Hệ thống hoá được các kiến thức có liên quan đến các phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
Biết cách sử dụng các phương trình trạng thái của khí lí tưởng để giải các bài tập có liên quan.

2. Năng lực

Năng lực chung:

Năng lực tự học: Chủ động tích cực thực hiện những công việc của bản thân trong học tập thông qua việc tham gia đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi và trả lời các yêu cầu của GV đưa ra; biết lựa chọn các nguồn tài liệu học tập phù hợp.
Năng lực giao tiếp hợp tác: Phối hợp với các bạn trong nhóm tìm ra giải pháp dùng kiến thức về chất khí để đưa được một vật từ độ sâu h lên mặt nước, tính toán tìm được lượng khí cần bơm vào bóng.
Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến giải bài tập khí lí tưởng, đề xuất giải pháp giải quyết.

Năng lực vật lí:

Vận dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng giải thích được hiện tượng, nguyên lí hoạt động của một số thiết bị trong cuộc sống.
Áp dụng được phương trình trạng thái của khí lí tưởng để giải một số bài tập định lượng: tính toán tìm đại lượng, bài tập liên quan đến đồ thị,…
Phân tích được bảng số liệu nghiên cứu một quá trình biến đổi trạng thái nào đó (như quá trình đẳng áp, đẳng nhiệt, đẳng tích) để tìm ra quy luật, xử lí được số liệu, rút ra kết luận, vẽ được đồ thị.

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, trách nhiệm, trung thực trong học tập.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với giáo viên

SGK, SBT, KHBD Vật lí 12.
Phiếu học tập.
Bộ dụng cụ: vật nặng, bình nước, bình chứa khí, ban bơm, cân, bóng chứa khí
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.
Dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: HS vẽ sơ đồ tư duy tổng kết kiến thức chương 2 Khí lí tưởng.

b. Nội dung: GV đặt câu hỏi kiểm tra bài cũ; HS vận dụng kiến thức đã học để trả lời các câu hỏi.

c. Sản phẩm học tập: HS hoàn thành nội dung Phiếu học tập số 1.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu xem video AI được thiết kế để phục vụ bài dạy và trả lời câu hỏi xuất hiện trong video đó.

- GV chia lớp thành 4 nhóm.

- GV cung cấp mã QR hoặc đường Links (Google Forms/Live Worksheets) cho HS làm Phiếu bài tập.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS xem video và suy nghĩ câu trả lời.

- HS làm việc nhóm hoàn thành phiếu học tập.

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

- GV mời 2 – 3 HS trình bày nội dung trả lời Phiếu học tập số 1.

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

- GV nhận xét, đánh giá và kết luận.

[6.2.NC1a: HS sử dụng công cụ AI hoặc sản phẩm số do GV cung cấp để tiếp nhận thông tin, trả lời câu hỏi đơn giản.

2.1.NC1a: HS thực hiện các tương tác cơ bản với học liệu số (xem video, trả lời câu hỏi trên môi trường số).

1.1.NC1a: HS tiếp cận, khai thác được thông tin từ nguồn học liệu số dưới sự hướng dẫn của GV.]

- GV nhận xét chung và dẫn dắt vào bài học mới: Để giải các bài tập về sự chuyển trạng thái của khí lí tưởng thì cần đến những công thức nào? Chúng ta cùng tìm hiểu bài học mới để có được câu trả lời chính xác nhất. – Bài 13: Bài tập về khí lí tưởng

2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động. Hướng dẫn HS về phương pháp giải bài tập về phương trình trạng thái của chất khí

a. Mục tiêu: Giúp HS nêu được các phương pháp chung trong việc giải các loại bài tập về chất khí

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS giải một số bài toán về khí lí tưởng trong SGK.

c. Sản phẩm học tập: HS nhắc lại được các hệ thức và ý nghĩa, cách dùng từng hệ thức.

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS củng cố kiến thức đã học.

b. Nội dung: Cá nhân HS trả lời các câu hỏi trắc nghiệm khách quan để củng cố lại kiến thức đã học về khí lí tưởng.

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS cho các câu hỏi trắc nghiệm khách quan liên quan đến nội dung khí lí tưởng.

d. Tổ chức hoạt động:

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 hoặc cung cấp mã QR hoặc đường Links (Google Forms/Live Worksheets) cho HS làm Phiếu bài tập.

PHIẾU BÀI TẬP VẬT LÍ 12 – KẾT NỐI TRI THỨC

BÀI 13: BÀI TẬP VỀ KHÍ LÍ TƯỞNG

Phần 1: Trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn

Câu 1: Nguyên nhân chất khí gây áp suất lên thành bình là do

A. nhiệt độ.

B. va chạm.

C. khối lượng chất.

D. thể tích bình.

Câu 2: Đẳng quá trình là gì?

A. Là quá trình chỉ có hai thông số biến đổi còn một thông số không đổi.

B. Là quá trình chỉ có một thông số biến đổi còn hai thông số không đổi.

C. Là quá trình cả ba thông số đều thay đổi.

D. Là quá trình cả ba thông số đều không đổi.

Câu 3: Phương trình trạng thái của một khối lượng khí lí tưởng được xác định bởi công thức nào?

A. = hằng số.

B. = hằng số.

C. = hằng số.

D. = hằng số.

Câu 4: Động năng trung bình của phân tử được xác định bằng hệ thức

Câu 5: Phát biểu nào sau đây đúng khi nói về nội dung định luật Charles?

A. Khi áp suất của một khối lượng khí thay đổi thì thể tích của khí tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối của nó.

B. Khi áp suất của một khối lượng khí thay đổi thì thể tích của khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó.

C. Khi áp suất của một khối lượng khí xác định giữ không đổi thì thể tích của khí tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối của nó.

D. Khi áp suất của một khối lượng khí xác định giữ không đổi thì thể tích của khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó.

Câu 6: Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có đặc điểm gì?

A. Chuyển động hỗn loạn, không ngừng.

B. Chuyển động không ngừng quanh vị trí cân bằng luôn luôn thay đổi.

C. Chuyển động không ngừng quanh vị trí cân bằng cố định.

D. Chuyển động hỗn loạn quanh các phân tử rất xa nhau.

Câu 7: Hệ thức đúng của phương trình Clapeyron là

A. pV = nRT.

B. npV = RT.

C. p/V = nRT.

D. pT = nRV.

Câu 8: Áp suất do phân tử khí tác dụng lên thành bình phụ thuộc vào những yếu tố nào?

A. Nhiệt độ, khối lượng và mật độ của các phân tử khí.

B. Tốc độ chuyển động nhiệt, khối lượng và mật độ của các phân tử khí.

C. Khối lượng và mật độ của các phân tử khí và nhiệt độ.

D. Tốc độ chuyển động nhiệt, mật độ của các phân tử khí.

Câu 9: Một khối khí ở nhiệt độ có áp suất . Hằng số Boltzmann . Số lượng phân tử trong mỗi của khối khí khoảng

A. .

B. .

C. .

D. .

Câu 10:…………………………………………..

…………………………………………..

Phần 2: Trắc nghiệm đúng sai

Câu 1: Trong các phát biểu sau về ứng dụng thuyết động học phân tử, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?

a) Các nội dung thuyết động học phân tử chất khí mô tả các đặc điểm của chất khí lí tưởng.

b) Nhiệt độ càng cao thì động năng chuyển động nhiệt các phân tử không khí càng giảm do không khí bị giảm áp suất.

c) Chuyển động Brown của các hạt khói lơ lửng trong không khí giúp ta hình dung được về chuyển động của các phân tử khí.

d) Ở nhiệt độ bình thường, tốc độ trung bình của các phân tử lên tới hàng trăm mét trên giây. Điều này suy ra tốc độ lan tỏa mùi nước hoa trong không khí yên lặng có thể lên tới hàng trăm mét trên giây.

Câu 2: Một khí cầu thám không hình cầu được bơm đầy khí hydrogen đến thể tích 34 m³. Khi bơm xong, hydrogen trong khí cầu có nhiệt độ 27⁰C, áp suất 1,2.10⁵ Pa. Vỏ khí cầu không bị vỡ khi thể tích khí không vượt quá 27 lần thể tích ban đầu.

a) Khối lượng khí hydrogen cần bơm vào khí cầu là 3 300 gam.

b) Nếu bơm khí trong thời gian 2 phút kể từ khi trong vỏ khí cầu không có khí đến khi đầy, cần dùng máy bơm có thể bơm được trung bình 15 gam khí trong mỗi giây.

c) Khí cầu được thả bay lên đến độ cao nhất định thì bị vỡ do thể tích tăng quá giới hạn, nhiệt độ của khí cầu bằng nhiệt độ khí quyển là -84⁰C thì áp suất trong khí cầu là 0,028.10⁵ Pa.

d) Cứ lên cao thêm 12 m thì áp suất khí quyển giảm 1 mm Hg, độ cao lớn nhất khí cầu đến được là 20 km.

- 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-13-bai-tap-ve-khi-li-tuong

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS vận dụng kiến thức đã học và trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

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

- GV mời đại diện HS trả lời câu hỏi trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn:

Câu 1	Câu 2	Câu 3	Câu 4	Câu 5	Câu 6	Câu 7	Câu 8
B	A	A	A	D	A	A	B
Câu 9	Câu 10	Câu 11	Câu 12	Câu 13	Câu 14	Câu 15	Câu 16
D	D	A	A	A	A	D	A
Câu 17	Câu 18	Câu 19	Câu 20	Câu 21	Câu 22	Câu 23	Câu 24
D	C	A	B	D	A	A	D
Câu 25	Câu 26	Câu 27	Câu 28	Câu 29	Câu 30
A	C	C	D	C	B

- GV mời đại diện HS trả lời câu hỏi trắc nghiệm đúng sai:

Câu 1:

a) Đ.

b) S.

c) Đ.

d) S.

Câu 2:

a) Đ.

b) S.

c) Đ.

d) S.

- GV mời đại diện HS khác nhận xét, bổ sung.

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

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức.

- GV chuyển sang hoạt động 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: Sử dụng kiến thức vừa được tìm hiểu về khí lí tưởng để trả lời các bài tập vận dụng.

b. Nội dung: GV giao nhiệm vụ; HS vận dụng kiến thức đã học và hiểu biết về thực tiễn, thực hiện nhiệm vụ.

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS về các bài tập liên quan đến khí lí tưởng.

d. Tổ chức hoạt động:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS về nhà hoàn thành phần Bài tập vận dụng (SGK – tr54):

Câu 1: Một lượng khí ở điều kiện tiêu chuẩn có thể tích 2 m³. Nếu nén đẳng nhiệt lượng khí này tới áp suất 5.10⁵ Pa thì thể tích của lượng khí sẽ là

A. 10 m³.

B. 1 m³.

C. 0,4 m³.

D. 4 m³.

Câu 2: Một bóng thám không có các bộ phận chính như mô tả ở Hình 13.3.

kenhhoctap

a) Tại sao vỏ bóng phải được làm bằng chất liệu đàn hồi?

b) Tại sao để bóng bay lên, người ta phải bơm vào bóng một loại khí có khối lượng riêng nhỏ hơn không khí?

c) Bóng thám không thường chỉ bay lên tới độ cao khoảng từ 30 km đến 40 km là bị vỡ. Tại sao bóng bị vỡ?

Câu 3: Một bình dung tích 40 dm³ chứa 3,96 kg khí oxygen. Hỏi ở nhiệt độ nào thì bình có thể bị vỡ, biết bình chỉ chịu được áp suất không quá 60 atm. Lấy khối lượng riêng của oxygen ở điều kiện tiêu chuẩn là 1,43 kg/m³.

Câu 4: Một bình chứa một chất khí được nén ở nhiệt độ 27°C và áp suất 40 atm. Nếu nhiệt độ của khí giảm xuống còn 12°C và một nửa lượng khí thoát ra khỏi bình thì áp suất khí sẽ bằng bao nhiêu?

Câu 5: Hình 13.4 vẽ đường biểu diễn bốn quá trình chuyển trạng thái liên tiếp của một lượng khí trong hệ toạ độ (p - T): (1 → 2); (2 → 3); (3 → 4); (4 → 1).

kenhhoctap

Hãy chứng tỏ rằng chỉ có một trong bốn quá trình trên là đẳng tích.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS vận dụng kiến thức đã học để trả lời câu hỏi vận dụng.

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

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

- Đại diện nhóm HS xung phong trả lời câu hỏi.

Gợi ý trả lời

Câu 1: Đáp án: C.

Câu 2:

a) Khi bay lên thì các điều kiện về nhiệt độ và áp suất bên ngoài bóng thám không sẽ thay đổi dẫn đến sự thay đổi thể tích khí bên trong bóng, nên vỏ bóng phải làm bằng chất đàn hồi để đáp ứng những thay đổi này.

b) Bóng chịu tác dụng của lực hút của Trái Đất và lực nâng Archimedes của không khí. Để lực đẩy có thể lớn hơn lực hút thì trọng lượng riêng của bóng phải nhỏ hơn trọng lượng riêng của không khí (F_a > P → d_kkV > d_bV). Do đó bóng phải được bơm loại khí có trọng

lượng riêng nhỏ hơn trọng lượng riêng của không khí.

c) Áp suất của khí quyển giảm theo độ cao. Trung bình cứ lên cao khoảng 100 m thì áp suất khí quyển giảm 1 cmHg tức khoảng 1/76 lần áp suất khí quyển ở mặt đất. Do đó ở độ cao khoảng 30 km đến 40 km, áp suất khí quyển giảm đi khoảng 4 lần so với khi ở mặt đất. Do sự chênh lệch giữa áp suất của khí bên trong bóng với áp suất không khí bên ngoài bóng càng lên cao càng tăng dẫn đến làm bóng vỡ.

Câu 3:

- Trạng thái 1 (khí ở trong bình đựng khí): V₁ = 0, 4m³; p₁ = 60atm; T₁ = ?

- Trạng thái 2 (khí ở điều kiện chuẩn): V₂ = 2, 76m³_; p₂ = 1 atm; T₂ = 273K.

- Vì khối lượng khí không đổi nên:

- Ở nhiệt độ trên -36⁰C áp suất khí sẽ vượt quá 60 atm và bình có thể bị nổ.

- Nhận xét kết quả: Nhiệt độ - 36⁰C là nhiệt độ quá thấp nên không thể dùng bình này để chứa khối lượng 3,96 kg khí oxygen được. Thường người ta chỉ chứa lượng khí sao cho nhiệt độ có thể vượt quá 40⁰C thậm chí vượt quá 50⁰C. Có thể dễ dàng tính được nếu dùng bình này để chứa dưới 3 kg khí oxygen thì nhiệt độ an toàn của bình có thể vượt 40⁰C.

Câu 4: Trạng thái 1: m₁ = m; V₁ = V; T₁= 300K; p₁ = 40 atm.

Trạng thái 2: m₂ = 0,5m; V₂ = V; T₂ = 285 K; p₂ =?

Viết phương trình Clapeyron cho các trạng thái trên:

p₁V = nRT₁ (1) và p₂V = 0,5 nRT₂ (2)

Từ (1) và (2) tính được: p₂ = 19 atm = 19.10⁵ Pa.

Câu 5: Chỉ có đường (1 - 2) đi qua gốc toạ độ chứng tỏ p tỉ lệ với nhiệt độ T và quá trình này là quá trình đẳng tích.

- HS nhóm khác nhận xét, bổ sung.

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

- GV đánh giá, nhận xét.

- GV tổng kết, chuẩn kiến thức và kết thúc tiết học.

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

* HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ: