu và
trạng thái cuối.
Sản phẩm số: bảng ba trạng
thái p – V – T – pV/T và kết
luận.
số.
3.1.NC1a – Tạo
nội dung số.
5.3.NC1a – Giải
quyết vấn đề
bằng công nghệ
số.
12.C3.2: Nêu
được ví dụ về
cách thức đánh
giá hiệu quả của
hệ thống AI.
Độ lớn của hằng số trên phụ thuộc
vào lượng khí ta xét.
- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về
phương trình trạng thái của khí lí
tưởng.
- GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời
nội dung Câu hỏi và Hoạt động
(SGK – tr45)
5
+ Câu hỏi (SGK – tr45):
1. Hãy lập phương trình
p1V 1 p2V 2
=
T1
T2
bằng một cách biến đổi trạng thái
khác cách trong Hình 11.1 để chứng
tỏ: "Quá trình chuyển trạng thái
không phụ thuộc cách chuyển trạng
thái mà chỉ phụ thuộc trạng thái đầu
và trạng thái cuối.".
2. Tại sao không gọi phương trình
(11.1) là phương trình trạng thái của
chất khí mà lại gọi là phương trình
trạng thái của khí lí tưởng?
+ Hoạt động (SGK – tr44):
1. Hãy biểu diễn bằng đồ thị trong hệ
toạ độ (p – V) các quá trình chuyển
trạng thái vẽ ở Hình 11.1.
2. Từ phương trình trạng thái của khí
lí tưởng suy ra hệ thức liên hệ giữa
áp suất và nhiệt độ tuyệt đối trong
quá trình đẳng tích.
- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về
nội dung phương trình trạng thái của
một lượng khí xác định.
- Để củng cố kiến thức vừa học, GV
yêu cầu HS trả lời nội dung Bài tập
ví dụ (SGK – tr45)
Một cái bơm chứa 100 cm³ không khí
ở nhiệt độ 27 °C và áp suất 10 5 Pa.
6
Tính áp suất của không khí trong
bơm khi nó bị nén xuống còn 20 cm³
và tăng nhiệt độ lên đến 39°C.
NLS – Hoạt động số (10 phút, theo
nhóm, 01 thiết bị/nhóm): HS truy cập
PhET – Tính chất của chất khí:
https://phet.colorado.edu/sims/html/g
as-properties/latest/gasproperties_all.html. Nhiệm vụ: tạo ít
nhất ba trạng thái của cùng một lượng
khí bằng cách thay đổi V và T; ghi p,
V, T, tính pV/T và so sánh các giá trị.
Sản phẩm số: bảng ba trạng thái p – V
– T – pV/T và kết luận.
- GV yêu cầu HS nêu cách đánh giá
một công cụ AI tính thông số trạng
thái: đối chiếu với kết quả tự tính,
kiểm tra đơn vị, thử với bộ dữ liệu đã
biết đáp án.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học
tập
- HS đọc thông tin SGK, làm việc
theo nhóm và trả lời câu hỏi.
NLS – HS thực hiện: HS giữ số phân
tử không đổi, chờ hệ ổn định, ghi đơn
vị nhất quán và đánh dấu sai số do
đọc.
- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS
7
(nếu cần thiết).
- HS nêu được ví dụ cụ thể về cách
đánh giá hiệu quả của công cụ AI tính
toán theo phương trình trạng thái.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động
và thảo luận
- GV mời đại diện HS báo cáo kết
quả thực hiện nhiệm vụ trước lớp.
NLS – Báo cáo: Nhóm trình bày
bảng, giải thích vì sao tỉ số gần không
đổi.
*Trả lời Hoạt động (SGK – tr44)
- Vì quá trình chuyển từ (1) sang (1')
là đẳng nhiệt nên: p1V1 = p2V1'.
- Vì quá trình chuyển từ (1') sang (2)
là đẳng áp nên:
- Suy ra:
V 1' V 2
= .
T1 T2
p1 V 1 p2 V 2
=
.
T1
T2
*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr45)
1. Chuyển từ (1) sang (1') bằng quá
trình đẳng áp và từ (1') sang (2) bằng
quá trình đẳng nhiệt.
2. Vì phương trình trạng thái của khí
lí tưởng được xây dựng trên các định
luật Boyle và Charles là các định luật
chỉ đúng với khí lí tưởng.
*Trả lời Hoạt động (SGK – tr45)
1. Các quá trình chuyển trạng thái vẽ
8
ở Hình 11.1 được biểu diễn bằng đồ
thị trong hệ tọa độ (p – V) như hình.
2.
p1 V 1 p2 V 2
=
. Vì quá trình đẳng tích
T1
T2
nên: V1 = V2. Suy ra:
p1 p2
=
và
T1 T2
p
=hằng số .
T
*Các bước giải Bài tập ví dụ (SGK –
tr45)
(HS tham khảo lời giải trong SGK).
- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực
hiện nhiệm vụ học tập
- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV
nhận xét, đánh giá quá trình HS thực
hiện nhiệm vụ.
NLS – Đánh giá: đúng điều kiện
lượng khí không đổi; tính đúng; kết
luận khớp phương trình.
- GV kết luận về nội dung Phương
trình trạng thái của một lượng khí
xác định.
9
- GV chuyển sang nội dung Phương
trình Clapeyron.
Hoạt động 2. Tìm hiểu phương trình Clapeyron
a. Mục tiêu:
- Tính toán xác định tỉ số pV/nT của n mol khí lí tưởng biến đổi trạng thái từ điều kiện
tiêu chuẩn ban đầu.
- Tính toán để tìm được hằng số khí lí tưởng R = 8,31 J/mol.K.
- Viết được phương trình Claperon.
- 12.A1.2: Phân tích được vai trò của con người và AI khi vận dụng phương trình
Clapeyron.
b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về
phương trình Clapeyron.
c. Sản phẩm:
- Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được phương trình
Clapeyron và hằng số khí lí tưởng R.
- Hoàn thành nội dung Phiếu học tập.
PHIẾU HỌC TẬP
Họ và tên:………………………………………………….
+) Xét n mol khí lí tưởng ở điều kiện tiêu chuẩn.
Ở điều kiện tiêu chuẩn, khí có:
Thể tích: V0 = n x……………………(lít) = ………………….(m3)
Áp suất: p0 =……………(Pa).
Nhiệt độ tuyệt đối: T0 = ……………(Κ).
+) Thực hiện quá trình biến đổi trạng thái của khối khí này từ trạng thái đầu sang trạng
thái mới có áp suất p, thể tích V, nhiệt độ T.
Quá trình biến đổi được tóm tắt bằng sơ đồ sau:
(trạng thái đầu) p0 = ……………V0 =…………. T0 = …………
Áp dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng, thu được:
10
pV
=................... .
T
Từ đây suy ra:
pV
=................... .
nT
trong dấu (..........) là đơn vị của đại lượng.
d. Tổ chức thực hiện:
HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS
DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ 2.
học tập
Phương
NLS/NL AI
trình 1.2.NC1a –
Clapeyron
Đánh giá kết
- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK, - Phương trình trạng thái quả số.
thảo luận theo nhóm đôi và hoàn của khí lí tưởng (phương 1.3.NC1a – Tổ
thành nội dung Phiếu học tập.
trình Clapeyron):
- GV lưu ý HS về sự giống và khác
nhau
của
hai
phương
pV = nRT
chức dữ liệu
bảng tính.
trình trong đó, R là hằng số khí lí 3.1.NC1a – Tạo
pV
=hằng số và pV = nRT, cách ứng tưởng (R = 8,31 J/mil.K); n bảng dữ liệu số.
T
dụng vào từng trường hợp cụ thể.
NLS – Hoạt động số: HS theo nhóm
là số mol khí:
n=
m(kg)
M ( kh/mol)
mở phần mềm bảng tính, nhập n, p0, Sản phẩm số: bảng tính
V0, T0 ở điều kiện tiêu chuẩn; thiết xác định R cho ít nhất 3 giá
lập công thức R = p0V0/(nT0) và tính trị n và kết luận pV = nRT.
với ít nhất 3 giá trị n khác nhau. Sản
phẩm số: bảng n–p0–V0–T0–R và kết
luận về hằng số R.
- GV kết luận về nội dung phương
trình Clapeyron.
- GV cho AI giải một bài dùng
5.3.NC1a –
Dùng công nghệ
số kiểm tra mô
hình.
12.A1.2: Phân
tích được vai trò
của con người
và AI trong các
bước chính của
quá trình ra
quyết định.
phương trình Clapeyron, yêu cầu HS
chỉ rõ bước nào AI hỗ trợ tốt và bước
11
đổi nhiệt độ sang Kelvin thì con
người phải tự kiểm tra.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học
tập
- HS đọc thông tin SGK, làm việc
theo nhóm và trả lời câu hỏi.
NLS – HS thực hiện: HS đổi lít sang
m³, dùng K cho nhiệt độ, kiểm tra
công thức ô và so sánh R thu được
với 8,31 J/(mol.K).
- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS
(nếu cần thiết).
- HS phân tích được vai trò của con
người và AI trong từng bước, đặc biệt
ở khâu đổi đơn vị nhiệt độ.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động
và thảo luận
- GV mời đại diện HS báo cáo kết
quả thực hiện nhiệm vụ trước lớp.
NLS – Báo cáo: Nhóm trình bày một
hàng dữ liệu và giải thích vì sao R
không phụ thuộc n.
*Trả lời Phiếu học tập
(Đính kèm phía dưới hoạt động).
- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực
hiện nhiệm vụ học tập
- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV
12
nhận xét, đánh giá quá trình HS thực
hiện nhiệm vụ.
NLS – Đánh giá: Đổi đơn vị đúng;
công thức bảng tính đúng; kết luận R
có căn cứ số liệu.
- GV kết luận về nội dung Phương
trình Clapeyron.
- GV chuyển sang nội dung Luyện
tập.
C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
a. Mục tiêu: HS củng cố những kiến thức, kĩ năng đã học về phương trình trạng
thái của khí lí tưởng.
b. Nội dung: GV trình chiếu câu hỏi, HS suy nghĩ trả lời các câu hỏi trắc nghiệm
liên quan đến phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
c. Sản phẩm học tập: HS đưa ra được các đáp án đúng và chuẩn kiến thức của GV.
Sản phẩm số: kết quả Wayground và phiếu sửa ít nhất một câu sai.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV trình chiếu lần lượt các câu hỏi trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn:
Khoanh tròn vào câu trả lời đúng:
Câu 1: Hệ thức nào sau đây không đúng với phương trình trạng thái khí lí tưởng?
A.
p1V 1 p2V 2
=
.
T1
T2
B. p1V1T2 = p2V2T1.
C.
p 1 T 1 p2 T 2
=
.
V1
V2
pV
D. T = hằng số.
Câu 2: Xét 1 mol chất khí có áp suất p, nhiệt độ T, thể thích V, phương trình mô tả mối
liên hệ của các đại lượng trên là
13
A. pV = R.
B. pV = 1.
C. pV = T.
D. pV = RT.
Câu 3: Một cái bơm chứa 100 cm 3 không khí ở nhiệt độ 270C và áp suất 105 Pa. Nén khí
trong bơm để thể tích khí giảm đi 20 cm 3 và thấy nhiệt độ của khí trong bơm tăng lên đến
370C. Coi khí là khí lí tưởng. Áp suất của khí trong bơm lúc này gần bằng
A. 1,3.105 Pa.
B. 1,2.105 Pa.
C. 1,1.105 Pa.
D. 1,4.105 Pa.
Câu 4: Một bình kín có thể tích không đổi chứa một khối lượng khí m = 1 kg ở áp suất
p1 = 107 Pa. Lất ở bình ra một lượng khí cho tới khi áp suất của khí còn lại trong bình là
p2 = 2,5.106 Pa. Biết nhiệt độ khí không đổi. Khối lượng khí được lấy ra khỏi bình là
A. 0,75 kg.
B. 1,5 kg.
C. 1,75 kg.
D. 0,5 kg.
Câu 5: Đại lượng không phải thông số trạng thái của một lượng khí là
A. thể tích.
B. khối lượng.
C. nhiệt độ.
D. áp suất.
Câu 6: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng không được ứng dụng trong trường hợp
nào dưới đây?
A. Nghiên cứu sự thay đổi khối lượng của không khí trong khí quyển.
B. Nghiên cứu sự thay đổi áp suất và thể tích của các lớp khí tồn tại trong các vật liệu.
C. Nghiên cứu, chế tạo các thiết bị liên quan đến chất khí.
D. Nghiên cứu sự thay đổi khối lượng riêng của không khí trong khí quyển.
14
NLS – Hoạt động số (5–7 phút, cá nhân): HS truy cập Wayground. Nhiệm vụ: làm phần
câu hỏi trắc nghiệm của bài trên mã phòng do GV cung cấp; các câu tự luận vẫn thực
hiện bằng giấy bút. Sau mỗi câu sai, HS ghi lại nguyên nhân sai và cách sửa. Sản phẩm
số: kết quả Wayground và phiếu sửa ít nhất một câu sai.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS vận dụng kiến thức đã học và hiểu biết thực tế của bản thân về để trả lời câu hỏi.
NLS – HS thực hiện: HS làm cá nhân, đọc phản hồi sau từng câu và ghi lỗi kiến thức
hoặc lỗi tính toán; không dùng thứ hạng làm căn cứ duy nhất để đánh giá.
- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).
Bước 3: HS báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- HS lần lượt đưa ra đáp án cho các bài tập:
NLS – Báo cáo: HS nêu một lỗi phổ biến; GV dùng thống kê câu trả lời để chữa đúng
nội dung còn nhầm.
Câu 1
Câu 2
Câu 3
Câu 4
Câu 5
Câu 6
C
D
A
A
B
A
- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu đáp án khác (nếu có).
Bước 4:
- GV đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập và chuyển sang nội dung vận dụng.
NLS – Đánh giá: mức độ hoàn thành, khả năng giải thích lỗi và sửa đúng; phần tự luận
được đánh giá riêng trên bài làm giấy. Mã NLS: 5.2.NC1b.
D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG
a. Mục tiêu: Vận dụng được phương trình trạng thái của khí lí tưởng giải thích được một
số hiện tượng đơn giản, giải thích được nguyên lí hoạt động của một số thiết bị như bóng
thám không, túi khí trong xe ô tô,...
b. Nội dung: GV chiếu câu hỏi, yêu cầu HS suy nghĩ trả lời.
c. Sản phẩm học tập: HS hoàn thành nội dung Vận dụng.
Sản phẩm số: bảng 3 giai đoạn hoạt động của túi khí (hiện tượng – dữ liệu/đại lượng khí
– liên hệ phương trình) và lời giải các câu hỏi.
d. Tổ chức thực hiện:
15
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV yêu cầu HS hoàn thành nội dung Hoạt động (SGK – tr46) mục II. Vận dung:
1. Bóng thám không. Bóng thám không được sử dụng để thu thập thông tin về môi
trường không khí và thời tiết. Bóng thường được bơm khí hiếm nhẹ hơn không khí, nhờ
đó có thể bay lên các tầng không khí khác nhau để thu thập thông tin về nhiệt độ, độ ẩm,
áp suất, tốc độ gió,...
Người ta muốn chế tạo một bóng thám không có thể tăng bán kính lên tới 1 m khi bay ở
tầng khí quyển có áp suất 0,3.10 5 Pa và nhiệt độ 200 K. Hỏi bán kính của bóng khi vừa
bơm xong phải bằng bao nhiêu? Biết bóng được bơm ở áp suất 1,02.10 5 Pa và nhiệt độ
300 K.
2. Túi khí. Trong ô tô, người ta thường đặt ở hệ thống tay lái một thiết bị nhằm bảo vệ
người lái xe khi xe gặp tai nạn, gọi là "túi khí". Túi khí được chế tạo bằng vật liệu co
dẫn, chịu được áp suất lớn. Trong túi khí thường chứa chất NaN 3, khi xe va chạm mạnh
vào vật cản thì hệ thống cảm biến của xe sẽ kích thích chất rắn này làm nó phân huỷ tạo
thành Na và khí N. Khí N 2 được tạo thành có tác dụng làm phồng túi lên, giúp người lái
xe không bị va chạm trực tiếp vào hệ thống lái (Hình 11.2).
a) Viết phương trình phân huỷ NaN3.
b) Tính lượng chất khí N2 được giải phóng khi xảy ra phản ứng phân huỷ NaN, biết trong
túi chứa 100 g NaN3 và thể tích mol là 24,0 lít/mol.
c) Biết thể tích túi khí khi phồng lên có độ lớn tới 48 lít. Bỏ qua thể tích khí có trong túi
trước khi phồng lên và thể tích của Na được tạo thành trong túi do phản ứng phân huỷ.
Tính áp suất của khí N2 trong túi khí khi đã phồng lên, biết nhiệt độ là 30 0C.
- GV có thể chiếu video nguyên lí hoạt động của túi khí cho HS quan sát:
16
https://www.youtube.com/watch?v=BqX-s7Brdf
NLS – Hoạt động số: Mỗi nhóm truy cập trực tiếp video trên thiết bị, chọn 3 thời điểm
minh hoạ quá trình cảm biến kích hoạt – tạo khí N₂ – túi khí phồng; ghi ngắn hiện tượng
và liên hệ p, V, T. Sau đó mới hoàn thành bài tính trong SGK.
Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thực hiện nhiệm vụ theo GV đã hướng dẫn.
NLS – HS thực hiện: HS ghi thời điểm/video làm căn cứ, không sao chép lời giải trên
mạng; đối chiếu cơ chế quan sát được với phương trình pV = nRT.
- GV theo dõi, động viên, hỗ trợ HS trong quá trình thực hiện.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận
- HS nộp sản phẩm cho GV vào tiết học tiếp theo.
NLS – Báo cáo: Nhóm trình bày bảng 3 giai đoạn và một mối liên hệ giữa quan sát trong
video với đại lượng trong phương trình khí lí tưởng.
Gợi ý trả lời:
1. Thể tích của quả bóng khi vừa bơm xong là
p1V 1 p2V 2
p2 V 2 T1
=
=¿ V 1=
=2,67 lít
T1
T2
p1 T 2
Bán kính của quả bóng là
4
3
π R =V =¿ R
3
2.
a) Phương trình phân huỷ NaN3
2NaN3 → 2Na + 3N2
130g
84g
b) Phương trình trên cho thấy: 130 g NaN 3 giải phóng 84 g N2 nên 100 g NaN3 giải
phóng:
m=
84.100
=64,6 g
130
nRT
c) Từ pV = nRT suy ra: p= V với:
17
n=
64,6
=2,31mol ;R = 8,31 J/mol.K; T = 303 K; V = 48 000 cm 3 = 48.10-3 m3.
28
Từ đó tính được p = 1,21,105 Pa.
- Các nhóm khác nhận xét, đánh giá.
Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV nhận xét, đánh giá sản phẩm của HS.
NLS – Đánh giá: Khai thác đúng video nguồn; liên hệ vật lí có căn cứ; tính toán đúng và
ghi đơn vị. Mã NLS: 1.1.NC1a; 1.2.NC1a; 3.1.NC1a.
- GV tổng kết nội dung chính và hướng dẫn HS tự đánh giá sau bài học.
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ
- Xem lại kiến thức đã học ở bài 11.
- Hoàn thành các bài tập trong Sách bài tập Vật lí 12 và nội dung Vận dụng.
- Xem trước nội dung Bài 12: Áp suất khí theo mô hình động học phân tử. Quan hệ giữa
động năng phân tử và nhiệt độ.
18
 









Các ý kiến mới nhất