Giáo án NLS Vật lí 12 kết nối Bài 1: Cấu trúc của chất. Sự chuyển thể

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu video và hình ảnh để giới thiệu về chuyển động Brown.

+ Hình ảnh chuyển động của các phân tử nước và các hạt phấn hoa (hình 1.1)

+ Hình ảnh quỹ đạo chuyển động của hạt phấn hoa trong nước (hình 1.2)

+ Chuyển động Brown:

(link video) (từ đầu đến 0:30)

- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và tìm hiểu về những nội dung cơ bản của mô hình động học phân tử về cấu tạo chất.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời nội dung Hoạt động (SGK – tr6)

1. Trong lịch sử phát triển của khoa học, có hai quan điểm khác nhau về cấu tạo chất là quan điểm chất có cấu tạo liên tục và chất có cấu tạo gián đoạn. Mô hình động học phân tử được xây dựng trên quan điểm nào?

2. Năm 1827, khi làm thí nghiệm quan sát các hạt phấn hoa rất nhỏ trong nước bằng kính hiển vi, Brown thấy chúng chuyển động hỗn loạn, không ngừng. (Hình 1.1 và Hình 1.2). Chuyển động này được gọi là chuyển động Brown.

a) Tại sao thí nghiệm của Brown được coi là một trong những thí nghiệm chứng tỏ các phân tử chuyển động hỗn loạn, không ngừng?

b) Làm thế nào để với thí nghiệm của Brown có thể chứng tỏ được khi nhiệt độ của nước càng cao thì các phân tử nước chuyển động càng nhanh?

3. Hãy tìm các hiện tượng thực tế chứng tỏ giữa các phân tử có lực đấy, lực hút.

- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về nội dung mô hình động học phân tử về cấu tạo chất.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS quan sát video và tiếp nhận thông tin về chuyển động Brown.

- HS làm việc theo nhóm và thực hiện nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của GV.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận:

*Trả lời Hoạt động (SGK – tr6)

1. Mô hình động học phân tử được xây dựng dựa trên quan điểm chất được cấu trúc một cách gián đoạn.

2. a) Chuyển động hỗn loạn của các hạt phấn hoa trong nước được gây ra bởi tác động của các phân tử nước trong quá trình chúng chuyển động hỗn loạn. Do đó, thí nghiệm này cho thấy một cách gián tiếp chuyển động hỗn loạn không ngừng của các phân tử nước.

b) Khi nhiệt độ của nước càng cao thì các phân tử nước chuyển động càng nhanh và tác dụng vào các hạt phấn hoa làm cho chúng chuyển động nhanh hơn.

3. (HS tự tìm ví dụ về phân tử có lực đẩy và lực hút).

- 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.

- GV kết luận về nội dung Mô hình động học phân tử về cấu tạo chất.

- GV chuyển sang nội dung Cấu trúc của chất rắn, chất lỏng và chất khí.

I. MÔ HÌNH ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ VỀ CẤU TẠO CHẤT

- Mô hình động học phân tử về cấu tạo chất có những nội dung cơ bản sau đây:

+ Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt là phân tử.

+ Các phân tử chuyển động không ngừng. Nhiệt độ của vật càng cao thì tốc độ chuyển động của các phân tử cấu tạo nên vật càng lớn.

+ Giữa các phân tử có lực hút và đấy gọi chung là lực liên kết phân tử.

- Dùng mô hình này có thể giải thích được cấu trúc của các chất rắn, chất lỏng, chất khí và sự chuyển thế.

- 5.2.NC1b: Sử dụng công cụ số (YouTube) để tìm hiểu thông tin từ video trên Internet.

- 1.1.NC1a: HS khai thác được thông tin từ tư liệu số.

PHIẾU HỌC TẬP

Câu 1 (Hoạt động 1). Quan sát Hình 1.3 (SGK – tr7), so sánh cấu trúc của các thể rắn, lỏng, khí và hoàn thành bảng sau:

Câu 2 (Hoạt động 2). Hãy giải thích các đặc điểm sau đây của thể khí, thể rắn, thể lỏng.

a) Chất khí không có hình dạng và thể tích riêng, luôn chiếm toàn bộ thể tích bình chứa và có thể nén được dễ dàng. 

b) Vật ở thể rắn có thể tích và hình dạng riêng, rất khó nén.

c) Vật ở thể lỏng có thể tích riêng nhưng không có hình dạng riêng.

BỘ THẺ BÀI DOMINO

(1) Bắt đầu. | Các phân tử nhận được càng nhiều năng lượng thì

(2) chuyển động hỗn loạn càng nhanh, lực liên kết càng yếu. | Để khối chất có thể nóng chảy/hoá hơi, cần cung cấp năng lượng

(3) để khối chất tăng nhiệt độ tới nhiệt độ nóng chảy/sôi. | Khi bay hơi, các phân tử ở gần mặt thoáng của chất lỏng có năng lượng đủ lớn

(4) để thắng liên kết với các phân tử khác và thoát ra ngoài. | Động năng trung bình của các phân tử còn lại trong chất lỏng giảm

(5) nên nhiệt độ của chất lỏng giảm. | Bay hơi và sôi là

(6) hai hình thức hoá hơi. | Sự bay hơi là sự hoá hơi xảy ra

(7) ở mặt thoáng của chất lỏng. | Sự sôi là sự hoá hơi xảy ra đồng thời

(8) ở trong lòng và trên mặt thoáng của chất lỏng. | Khi chất lỏng đang sôi (hoặc nóng chảy)

(9) nhiệt độ của chất lỏng (hoặc chất rắn) không thay đổi. | Khi nước đang sôi, năng lượng mà nước nhận được từ nguồn nhiệt

(10) chuyển hoá thành thế năng tương tác của các phân tử. | Khi đang nóng chảy, năng lượng mà chất rắn kết tinh nhận được

(11) dùng để phá vỡ mạng tinh thể. | Kết thúc.

Link tham khảo trò chơi Domino: https://classin.vn/su-dung-domino-game-de-hoc-sinh-tuong-tac/

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh sơ đồ các hình thức chuyển thể (hình 1.4) cho HS quan sát và giới thiệu về các quá trình chuyển thể.

- GV chia lớp thành nhóm 4 HS.

- GV phát bộ thẻ bài Domino cho mỗi nhóm và nêu luật chơi:

+ Các nhóm chia thẻ bài cho các thành viên.

+ Thành viên có thẻ bài Bắt đầu đọc to nội dung vế thứ hai trong thẻ bài, các thành viên khác tìm trong thẻ bài của mình nội dung phù hợp để ghép tạo thành câu có nghĩa.

+ Tiếp tục thực hiện đọc nội dung vế thứ 2 trong thẻ bài và tìm kiếm nội dung ghép nối phù hợp cho đến khi kết thúc.

- Sau khi trò chơi kết thúc, GV kết luận về nội dung sự chuyển thể.

- Để củng cố kiến thức vừa học GV yêu cầu HS trả lời nội dung mục Câu hỏi và Hoạt động (SGK – tr8,9)

+ Câu hỏi (SGK – tr8): Tại sao khi bay hơi nhiệt độ của chất lỏng giảm?

+ Hoạt động (SGK – tr8):

1. Hãy dựa vào đồ thị ở Hình 1.5 để mô tả sự thay đổi nhiệt độ của nước khi được đun từ 20⁰C tới khi sôi.

2. Khi nước đang sôi thì năng lượng mà nước nhận được từ nguồn nhiệt có được chuyển hóa thành động năng của các phân tử nước không? Tại sao?

+ Hoạt động (SGK – tr9):

1. Tại sao chất rắn kết tinh khi được đun nóng có thể chuyển thành chất lỏng?

2. a) Hãy dựa vào Hình 1.7 để mô tả quá trình nóng chảy của chất kết tinh.

b) Giải thích tại sao khi đang nóng chảy, nhiệt độ của chất rắn kết tinh không tăng dù vẫn nhận được nhiệt năng. Năng lượng mà chất rắn kết tinh nhận được lúc này dùng để làm gì?

- GV yêu cầu HS đọc nội dung Em có biết (SGK – tr7) để tìm hiểu về chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, trao đổi, thảo luận và thực hiện nhiệm vụ học tập.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện 1 nhóm HS đứng tại chỗ đọc nội dung các câu mà nhóm ghép nối.

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận:

*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr8)

- Khi các phân tử chuyển động nhanh hơn thoát ra, các phân tử còn lại sẽ có động năng trung bình thấp hơn, và nhiệt độ của chất lỏng giảm xuống.

*Trả lời Hoạt động (SGK – tr8)

1. Trong khoảng thời gian từ lúc bắt đầu đun đến thời điểm t₁ thì nhiệt độ nước tăng dần lên đến 100⁰C. Khi đạt đến nhiệt độ sôi, trong khoảng thời gian t₁ đến t₂ nhiệt độ của nước không thay đổi.

2. Khi nước đang sôi thì năng lượng mà nước nhận được từ nguồn nhiệt có được chuyển hoá thành động năng của các phân tử nước, do tiếp tục được cung cấp nhiệt lượng nên các phân tử chất lỏng chuyển động nhiệt mạnh hơn, làm phá vỡ sự liên kết giữa các phân tử chất lỏng với nhau, phân tử chất lỏng chuyển sang phân tử hơi.

*Trả lời Hoạt động (SGK – tr9)

1. - Ở giai đoạn a: nhiệt độ đang tăng dần nhưng chất rắn vẫn giữ được hình dạng ban đầu ở thể rắn, đến khi đạt một nhiệt độ xác định t_C thì bắt đầu nóng chảy, chuyển dần từ thể rắn sang thể lỏng.

- Ở giai đoạn b: chất rắn chuyển dần từ thể rắn sang thể lỏng đồng thời nhiệt độ nóng chảy không đổi.

- Ở giai đoạn c: chất rắn chuyển hoàn toàn sang thể lỏng, và nhiệt độ lại bắt đầu tăng để tiếp tục dần sang giai đoạn sôi của chất lỏng.

2. Năng lượng mà chất rắn kết tinh nhận được lúc này dùng để chuyển hoá thành động năng cho các phân tử, phá vỡ sự liên kết giữa chúng để chuyển hoàn toàn chất rắn từ thể rắn sang thể lỏng.

- 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.

- GV kết luận về nội dung Sự chuyển thể.

- GV chuyển sang nội dung Luyện tập.

III. SỰ CHUYỂN THỂ

1. Sự chuyển thể

- Các chất có thể chuyển từ thể này sang thể khác.

2. Dùng mô hình động học phân tử giải thích sự chuyển thể

- Trong khi chuyển động hỗn loạn, các phân tử có thể va chạm vào nhau, truyền năng lượng cho nhau. Càng nhận được nhiều năng lượng thì các phân tử chuyển động hỗn loạn càng nhanh, khoảng cách trung bình giữa chúng càng tăng, lực liên kết giữa chúng càng yếu.

a) Giải thích sự hóa hơi

- Sự hóa hơi có thể xảy ra dưới hai hình thức là bay hơi và sôi.

+ Sự bay hơi là sự hóa hơi xảy ra ở mặt thoáng của chất lỏng.

+ Sự sôi là sự hóa hơi xảy ra đồng thời ở bên trong và trên mặt thoáng của chất lỏng.

b) Giải thích sự nóng chảy của chất rắn kết tinh

- Khi đang nóng chảy, năng lượng mà chất rắn kết tinh nhận được dùng để phá vỡ mạng tinh thể.

ĐÁP ÁN TRÒ CHƠI DOMINO

+ Các phân tử nhận được càng nhiều năng lượng thì chuyển động hỗn loạn càng nhanh, lực liên kết càng yếu.

+ Để khối chất có thể nóng chảy/hoá hơi, cần cung cấp năng lượng để khối chất tăng nhiệt độ tới nhiệt độ nóng chảy/sôi.

+ Khi bay hơi, các phân tử ở gần mặt thoáng của chất lỏng có năng lượng đủ lớn để thắng liên kết với các phân tử khác và thoát ra ngoài.

+ Động năng trung bình của các phân tử còn lại trong chất lỏng giảm nên nhiệt độ của chất lỏng giảm.

+ Bay hơi và sôi là hai hình thức hoá hơi.

+ Sự bay hơi là sự hoá hơi xảy ra ở mặt thoáng của chất lỏng.

+ Sự sôi là sự hoá hơi xảy ra đồng thời ở trong lòng và trên mặt thoáng của chất lỏng.

+ Khi chất lỏng đang sôi (hoặc nóng chảy) nhiệt độ của chất lỏng (hoặc chất rắn) không thay đổi.

+ Khi nước đang sôi, năng lượng mà nước nhận được từ nguồn nhiệt chuyển hoá thành thế năng tương tác của các phân tử.

+ Khi đang nóng chảy, năng lượng mà chất rắn kết tinh nhận được dùng để phá vỡ mạng tinh thể.