Giáo án NLS Vật lí 12 kết nối Bài 11: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Giáo án NLS Vật lí 12 kết nối tri thức Bài 11: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng. Với năng lực số được tích hợp, tiết học sẽ giúp học sinh làm quen và ứng dụng công nghệ, tin học. KHBD này là file word, tải về dễ dàng. Là mẫu giáo án mới nhất năm 2026 để giáo viên dạy tốt môn Vật lí 12.

=> Giáo án tích hợp NLS Vật lí 12 kết nối tri thức

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 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,...

Năng lực số:

  • 1.1.NC1a: HS tiếp cận, khai thác được thông tin từ nguồn học liệu số dưới sự hướng dẫn của GV.
  • 1.1.NC1b: Áp dụng được kỹ thuật tìm kiếm để lấy được dữ liệu, thông tin và nội dung trong môi trường số.
  • 2.1.NC1a: Sử dụng được nhiều công nghệ số để tương tác.
  • 5.2.NC1b: Áp dụng được các công cụ số khác nhau và các giải pháp công nghệ có thể có để giải quyết vấn đề.
  • 6.2.NC1a: Lựa chọn và sử dụng được các công cụ AI phù hợp để nâng cao hiệu suất và giải quyết các vấn đề phức tạp.

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, KHBD Vật lí 12.
  • 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 kết nối Internet (nếu có).
  • Video AI tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học.
  • Bộ câu hỏi trắc nghiệm trên phần mềm Quizizz.

2. Đối với học sinh

  • SGK, SBT Vật lí 12.
  • Các dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

2. 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.

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 – HSDỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh quá trình chuyển trạng thái (hình 11.1) cho HS quan sát.

kenhhoctap

- 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:

kenhhoctap

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)

+ Câu hỏi (SGK – tr45):

1. Hãy lập phương trình kenhhoctap 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 105 Pa. Tính áp suất của không khí trong bơm khi nó bị nén xuống còn 20 cm³ và tăng nhiệt độ lên đến 39°C.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, làm việc theo nhóm và trả lời câu hỏi.

- 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 HS báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ trước lớp.

*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: kenhhoctap

- Suy ra: kenhhoctap

*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 ở Hình 11.1 được biểu diễn bằng đồ thị trong hệ tọa độ (p – V) như hình.

kenhhoctap

2. kenhhoctap Vì quá trình đẳng tích nên: V1 = V2. Suy ra: kenhhoctapkenhhoctap

*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.

- GV kết luận về nội dung Phương trình trạng thái của một lượng khí xác định.

- GV chuyển sang nội dung Phương trình Clapeyron.

I. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG

1. Phương trình trạng thái của một lượng khí xác định

- Phương trình trạng thái của một khối lượng khí lí tưởng xác định:

kenhhoctap

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.

Hoạt động 2. Tìm hiểu về phương trình trạng thái của một lượng khí xác định

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.

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.

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

d. Tổ chức thực hiện:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a. Mục tiêu: HS củng cố những kiến thức, kĩ năng đã học về định luật Charles.

b. Nội dung: GV trình chiếu câu hỏi, HS suy nghĩ trả lời các câu hỏi trắc nghiệm liên quan đến định luật Charles.

c. Sản phẩm học tập: HS đưa ra được các đáp án đúng và chuẩn kiến thức của GV.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV tổ chức trò chơi trắc nghiệm nhanh trên Quizizz hoặc Kahoot để củng cố toàn bài.

Câu 1: Hệ thức nào sau đây không đúng với phương trình trạng thái khí lí tưởng?

A. kenhhoctap

B. p1V1T2 = p2V21.

C. kenhhoctap

D. kenhhoctap = 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 

A. pV = R. 

B. pV = 1. 

C. pV = T. 

D. pV = RT. 

Câu 3: Một cái bơm chứa 100 cm3 không khí ở nhiệt độ 270C và áp suất 105 Pa. Nén khí trong bơm để thể tích khí giảm đi 20 cm3 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.

- GV sử dụng ứng dụng kenhhoctap.edu.vn để tham khảo và cho học sinh làm trắc nghiệm online.

Link: https://kenhhoctap.edu.vn/bai-tap/trac-nghiem-vat-li-12-ket-noi-bai-11-phuong-trinh-trang-thai-cua-khi-li-tuong

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.

- 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:

Câu 1Câu 2Câu 3Câu 4Câu 5Câu 6
CDAABA

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu đáp án khác (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập và chuyển sang nội dung vận dụng.

[2.1.NC1a: HS thực hiện các tương tác được xác định rõ ràng với công nghệ số (làm bài tập online) trong lớp học.

5.2.NC1b: Sử dụng máy tính cầm tay trong tính toán.]

4. 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.

d. Tổ chức thực hiện:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

Thông tin tải tài liệu:

Phía trên chỉ là 1 phần, tài liệu khi tải sẽ có đầy đủ. Xem và tải: Giáo án tích hợp NLS Vật lí 12 kết nối tri thức cả năm - Tại đây

Tài liệu khác

Chat hỗ trợ
Chat ngay