Giáo án Vật lý 10 bài 28: Cấu tạo chất.Thuyết động học phân tử chất khí

Vật lý 10

Bài 28 Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí
I. Mục tiêu
1. Kiến thức: - Nhắc lại được các nội dung về cấu tạo chất đã học ở lớp 8.
- Nêu được các nội dung cơ bản về thuyết động học phân tử chất khí.
- Nêu được định nghĩa của khí lí tưởng.
- So sánh được các thể khí, lỏng, rắn.
2. Kĩ năng: Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề và phương pháp mô hình ở các mặt
sau:
- Xây dựng mô hình cấu trúc vật chất.
- Vận dụng mô hình cấu trúc vật chất để giải thích các đặc điểm về thể tích và hình
dạng của vật chất ở thể khí, lỏng, rắn.
- Làm được một số thí nghiệm đơn giản để kiểm tra tính chân thực của mô hình cấu tạo chất.
3. Thái độ: Học tập tích cực, chủ động, có niềm tin vào tri thức Vật lí. Có thái độ
khách quan, trung thực, có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận chính xác và có tinh thần hợp
tác, đoàn kết trong học tập, cũng như trong việc áp dụng các hiểu biết đã đạt được.
II. Chuẩn bị
1.Giáo viên:
- Các thí nghiệm ảo mô hình cấu tạo chất của thể rắn, lỏng, khí…
- Tranh vẽ và thí nghiệm ảo về lực tương tác phân tử.
2. Học sinh: Ôn lại những kiến thức về cấu tạo chất đã được học ở trung học cơ sở.
III. Phương pháp nhận thức Vật lí: Phương pháp quan sát, phương pháp mô hình.
Phương pháp quan sát khi nghiên cứu: Cấu tạo chất.
Phương pháp mô hình khi nghiên cứu: Lực tương tác phân tử.
IV. Tổ chức hoạt động dạy học
Đặt vấn đề:
+ Ở phần Cơ học chúng ta đã nghiên cứu các kiến thức liên quan đến chuyển
động và tương tác của các vật thể vĩ mô. Những chuyển động và tương tác của các
vật thể vĩ mô này do các định luật Niu Tơn và các định luật bảo toàn chi phối.
+ Ở lớp 8 ta đã biết vật chất được cấu tạo từ các phân tử, nguyên tử riêng biệt.

Trong tự nhiên có rất nhiều các hiện tượng liên quan đến chuyển động và tương


Vật lý 10

tác giữa các phân tử. Nhiệt học là 1 phần của vật lý có nhiệm vụ nghiên cứu các
hiện tượng này.
+ Các em hãy quan sát hình ảnh phóng vệ tinh Vinasat1 (Chiếu video về việc
phóng vệ tinh nhân tạo Vinasat 1). Đây là hình ảnh phóng thành công vệ
tinh nhân tạo Vinasat 1 vào tháng 4/2008, một ứng dụng kiến thức nhiệt
học vào cuộc sống. Việc phóng thành công vệ tinh Vinasat 1 đánh dấu
một bước phát triển vượt bậc của ngành viễn thông góp phần vào sự phát
triển kinh tế xã hội của nước ta.
Chương này chúng ta sẽ nghiên cứu về chất khí và các tính chất của chúng.
Hoạt động 1: Tìm hiểu về cấu tạo chất.
Trî gióp cña gi¸o viªn

Ho¹t ®éng cña häc sinh

Ghi bảng

Đưa ra 1 cục nước đá, 1 cốc nước
và 1 phích nước nóng được mở nắp
cho hơi bay ra.
Nước đá, nước, hơi nước đều có
công thức hóa học là H2O. Vậy tại
sao chúng lại rất khác nhau? Hãy
mô tả sự khác nhau này?
Cá nhân suy nghĩ, trả lời:
- Nước đá: Có thể tích và

hình dạng xác định.
Tại sao lại có những hiện tượng - Nước: Có thể tích xác
trên? Bài học hôm nay chúng ta sẽ định nhưng không có
nghiên cứu vấn đề đó.
hình dạng xác định.
Các em hãy nhắc lại những kiến thức - Hơi nước: Không có thể
đã học về cấu tạo chất?
tích và hình dạng xác định.
Chiếu Slides (Ảnh chụp các nguyên
tử Silic qua kính hiển vi điện tử
hiện đại): Đây là ảnh chụp các
nguyên tử Silic qua kính hiển vi
điện tử hiện đại. Ta có thể nhìn thấy
rõ các phân tử và khoảng cách giữa
chúng qua hình ảnh đã được phóng

- Đọc SGK và trả lời:
+ Các chất được cấu tạo
từ các hạt riêng biệt là I.Cấu tạo chất.
phân tử. Giữa các phân tử
1.Những điều đã
có khoảng cách.
học về cấu tạo chất.


Vật lý 10

đại lên rất nhiều lần. Kích thước và
khối lượng của các phân tử là vô
cùng nhỏ bé. GV lấy ví dụ về kích

thước và khối lượng phân tử nước.

+ Các phân tử chuyển
động không ngừng

+ Các phân tử chuyển
động càng nhanh thì nhiệt
- Để hình dung sự nhỏ bé của phân độ của vật càng cao.
tử ta dùng phép so sánh sau (Đưa ra
quả cam thật): kích thước và khối
lượng quả cam so với kích thước và
khối lượng trái đất thế nào thì kích
thước và khối lượng phân tử so với
kích thước, khối lượng quả cam như thế.
Hoạt động2: Tìm hiểu về lực tương tác phân tử.
Tình huống có vấn đề: Nếu các phân tử cấu tạo nên vật chuyển động không
ngừng thì tại sao vật không rã ra thành từng phân tử riêng biệt mà vẫn giữ nguyên
thể tích và hình dạng của chúng? Đó là vì giữa các phân tử cấu tạo nên vật đồng
thời có lực hút và lực đẩy và độ lớn các lực này phụ thuộc vào khoảng cách giữa
các phân tử và được gọi là lực tương tác phân tử. Vậy lực tương tác phân tử có đặc điểm gì?
Xây dựng mô hình lực tương tác phân tử
Trợ giúp của GV

Hoạt động của HS

Để hình dung sự tồn tại đồng thời của
cả lực hút và lực đẩy phân tử, ta dùng
mô hình sau:Chiếu SLIDES(Mô hình
lực tương tác phân tử)
* Khi lò xo đang ở trạng thái không

biến dạng, biến dạng nén, giãn. Hãy
chỉ rõ lực đàn hồi của lò xo tác dụng
lên 2 quả cầu?

Ghi bảng
2. Lực tương
tác phân tử

+ Cá nhân trả lời câu hỏi:
- Khi lò xo không biến
dạng: Fđh = 0.

- Khi lò xo bị nén: Fđh
Đối với lò xo thì lực hút và lực đẩy tác dụng vào các quả cầu
xuất hiện độc lập nhau khi lò xo bị nén chỉ là lực đẩy.
hay bị giãn. Nhưng đối với các phân tử - Khi lò xo bị giãn F
đh
thì luôn tồn tại cả lực hút và lực đẩy tác dụng vào quả cầu chỉ


Vật lý 10

phân tử nên ở mô hình này các em cần là lực hút.
chú ý: Coi 2 phân tử đứng cạnh nhau + Ghi nhớ
như 2 quả cầu, khi 2 phân tử đứng xa
nhau (lò xo bị giãn) lực đàn hồi của lò
xo (lực hút) biểu diễn tổng hợp lực hút
và lực đẩy của phân tử. Khi 2 phân tử
đứng gần nhau (lò xo bị nén) lực đàn
hồi (lực đẩy) của lò xo biểu diễn tổng

hợp lực hút và lực đẩy của phân tử.
Nhấn mạnh: Mô hình trên chỉ cho
phép hình dung gần đúng sự xuất hiện
lực đẩy và lực hút phân tử.Không cho
thấy bản chất, sự phụ thuộc của độ lớn
các lực này vào khoảng cách giữa các
phân tử.
*Độ lớn của lực hút và lực đẩy phân
tử phụ thuộc vào những yếu tố nào?

+ Fhút, Fđẩy phụ
thuộc khoảng
cách giữa các
phân tử

GV cung cấp kiến thức cho học sinh.

r0

r
r
r
Ftt  Fh  Fd

+ Đưa ra dự đoán: phụ
thuộc vào các khoảng
cách phân tử.
+ Tiếp thu, ghi bài

d = r0: Fhút= Fđẩy

d > r0 : Fhút > Fđẩy

Chiếu Slides (Hai thỏi chì đặt gần
nhau và quá trình nén thuốc ở các cơ
sở chế biến thuốc). Trả lời câu hỏi C1, C2 ?
+ Nhận xét câu trả lời và cần nói rõ:
Hai viên phấn để cạnh nhau theo quan
sát của chúng ta khoảng cách giữa
chúng là nhỏ nhưng so với kích thước
phân tử thì kích thước này đang là rất + Thảo luận nhóm và trả
lớn. Lực hút chỉ đáng kể khi các phân lời.
tử ở rất gần nhau.

d < r0 : Fhút < Fđẩy
d >> r0 : Ftt  0


Vật lý 10

Hoạt động3: Nghiên cứu các thể rắn, lỏng, khí.
Lực tương tác phân tử quyết định đến sự sắp xếp phân tử cũng như tính chất của
các thể cấu tạo chất. Sự sắp xếp và chuyển động của các phân tử ở các thể rấn,
lỏng, khí được mô tả qua các mô hình sau: Trình chiếu mô hình thể rắn, lỏng, khí.

Trợ giúp của GV

Hoạt động của HS

Dựa vào các kiến thức đã học về
cấu tạo chất, lực tương tác phân tử.

Các em hãy giải thích sự khác
nhau giữa các thể cấu tạo chất?

Ghi bảng
3. Các thể rắn,
lỏng, khí
Frắn> Flỏng > Fkhí

- Phân 6 nhóm: 2 nhóm nghiên cứu Nhận nhiệm vụ, nghiên
chất rắn, 2 nhóm nghiên cứu chất cứu SGK, thảo luận, cử
đại diện báo cáo kết quả
lỏng, 2 nhóm nghiên cứu chất khí
Dùng giấy A4 có kẻ ô phát cho
từng nhóm
- Nhận xét.
Hoạt động 4: Tìm hiểu về thuyết động học phân tử chất khí.
Chúng ta đã biết quan điểm về vật chất được cấu tạo từ các phân tử, nguyên tử
riêng biệt, được Đêmôcrit đưa ra trước công nguyên nhưng đến những năm đầu
thế kỷ 18 việc phát hiện ra các định luật thực nghiệm về chất khí và việc dùng
quan điểm nguyên tử, phân tử để giải thích thành công các định luật này đã đóng
góp rất lớn vào sự ra đời thuyết động học phân tử. Bây giờ chúng ta sẽ tìm hiểu
những nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí.
Trợ giúp của GV
Chiếu SLIDES về nội dung

Hoạt động của HS

Ghi bảng
II. Thuyết động học

Vật lý 10

thuyết

+ Ghi chép.

phân tử chất khí

* Hãy dựa vào hình 28.5 SGK
cho biết yếu tố nào mô tả
chuyển động hỗn loạn của các
phân tử chất khí trong bình?
Chiếu SLIDES về mô hình chất
khí gây áp suất lên thành bình.

+ Cá nhân suy nghĩ, trả 1. Nội dung cơ bản
lời: Dựa vào các véc tơ của thuyết động học
vận tốc của các phân tử phân tử chất khí
khí

* Các em hãy cho 1 số ví dụ
chứng tỏ chất khí gây áp suất
lên thành bình?
+ Cá nhân suy nghĩ, trả
lời
Khi một lượng khí biến đổi thì các đại lượng như áp suất, nhiệt độ, thể tích của khí
cũng biến đổi. Quy luật sự phụ thuộc đó sẽ rất phức tạp khi khối khí ở điều kiện có
áp suất và nhiệt độ lớn. Sẽ đơn giản hơn rất nhiều nếu chất khí được xem là khí lý
tưởng. Vậy khí lý tưởng là gì?

Trî gióp cña GV

Ho¹t ®éng cña
HS

Vì các phân tử khí ở rất xa nhau nên thể
tích riêng của các phân tử khí rất nhỏ so Ghi bài
với thể tích bình chứa, cho nên ta có thể
xem các phân tử khí là các chất điểm. Mặt
khác lực tương tác giữa các phân tử khí rất
bé nên cũng có thể bỏ qua và chỉ xét đến
khi chúng va chạm vào nhau. Chất khí như
vậy gọi là khí lý tưởng. Chất khí ở điều
kiện nhiệt độ và áp suất nhỏ có thể xem là
khí lý tưởng.

Ghi bảng
2. Khí lý tưởng

Hoạt động 5 : Vận dụng và củng cố bài
* Vận dụng thuyết cấu tạo chất và thuyết động học phân tử khí giải thích một số
hiện tượng.


Vật lý 10

1. Cá muốn sống phải có không khí, nhưng tại sao ta thấy cá vẫn sống được
trong nước?
2. Tại sao săm xe đạp bơm căng, để ngoài trời nắng dễ bị nổ?
* Củng cố : Yêu cầu học sinh phát biểu lại nội dung cơ bản của:

+ Thuyết cấu tạo chất
+ Thuyết động học phân tử chất khí
+ Khái niệm về khí lý tưởng
* Giao nhiệm vụ về nhà: Trả lời các câu hỏi 5,6,7,8 trong SGK