Giáo dục bảo vệ môi trường trong dạy học môn vật lí THPT (Nguyễn Văn Khải)

Microsoft Word BD GDMT Vatli THPT doc Giáo dục bảo vệ môi trường trong dạy học môn vật lí THPT (Nguyễn Văn Khải) I Phương pháp tích hợp GDMT qua dạy học môn vật lí ở THPT 1 1 Khái niệm về dạy học tích.

Giáo dục bảo vệ môi trường trong dạy học môn vật lí THPT

(Nguyễn Văn Khải)

I.- Phương pháp tích hợp GDMT

qua dạy học môn vật lí ở THPT

1.1.- Khái niệm về dạy học tích hợp

Quá trình dạy học tích hợp được hiểu là một quá trình dạy học trong đó toàn thể cáchoạt động học tập góp phần hình thành ở học sinh những năng lực rõ ràng, có dự tính trướcnhững điều cần thiết cho học sinh, nhằm phục vụ cho các quá trình học tập tương lai, hoặcnhằm hòa nhập học sinh vào cuộc sống lao động (Xavier Roegiers (1996)) Mục tiêu cơ bảncủa tư tưởng sư phạm tích hợp là nâng cao chất lượng giáo dục học sinh phù hợp các mụctiêu giáo dục của nhà trường

Dạy học tích hợp hướng tới việc tổ chức các hoạt động học tập trong đó học sinh họccách sử dụng phối hợp những kiến thức, những kĩ năng trong các tình huống gần với cuộcsống và có ý nghĩa Cụ thể là cần kết hợp một cách hữu cơ, có hệ thống các kiến thức (kháiniệm) thuộc các môn học khác nhau thành một nội dung thống nhất, dựa trên cơ sở các mốiliên hệ về lí luận và thực tiễn được đề cập trong các môn học đó

Dạy học tích hợp hướng tới thiết lập mối quan hệ giữa các khái niệm khác nhau củacùng một môn học cũng như của các môn học khác nhau, hướng tới đào tạo học sinh có năng

lực đáp ứng được thách thức lớn của xã hội ngày nay là có được khả năng huy động có hiệuquả những kiến thức và năng lực của mình để giải quyết một cách hữu ích một tình huốngxuất hiện, hoặc có thể đối mặt với một khó khăn bất ngờ, một tình huống chưa từng gặp.Tưtưởng sư phạm đó gắn liền với việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề, phát triển năng

lực sáng tạo của học sinh trong quá trình dạy học

Từ những lý do trên, việc vận dụng tư tưởng dạy học tích hợp vào quá trình dạy học làrất cần thiết, là một xu hướng của dạy học được nhiều nước trên thế giới quan tâm thực hiện ở Việt Nam, dạy học tích hợp cũng đã được nghiên cứu và vận dụng từ những năm 60nhưng đến nay vẫn chưa trở thành phổ biến Hiện nay dạy học tích hợp cũng đã được nghiêncứu vận dụng ở nhiều môn học như Ngữ Văn, Sinh học, Hóa học…trong đó có việc tích hợpcác nội dung GDMT vào dạy học các bộ môn ở trường phổ thông

Các dạng vận dụng dạy học tích hợp GDMT vào các môn học ở trường phổ thông hiệnnay thường là:

- Hình thức liên hệ ( permeation): là hình thức tích hợp khi các kiến thức GDMTkhông được nêu rõ trong sách giáo khoa (SGK), nhưng dựa vào kiến thức của bàihọc, giáo viên có thể bổ xung các kiến thức về môi trường ( như các hiện tượng, sốliệu về tình trạng môi trường, sử dụng môi trường…) vào bài giảng trên lớp dướihình thức các ví dụ , cũng có thể tổ chức các tình huống học tập ở đó học sinh vậndụng kiến thức vào thực tế có liên quan tới vấn đề môi trường sinh thái;

- Hình thức lồng ghép (infusion): Với hình thức này, trong chương trình và SGK cócác kiến thức môn học cũng chính là kiến thức về môi trường được tích hợp với nhau

ở các mức độ khác nhau

1.2 Giáo dục môi trường qua dạy học môn vật lí ở bậc THPT

Ngày nay vấn đề ô nhiễm môi trường, phá vỡ cân bằng sinh thái đã là vấn đề quan tâmchung của nhân loại Vì vậy, người ta coi vấn đề môi trường là một trong các "vấn đề toàncầu"

Nguyên nhân gây ra ô nhiễm môi trường đã được xác định chủ yếu là do các hoạt độngcủa con người: phá rừng, sản xuất công, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dân sốtăng nhanh… Trong bối cảnh phát triển của xã hội loài người, bài toán:"phát triển bền vững"

đã được đặt ra để giải quyết Phương châm của phát triển bền vững được nêu lên là: "Sự pháttriển thỏa mãn những nhu cầu trong hiện tại không làm xâm phạm đến khả năng làm thỏamãn nhu cầu của các thế hệ tương lai"

ở bậc THPT, mỗi môn học có vị trí khác nhau trong vấn đề thực hiện GDMT Có nhiềumôn học có thuận lợi do đối tượng bộ môn liên quan nhiều đến vấn đề môi trường sinh tháinhư: sinh học, địa lý, hóa học, giáo dục công dân Các môn học khác như vật lý, mặc dùkhông có các chủ đề nghiên cứu riêng về vấn đề môi trường sinh thái, song đều có thể tìmđược cơ hội đưa vấn đề GDMT vào nội dung bài học Điều quan trọng GV phải được chuẩn

bị các hiểu biết về vấn đề môi trường, hiểu sâu kiến thức bộ môn

- Một số định hướng nội dung GDMT khi dạy học vật lý ở trường THPT:

Theo định nghĩa về môi trường của Chương trình môi trường Liên Hiệp quốc (UnitedNation Enviroment Program (UNEP)): "Môi trường là tập hợp các yếu tố vật lý, hóa học,sinh học, kinh tế xã hội, tác động lên từng cá thể hay cả cộng đồng" Việc phân tích cấu trúcmôi trường theo khoa học môi trường cho thấy các yếu tố vật lý có vai trò rất quan trọng.Như vậy, môn vật lý ở trường phổ thông có thể khai thác nhiều cơ hội để tích hợp các nộidung GDMT, có thể nêu ra một số trường hợp như:

+ Khai thác từ nội dung môn học vật lý;

+ Tích hợp các nội dung của các môn học khác như: hóa học, sinh học, (vì nhiều quátrình hóa học, sinh học, chịu tác động của yếu tố vật lý)

Để định hướng cho việc lựa chọn nội dung GDMT phù hợp, có thể nêu lên một số vấn đềmôi trường dang được quan tâm hiện nay có liên quan trực tiếp tới các quá trình vật lý;

1 - Tài nguyên rừng bị suy giảm:

- Trước hết phải làm rõ được vai trò của rừng đối với cuộc sống con người:

+ Rừng - nguồn gien quý giá (động, thực vật);

- Các giải pháp bảo vệ rừng, phát triển rừng nhìn từ góc độ vật lý (chống sói mòn đất, hạnchế khí nhà kính…);

2- Ô nhiễm nước:

Vai trò của nước đối với sự sống trên Trái Đất, các quá trình lý hóa khi nước bị ônhiễm, các biện pháp bảo vệ nước, chu trình nước trong tự nhiên ( liên quan tới các hiệntượng chuyển thể của nước…)

3- Suy thái và ô nhiễm đất

4- Ô nhiễm không khí: khí quyển, quá trình suy giảm tầng ôzôn, chất phóng xạ, hóa chất;

5- Ô nhiễm tiếng ồn: liên quan trực tiếp tới các quá trình vật lý như sóng âm:

* Khái niệm: ô nhiễm môi trường do tiếng ồn (tập hợp những âm thanh tạp loạn có tần số vàchu kỳ khác nhau, nói cách khác : là những âm thanh chói tai, gây những tác động khôngmong muốn, có hại cho sức khỏe con người,, cơ thể sống

* Các nguồn ô nhiễm: tiéng máy bay, xe cộ, karaokê quá giới hạn cho phép, , (âm

thanh ≥ 80 dB)

6- Ô nhiễm ánh sáng: sự chiếu sáng gây tác hại đến con người và sinh vật.

7– Sản xuất , truyền tải và sử dụng điện năng nhìn nhận dưới góc độ bảo vệ môi trường

8– Ô nhiễm phóng xạ: Các tia phóng xạ, an toàn hạt nhân,…

- Về phương tiện dạy học:

Phương tiện dạy học có ý nghĩa quan trọng nâng cao chất lượng dạy học nói chung, chấtlượng GDMT nói riêng Ví vậy trong các bài học có tích hợp các nội dung GDMT giáo viênnên tăng cường sử dụng các phương tiện dạy học, đặc biệt là các phương tiện nghe nhìnChẳng hạn, sử dụng các video clip (từ 3 - 5 phút) để giới thiệu về các yếu tố môitrường và sử dụng hợp lý năng lượng, như: cọn nước, cối giã gạo nước, trạm thủy điện nhỏ,trạm pin mặt trời (năng lượng sạch), ô nhiễm không khí và tiếng ồn giao thông ; từ trườngtrái đất, năng lượng nguyên tử,

Để khai thác và cập nhật các tư liệu phục vụ GDMT, giáo viên có thể chủ động sử dụngphương tiện internet khai thác các Website về môi trường và GDMT bổ ích

1.3- Hai kiểu triển khai GDMT :

a. / Kiểu 1: thông qua dạy học các bộ môn ở phổ thông:

ở đây có 2 dạng bài học có thể khai thác cho GDMT:

Dạng 1: nội dung chủ yếu của bài học, hoặc có nội dung môn học trùng hợp với nội dung

môi trường ( hình thức lồng ghép)

Dạng 2: một số nội dung của bài học có liên quan với nội dung GDMT song không nêu rõ trong

sách giáo khoa (hình thức liên hệ)

Khi khai thác cơ hội GDMT dù theo hình thức nào cũng cần tuân theo 3 nguyên tắc sau:

1./ Không làm mất tính đặc trưng của môn học Không biến bài học bộ

môn thành bài học môi trường;

2./ Khai thác nội dung chọn lọc, tập trung, không tràn lan, tùy tiện;

3./ Phát huy tích cưc nhận thức của HS, khai thác kinh nghiệm thực tế của HS, tận dụng cơ hội để HS tiếp xúc trực tiếp với môi trường.

Có thể nêu lên một số cách thức tổ chức hoạt động GDMT qua dạy học bộ môn như sau: Phân tích vấn đề môi trường liên quan nội dung môn học;

Khai thác thực trạng môi trường làm nội dung GDMT;

Xây dựng bài tập môn học từ thực tế môi trường địa phương;

Sử dụng phương tiện dạy học hỗ trợ GDMT;

Sử dụng tài liệu tham khảo (tranh, ảnh, sách, báo )

Thực hiện bài học tại thực địa

- Các hoạt động của GV khi xác định nội dung GDMT và xây dựng giáo án khai thác GDMT

Các hoạt động của GV khi định hướng tổ chức quá trình dạy học tích hợp GDMT, theochúng tôi sẽ bao gồm:

Hoạt động 1: Nghiên cứu chương trình, SGK để xây dựng mục tiêu dạy học, trong đó

có các mục tiêu GDMT Việc nghiên cứu chương trình, nội dung SGK cho phép GV xâydựng kế họach dạy học phù hợp cho toàn bộ chương trình bộ môn, cho từng phần của mônhọc, từng chương cũng như từng bài học Nhờ việc phân tích chương trình, SGK GV có

được cái nhìn tổng thể về các đơn vị kiến thức, kĩ năng, thấy được mối liên hệ giữa chúng và

dễ phát hiện các cơ hội tích hợp nội dung GDMT vào từng đơn vị kiến thức một cách hợp lí,

từ đó lập kế hoạch khai thác các nội dung GDMT trong suốt quá trình dạy học mà không savào tình huống ngẫu nhiên, tuỳ tiện làm quá tảI bài học, hoặc trùng lặp, hoặc không đưa rađược các tình huống GDMT thực sự có ý nghĩa thuyết phục Kết thúc quá trình này GV cóthể đưa ra một sơ đồ lôgic xây dựng kiến thức một cách phù hợp Việc làm này sẽ cho cáinhìn trực quan về mối liên hệ giữa các kiến thức, cho phép xác định hợp lí các tình huống sửdụng phương pháp và phương tiện dạy học thích hợp Nó cũng cho phép xác định hợp lí các

cơ hội tích hợp nội dung GDMT vào bài học

Hoạt động 2: Xác định các nội dung GDMT cần tích hợp:

Căn cứ vào mối liên hệ giữa kiến thức bộ môn và nội dung GDMT, GV cần làm rõ sẽtích hợp nội dung GDMT nào là hợp lí, thời lượng dành cho nó là bao nhiêu

Theo các nguyên tắc chung về GDMT thì các nội dung môi trường càng gần với kinhnghiệm sống của HS thì càng tốt, đặc biệt có ý nghĩa là các nội dung đề cập tới vấn đề môitrường sinh thái của địa phương Vì vậy, với cùng một nội dung tri thức vật lí trong SGK,song khi dạy cho HS ở các vùng miền khác nhau, GV cần có cách khai thác nội dung GDMTkhác nhau Nói một cách khác, căn cứ vào đối tượng HS khác nhau, GV sẽ xây dựng các tìnhhuống tích hợp nội dung GDMT khác nhau

Hoạt động 5: Lựa chọn và vận dụng các phương pháp và phương tiện dạy học phù hợp: ở

đây, trứơc hết phải vận dụng các phương pháp dạy học tích cực

Hoạt động 4: Xây dựng tiến trình dạy học dạy học cụ thể: ở hoạt động này GV thiết kế cụ

thể các yêu cầu đối với HS, các hoạt động trợ giúp của GV đối với HS và phối hợp các hoạtđộng đó để đạt được mục đích dạy học

Cấu trúc một giáo án khai thác GDMT có thể như sau :

( trong đó có mục tiêu GDMTđã được tích hợp ).

II - Kiến thức trọng tâm:

( trong đó có chỉ rõ các nội dung GDMT đá được tích hợp vào )

III Phương pháp / phương tiện dạy học

IV. Hoạt động dạy học :

1 Hoạt động 1 (…phút) ổn định lớp và kiểm tra bài cũ

Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên

- (Nêu các hoạt động cụ thể của học sinh) - (Nêu cụ thể các hành động trợ giúp của

giáo viên)

2 Hoạt động 2 (…phút): …(Nêu tên của đơn vị kiến thức cần nắm vững)

Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên

- (Nêu các hoạt động cụ thể của học sinh) - (Nêu cụ thể các hành động trợ giúp của

giáo viên)

Hoạt động … (…phút): …(Nêu tên của đơn vị kiến thức cần nắm vững)

Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên

- (Nêu các hoạt động cụ thể của học sinh) - (Nêu cụ thể các hành động trợ giúp của

giáo viên)

Hoạt động … (…phút): ….Vận dụng, củng cố bài / đánh giá

Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên

- (Nêu các hoạt động cụ thể của học sinh) - (Nêu cụ thể các hành động trợ giúp của

giáo viên)

Hoạt động tiếp nối ( Bài tập , câu hỏi tự học )

V. Phụ lục: ( Các tư liệu về môi trường và GDMT ).

b./ Kiểu 2: GDMT được triển khai như một hoạt động độc lập:

Các hoạt động độc lập này hoàn toàn phù hợp với các hình thức tổ chức dạy học bộ môn,như: tham quan, ngoại khóa, tuần lễ môi trường Nội dung của các hoạt động này chủ yếu lànội dung môn học, các nội dung GDMT sẽ được tích hợp vào các hoạt động cung Tuynhiên, vì đây là các hoạt động ngoài giờ lên lớp, gắn với thực tế môi trường sống, môi trườnglao động sản suất nên có nhiều điều kiện tích hợp sâu sắc các nội dung GDMT Song do thực

tế kế hoạch dạy học hiện nay là rất chặt chẽ, nên GV phải nghiên cứu lựa chọn chủ đề phùhợp và có kế hoạch sớm để nhà trường tạo điều kiện Dưới đây là một gợi ý cho việc xâydựng một kế hoạch hoạt động

- Xây dựng kế hoạch hoạt động GDMT ngoài giờ lên lớp :

•Chọn chủ đề môi trường : ( ô nhiễm nước )

•Hình thức của hoạt động : ( Tham quan, câu lạc bộ , dã ngoại , bài tập khảo sátmôi trường, thi tái chế, thi tìm hiểu môi trường gắn với môn học, các trò chơi và

sự mô phỏng; )

•Thiết kế hoạt động :

+ Chương trình , kế hoạch chi tiết các bước

+ Cách thức thực hiện

+ Nhân sự ( nhóm công tác , phân công )

+ Chuẩn bị CSVC / tài chính ( nếu có )

+ Thời gian Địa điểm Sự cho phép

•Thực hiện hoạt động :

( Giám xát , giúp đỡ , điều chỉnh , đánh giá )

•Kết thúc hoạt động :

( Đánh giá kết quả , nhận xét , bài học , báo cáo , kiến nghị thực tiễn )

III.- Một số bàI soạn vật lí tích hợp GDMT

Thế năng trọng trường Thế năng đàn hồi

Nước chảy ở nơi đất dốc Sinh công bào mòn đất, gây sạt lở (sói mòn và làm đất bạc mầu) Trồng cây chống sói mòn,…

Biến thiên thế năng và công của trọng lực

AMN= w t (M) - w t (N)

- Nêu được đơn vị đo thế năng;

- Hiểu được công thức công của lực đàn hồi, công thức tính thế năng đàn hồi

- Hiểu đượớc sự biến thiên thế năng của nước trong tự nhiên có thể sinh công cóích song cũng có thể gây ra tác động có hại

2.Kĩ năng:

- Vận dụng được các khái niệm trọng trường, thế năng trọng trường, công củatrọng lực, thế năng đàn hồi để giải thích các hiện tượng trong đời sống và tựnhiên;

- Vận dụng được các công thức tính thế năng trọng trường, công thức AMN =

t (M) - t (N), công thức tính thế năng đàn hồi ;

- Giáo dục môi trường: Giải thích tác động làm sói mòn đất khi nước chảy và biện pháp khắc phục Giải thích vai trò của cây cối trong việc chống sói mòn đất

3.Thái độ:

Quan tâm trồng cây, ý thức bảo vệ rừng.

II. Chuẩn bị

1. Giáo viên

- Biên soạn nội dung câu hỏi 1-4 SGK thành các câu trắc nghiệm;

- Dụng cụ thí nghiệm về thế năng của trọng trường, của lực đàn hồi

- Chuẩn bị các hình ảnh về sói mòn đất, hình ảnh về tác dụng chống sói mòn đấtcủa rừng (có được một đoạn video ngắn về lũ thì tốt)

III. Tổ chức các hoạt động dạy học

Hoạt động 1 (… phút): Kiểm tra bài cũ.

Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên

-Đ ộng năng là gì? Công của lực tác dụng

và độ biến thiên động năng?

- Nhận xét câu trả lời của bạn

- Cho nhận xét: Biến thiên động năng của

một vật đang rơi?

-Nêu câu hỏi và yêu cầu HS trả lời

- Nhận xét đánh giá

Hoạt động 2 (…phút): Tìm hiểu khái niệm trọng trường

Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên

- Đọc mục 1 Trọng trường và cho nhận xét

về biểu hiện của trọng trường

- Lấy các ví dụ thực tế về biểu hiện của trọng

trường, sự sinh công của trọng lực

- Yêu cầu HS đọc mục 1

-Hướng dẫn HS tìm hiểu các khái niệm trọnglực, trọng trường, trọng trường đều;

- Yêu cầu HS lấy ví dụ và nhận xét

Hoạt động 3 (…phút): Thế năng trọng trường Biểu thức tính thế năng trọng trường.

Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên

- Đọc ví dụ về sự sinh công của búa máy -Yêu cầu và hướng dẫn HS đọc SGK , đưa ra

Tìm các ví dụ tương tự và khái quát, tự nêu

được kháI niệm thê năng trọng trường

- Đọc SGK và nêu lên biểu thức tính thế

wt = mgz Nhận xét câu trả lời của HS Kết

luận về thế năng trọng trường

Hoạt động 4 (…phút): Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực

Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên

- Sử dụng công thức (26.2) để tính công của - Yêu cầu HS đọc mục 3 và cho nhận xét;trọng lực khi một vật có khối lượng m rơi tử Hướng dẫn HS thảo luận

điểm M có độ cao zM tới điểm N có độ cao

- Nhận xét các câu trả lời của HS, đưa ra kết

zN Phát biểu kết luận khái quát và các hệ luận

quả Trả lời câu hỏi C4, C5

Hoạt động 5 (…phút):Tích hợp GDMT sói mòn đất, sự tàn phá của nước lũ

Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên

- Nêu các ví dụ lợi dụng thế năng dòng

nước, các tác động có hại của thế năng của

nước ( cối giã gạo nước, cọn nước, nhà máy

thuỷ điện; sói mòn đất, sự tàn phá của nước

lũ, biện pháp chống sói mòn đất và hạn chế

tác hại của lũ…)

-Nhận xét câu trả lời của HS, giới thiệu hìnhảnh nhà máy thuỷ điện, sói mòn đất, ruộng bậc thang , vai trò của rừng Hướng dẫn HS

tự tìm hiểu thêm

Hoạt động 6 (…phút): Thế năng đàn hồi Công của lực đàn hồi Thế năng đàn hồi

Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên

-Nhắc lại các hiểu biết về thế năng đàn hồi

đã học ở lớp 8 Cho các ví dụ thực tế khi một

vật biến dạng thì sinh công

-Đọc SGK, phát biểu công thức tính công

-Yêu cầu HS phân tích hình vẽ 26.4, đọcSGK và giảI thích ý nghĩa của côngthức 26.6

- Yêu cầu HS khát quát, phát biểu thế năng đàn hồi và đưa ra biểu thức tính

Hoạt động 7 (…phút): Vận dụng, củng cố

Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên

-Nêu định nghĩa và ý nghĩa của thế năng: a.

trọng trường; b đàn hồi

- Nhận xét câu trả lời của bạn

- Nhận xét, đánh giá câu trả lời của HS Phátbiểu kết luận

Hoạt động 8 (…phút):Hướng dẫn về nhà

Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

- Những chuẩn bị cho bài sau

- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà

- Yêu cầu HS chuẩn bị bài sau

IV. Giới thiệu một số tài liệu phục vụ GDMT

1. Công thức đơn giản tính công suất của nhà máy thuỷ điện:

công xuất của một máy thủy điện được xác định bởi chiều cao của thác nước h, lưu lượng củadòng chảy trong một đơn vị thời gian  m 

: N = mgh

 

3. Tài liệu đọc thêm

Thuỷ điện và các vấn đề môi trường sinh thái

Sự phát điện của nhà máy điện cũng có thể ảnh hưởng đến môi trường của dũng sụngbờn dưới Thứ nhất, nước sau khi ra khỏi turbine thường chứa rất ít cặn lơ lửng, có thể gây ratỡnh trạng xối sạch lũng sụng và làm sạt lở bờ sụng Thứ hai, vỡ cỏc turbine thường mởkhông liên tục, có thể quan sát thấy sự thay đổi nhanh chóng và bất thường của dũng chảy.Tại Grand Canyon, sự biến đổi dũng chảy theo chu kỳ của nú bị cho là nguyờn nhõn gõy nờntỡnh trạng súi mũn cồn cỏt ngầm Lượng oxy hoà tan trong nước có thể thay đổi so với trước

đó Cuối cùng, nước chảy ra từ turbine lạnh hơn nước trước khi chảy vào đập, điều này cóthể làm thay đổi số lượng cân bằng của hệ động vật, gồm cả việc gây hại tới một số loài Các

hồ chứa của các nhà máy thuỷ điện ở các vùng nhiệt đới có thể sản sinh ra một lượng lớn khímethane và carbon dioxide Điều này bởi vỡ cỏc xỏc thực vật mới bị lũ quột và cỏc vựng tỏi

bị lũ bị tràn ngập nước, mục nát trong một môi trường kỵ khí và tạo thành methane, một khígây hiệu ứng nhà kính mạnh Methane bay vào khí quyển khí nước được xả từ đập để làmquay turbine Theo bản báo cáo của Uỷ ban Đập nước Thế giới (WCD), ở nơi nào đập nướclớn so với công suất phát điện (ít hơn 100 watt trên mỗi km2 diện tích bề mặt) và không cóviệc phá rừng trong vùng được tiến hành trước khi thi công đập nước, khí gas gây hiệu ứngnhà kớnh phát ra từ đập có thể cao hơn những nhà máy nhiệt điện thông thường Ở các hồchứa phương bắc Canada và Bắc Âu, sự phát sinh khí nhà kính tiêu biểu chỉ là 2 đến 8% sovới bất kỳ một nhà máy nhiệt điện nào

Một cái hại nữa của các đập thuỷ điện là việc tái định cư dân chúng sống trong vùng hồchứa Trong nhiều trường hợp không một khoản bồi thường nào có thể bù đắp được sự gắn

bú của họ về tổ tiờn và văn hoá gắn liền với địa điểm đó vỡ chỳng cú giỏ trị tinh thần đối với

họ Hơn nữa, về mặt lịch sử và văn hoá các địa điểm quan trọng có thể bị biến mất, như dự

án Đập Tam Hiệp ở Trung Quốc, đập Clyde ở New Zealand và đập Ilisu ở đông nam ThổNhĩ Kỳ.Một số dự án thuỷ điện cũng sử dụng các kờnh, thường để đổi hướng dũng sông tới

độ dốc nhỏ hơn nhằm tăng áp suất có được Trong một số trường hợp, toàn bộ dũng sụng cúthể bị đổi hướng để trơ lại lũng sụng cạn Những vớ dụ như vậy có thể thấy tại Sụng Tekapo

và Sụng Pukaki Những người tới giải trí tại các hồ chứa nước hay vùng xả nước của nhàmáy thuỷ điện có nguy cơ gặp nguy hiểm do sự thay đổi mức nước, và cần thận trọng vớihoạt động nhận nước và điều khiển đập tràn của nhà máy Việc xây đập tại vị trí địa lý khụnghợp lý cú thể gõy ra những thảm hoạ như vụ Đập Vajont tại í, gõy ra cỏi chết của 2001 ngườinăm 1963

Canh tỏc ở vựng đất dốc

Ruộng bậc thang ở Sa Pa (Nguồn: Bách khoa toàn thư mở Wikipedia ).

Bài 60 Nguyên tăc hoạt động của động cơ nhiệt và máy lạnh.

Nguyên lí II nhiệt động lực học

( Vật lí 10 nâng cao)

A Mục tiêu:

1 Kiến thức

- Biết được nguyên tăc hoạt động của động cơ nhiệt và máy lạnh; hiểu về nguồn nóng,nguồn lạnh, tác nhân cùng bộ phận phát động, sinh công hay nhận vào ở một số máythường gặp;

- Hiểu được nguyên lí II NĐLH và chiều diễn biến của các quá trình trong tự nhiên, bổxung cho nguyên lí I NĐLH như thế nào Phát biểu được nguyên lí II NĐLH;

- GDMT: HS hiểu được các chất thải và tác nhân của động cơ nhiệt và máy lạnh gây ônhiễm môi trường

- Gợi ý ứng dung CNTT: Các loại động co nhiệt, máy lạnh

- Một số máy nhiệt trong thực tế

Nhận công

Môi chất lạnh gây ô nhiễm môi trường

Động cơ nhiệt

Nguyên tắc hoạt độngNguồn nóng T1 Hiệu suấtH  A  Q 1 Q 2

QQ

Khí thải gây ô nhiễm môi trường

Tác nhân Sinh công A

- Ôn lại các kiến thức về động cơ nhiệt ở lớp 8

C Sơ đồ xây dựng kiến thức

1. Động cơ nhiệt

2 Máy lạnh

Hiệu ứng nhà kớnh, xuất phỏt từ effet de serre trong tiếng Phỏp, do Jean Baptiste

Joseph Fourier lần đầu tiên đặt tên, dùng để chỉ hiệu ứng xảy ra khi năng lượng bức xạ củatia sáng mặt trời, xuyên qua các cửa sổ hoặc mái nhà bằng kính, được hấp thụ và phân tán trởlại thành nhiệt lượng cho bầu không gian bên trong, dẫn đến việc sưởi ấm toàn bộ khônggian bên trong chứ không phải chỉ ở những chỗ được chiếu sáng.Hiệu ứng này đó được sửdụng từ lâu trong các nhà kính trồng cây Ngoài ra hiệu ứng nhà kớnh cũn được sử dụngtrong kiến trúc, dùng năng lượng mặt trời một cách thụ động để tiết kiệm chất đốt sưởi ấmnhà ở

tự nhiên này nhiệt độ trái đất của chúng ta chỉ vào khoảng –15°C

Có thể hiểu một cách sơ lược như sau : ta biết nhiệt độ trung bỡnh của bề mặt trỏi đấtđược quyết định bởi cân bằng giữa năng lượng mặt trời chiếu xuống trái đất và lượng bức xạnhiệt của mặt đất vào vũ trụ Bức xạ nhiệt của mặt trời là bức xạ có sóng ngắn nên dễ dàngxuyên qua tầng ozon và lớp khí CO2 để đi tới mặt đất, ngược lại bức xạ nhiệt từ trái đất vào

vũ trụ là bước sóng dài, không có khả năng xuyên qua lớp khí CO2 dày và bị CO2 + hơinước trong khí quyên hấp thụ Như vậy lượng nhiệt này làm cho nhiệt độ bầu khí quyển baoquanh trái đất tăng lên Lớp khí CO2 có tác dụng như một lớp kính giữ nhiệt lượng tỏangược vào vũ trụ của trái đất trên quy mô toàn cầu Bên cạnh CO2 cũn cú một số khớ khỏccũng được gọi chung là khí nhà kính như NOx, Metan, CFC

Ở thời kỳ đầu tiên của lịch sử trái đất, các điều kiện tạo ra cuộc sống chỉ có thể xuấthiện vỡ thành phần của điôxít cacbon trong bầu khí quyển nguyên thủy cao hơn, cân bằng lạilượng bức xạ của mặt trời lúc đó yếu hơn đến khoảng 25% Cường độ của các tia bức xạ tănglên với thời gian Trong khi đó đó cú đủ cây cỏ trên Trái Đất, thụng qua sự quang hợp, lấy đimột phần khí điôxít cacbon trong không khí tạo nên các điều kiện khí hậu tương đối ổn định

Khớ nhà kớnh

Khí nhà kính là những khí có khả năng hấp thụ các bức xạ sóng dài (hồng ngoại)được phản xạ từ bề mặt trái đất khi được chiếu sáng bằng ánh sáng mặt trời, sau đó phân tánnhiệt lại cho trái đất, gây nên hiệu ứng ấm Các khí nhà kính chủ yếu bao gồm: hơi nước,CO2, CH4, N2O, O3, các khí CFC

Tỷ lệ phần trăm các khí gây hiệu ứng nhà kính:

Tỷ lệ phần trăm các hoạt động của loài người làm tăng nhiệt độ trái đất:

Khụng nờn nhầm lẫn hiệu ứng nhà kớnh nhõn loại với việc làm tổn thất đến lớp khíụzụn ở tầng bỡnh lưu cũng do loài người gây ra

Những ảnh hưởng có thể xảy ra do hiệu ứng nhà kính nhân loại

Phần lớn các nhà khoa học ủng hộ giả thuyết cho rằng việc tăng nồng độ các khớ nhàkớnh do loài người gây ra, hiệu ứng nhà kính nhân loại, sẽ làm tăng nhiệt độ trên toàn cầu(sự núng lờn của khớ hậu toàn cầu) và như vậy sẽ làm thay đổi khí hậu trong các thập kỷ vàthập niên kế đến

Giả thuyết này bị phủ nhận bởi một số người gọi là nhà phê bỡnh khớ hậu mà con sốcỏc nhà khoa học trong họ đó giảm đi rừ rệt trong những năm vừa qua

Sau đây là một số hậu quả liên đới với việc thay đổi khí hậu do hiệu ứng này có thểgây ra:

- Các nguồn nước: Chất lượng và số lượng của nước uống, nước tưới tiêu, nước cho kỹ nghệ

và cho các máy phát điện, và sức khỏe của các loài thủy sản có thể bị ảnh hưởng nghiêmtrọng bởi sự thay đổi của các trận mưa rào và bởi sự tăng khí bốc hơi Mưa tăng có thể gây

lụt lội thường xuyên hơn Khí hậu thay đổi có thể làm đầy các lũng chảo nối với sụng ngũitrờn thế giới.

- Cỏc tài nguyờn bờ biển: Chỉ tại riờng Hoa Kỳ, mực nước biển dự đoán tăng 50 cm vào năm

2100, có thể làm mất đi 5.000 dặm vuông đất khô ráo và 4.000 dặm vuông đất ướt

- Sức khỏe: Số người chết vỡ núng cú thể tăng do nhiệt độ cao trong những chu kỡ dài hơntrước Sự thay đổi lượng mưa và nhiệt độ có thể đẩy mạnh các bệnh truyền nhiễm

- Nhiệt độ tăng lên làm tăng các quá trỡnh chuyển húa sinh học cũng như hóa học trong cơthể sống, gây nên sự mất cân bằng

- Lâm nghiệp: Nhiệt độ cao hơn tạo điều kiện cho nạn cháy rừng dễ xảy ra hơn

- Năng lượng và vận chuyển: Nhiệt độ ấm hơn tăng nhu cầu làm lạnh và giảm nhu cầu làmnóng Sẽ có ít sự hư hại do vận chuyển trong mùa đông hơn, nhưng vận chuyển đường thủy

có thể bị ảnh hưởng bởi số trận lụt tăng hay bởi sự giảm mực nước sông

- Xa hơn nữa nếu nhiệt độ của quả đất đủ cao thỡ cú thể làm tan nhanh băng tuyết ở Bắc Cực

và Nam Cực và do đó mực nước biển sẽ tăng quá cao, có thể dẫn đến nạn hồng thủy

Các nỗ lực hiện tại để giảm trừ Hiệu ứng nhà kính nhân loại

Một trong những cố gắng đầu tiên của nhân loại để giảm mức độ ấm dần do khí thải

kỹ nghệ là việc cỏc quốc gia đó tham gia bàn thảo và tỡm cỏch kớ kết một hiệp ước có tên làNghị định thư Kyoto Tuy nhiên, hiệp ước này không được một số nước công nhận, trong đóquan trọng nhất là Mỹ với lí do là hiệp định này có khả năng gây tổn hại cho sự phát triểnkinh tế của Hoa Kỳ

Tuy nhiên, về phía nội bộ nước Mỹ và các nước tiên tiến khác, nhiều nỗ lực để giảmkhí độc mà chủ yếu thải ra từ xe máy nổ và các nhà máy kỹ nghệ đó được áp dụng khá mạnh

mẽ Ở Hoa Kỳ, hầu hết các tiểu bang đều có luật bắt buộc các phương tiện giao thông dùngđộng cơ nổ phải có giấy chứng nhận qua được các thử nghiệm định kỡ về việc đạt tiêu chuẩnnhả khói của hệ thống xe

Sự suy giảm ụzụn (Nguồn: Bách khoa toàn thư mở Wikipedia)

Hỡnh chụp

lỗ thủngụzụn lớnnhất ở NamCực từtrước đến

năm 2000

Sự suy giảm tầng ụzụn là hiện tượng giảm lượng ụzụn trong tầng bỡnh lưu Từ năm

1979 cho đến năm 1990 lượng ôzôn trong tầng bỡnh lưu đó suy giảm vào khoảng 5% Vỡlớp ụzụn ngăn cản phần lớn cỏc tia cực tớm có hại không cho xuyên qua bầu khí quyển Tráiđất, sự suy giảm ôzôn đang được quan sát thấy và các dự đoán suy giảm trong tương lai đótrở thành một mối quan tõm toàn cầu, dẫn đến việc cụng nhận Nghị định thư Montreal hạnchế và cuối cựng chấm dứt hoàn toàn việc sử dụng và sản xuất cỏc hợp chất cỏcbon của clo

và flo (CFC - chlorofluorocacbons) cũng như các chất hóa học gây suy giảm tầng ôzôn khác

như tetraclorit cỏcbon, cỏc hợp chất của brụm (halon) và methylchloroform

Sự suy giảm ôzôn thay đổi tùy theo vùng địa lý và tựy theo mựa Lỗ thủng ụzụn dựng

để chỉ sự suy giảm ôzôn nhất thời hằng năm ở hai cực Trái đất, những nơi mà ôzôn bị suygiảm vào mùa Xuân (cho đến 70% ở 25 triệu km2 của Nam Cực và cho đến 30% ở Bắc Cực)

và được tái tạo trở lại vào mùa hè Nồng độ clo tăng cao trong tầng bỡnh lưu, xuất phát khicác khí CFC và các khí khác do loài người sản xuất ra bị phân hủy, chính là nguyên nhân gây

ra sự suy giảm này

Trong các thảo luận chính trị công khai "suy giảm tầng ôzôn" đồng nghĩa với lýthuyết cho rằng xu hướng suy giảm ôzôn toàn cầu, được gây ra vỡ thải cỏc khớ CFC, sẽ tạođiều kiện cho các bức xạ cực tím đến mặt đất nhiều hơn

Cường độ gia tăng của các bức xạ cực tím đang được nghi ngờ chính là nguyên nhângây ra nhiều hậu quả trong sinh học, thí dụ như gia tăng các khối u ỏc tớnh, tiờu hủy cỏc sinhvật

phự du trong tầng cú ỏnh sỏng của biển

Trước khi bắt đầu xu hướng suy giảm ôzôn, lượng ôzôn trong tầng bỡnh lưu được giử

ổn định nhờ vào cân bằng giữa tạo thành và phân hủy các phân tử ôzôn nhờ vào tia cực tím

Phõn hủy ụzụn

ễzụn cú thể bị phỏ hủy bởi cỏc nguyờn tử clo, flo hay brụm trong bầu khí quyển Cácnguyên tố này có trong một số hợp chất bền nhất định, đặc biệt là chlorofluorocacbon (CFC),

đi vào tầng bỡnh lưu và được giải phóng bởi các tia cực tím

Quan trọng nhất là các nguyên tử clo được tạo thành như thế sẽ trở thành chất xúc táchủy diệt các phân tử ôzôn trong một chu kỳ khép kín Trong chu kỳ này, một nguyên tử clotác dụng với phân tử ôzôn, lấy đi một nguyên tử ôxy (tạo thành ClO) và để lại một phân tửôxy bỡnh thường Tiếp theo, một ôxy nguyên tử tự do sẽ lấy đi ôxy từ ClO và kết quả cuốicùng là một phân tử ôxy và một nguyên tử clo, bắt đầu lại chu kỳ Một nguyên tử clo đơn

độc sẽ phân hủy ôzôn mói mói nếu như không có các phản ứng khác mang nguyên tử clo rakhỏi chu kỳ này bằng cách tạo nên các nguồn chứa khác như axớt clohydric và clo nitrat(ClONO2).

Phản ứng của nguyên tử clo trong các nguồn chứa này thông thường chậm nhưngđược gia tăng khi có các đám mây tầng bỡnh lưu ở địa cực, xuất hiện trong mùa Đông ởNam Cực, dẫn đến chu kỳ tạo thành lỗ thủng ôzôn theo mùa

Cỏc nguyờn nhõn của lỗ thủng ụzụn

Lỗ thủng ụzụn Nam Cực là phần của tầng bỡnh lưu Nam Cực mà mức độ ôzôn hiệntại đó giảm xuống chỉ cũn 33% so với cỏc trị trước năm 1975 Lỗ thủng ôzôn xuất hiện vàomùa xuân ở Nam Cực, từ tháng 9 cho đến đầu tháng 12, khi gió tây mạnh bắt đầu thổi tuầnhoàn trên lục địa và tạo thành bầu chứa khí quyển Trong các "gió xoáy địa cực" này, hơn50% ôzôn vùng phía dưới của tầng bỡnh lưu bị phân hủy trong mùa xuân

Ánh sỏng mặt trời ở các vùng địa cực dao động nhiều hơn ở các nơi khác và trong batháng mùa Đông hầu như là tối tăm không có bức xạ mặt trời Nhiệt độ không khí ở vàokhoảng -80°C hay lạnh hơn gần như trong suốt mùa Đông đó tạo nờn cỏc đám mây ở tầngbỡnh lưu trên địa cực Các phần tử của những đám mây này bao gồm axít nitric hay nướcđóng băng tạo nên bề mặt cho các phản ứng hóa học gia tăng tốc độ phân hủy các phân tửôzôn

Như đó giải thớch ở phần trờn, nguyờn nhõn chớnh của giảm sỳt ụzụn ở Nam Cực vàcỏc nơi khác là sự hiện diện của các khí gốc có chứa clo (trước nhất là các CFC và các hợpchất clo với các bon liên quan) bị phân giải khi có tia cực tím tạo thành các nguyên tử clo trởthành chất xúc tác phân hủy ôzôn Sự giảm sút ôzôn do clo là chất xúc tác có thể xảy ra ởtrạng thái khí nhưng sẽ tăng đột ngột khi có sự hiện diện của các đám mây tầng bỡnh lưu trênđịa cực Các quá trỡnh quang húa tham gia tuy phức tạp nhưng đó được tỡm hiểu tốt Quansỏt chủ yếu là thụng thường phần lớn các clo trong tầng bính lưu ở trong cỏc "hợp chất chứa"bền, chủ yếu là cỏc hydro clorua (HCl) và clo nitrat (ClONO2) Mặc dù vậy trong mùa Đông

và Xuân Nam Cực các phản ứng trên bề mặt của các phần tử mây chuyển hóa các hợp chấtchứa này trở lại thành các gốc tự do có hoạt tính cao, Cl và ClO Các đám mây cũng có thể

lấy đi NO2 từ khí quyển bằng cách biến đổi chúng thành axít nitric, ngăn không cho ClO vừađược tạo thành có thể bị biến đổi trở lại ClONO2 Ánh sáng cực tím gia tăng trong mùa xuântạo cho các hợp chất clo phản ứng hủy diệt trờn 17% ụzụn trong khi cỏc hợo chất brụm làmgiảm sỳt thờm 33% Vai trũ của ỏnh sỏng mặt trời trong giảm sỳt ụzụn chớnh là lý do tại saogiảm sỳt ụzụn ở Nam Cực lớn nhất vào mựa xuõn Trong mựa Đông, mặc dù có nhiều mâynhất, không có ánh sáng trên địa cực để thúc đẩy các phản ứng hóa học Phần lớn các ôzôn bịphá hủy ở phía dưới của tầng bỡnh lưu đối ngược với việc giảm sút ôzôn ít hơn rất nhiềuthông qua các phản ứng thể khí đồng nhất xảy ra trước hết là ở phía trên của tầng bỡnh lưu.Nhiệt độ sưởi ấm vào cuối Xuân phá vỡ các gió xoáy vào trung tuần tháng 12 Khi ấm lên,không khí giàu ôzôn bay về các vĩ độ thấp, các đám mây tầng bỡnh lưu bị phá hủy, các quátrỡnh làm giảm sỳt ụzụn ngưng lại và lỗ thủng ôzôn được hàn gắn trở lại.

Hậu quả của giảm sỳt ụzụn

Vỡ tầng ụzụn hấp thụ tia cực tớm từ mặt trời, giảm sỳt tầng ụzụn dự đoán sẽ tăngcường độ tia cực tím ở bề mặt Trái Đất, có thể dẫn đến nhiều thiệt hại bao gồm cả gia tăngbệnh ung thư da Đấy là lý do dẫn đến Nghị định thư Montreal Mặc dự cỏc giảm sỳt củaụzụn ở tầng bỡnh lưu gắn liền với các CFC và có nhiều lý lẽ trờn lý thuyết để tin rằng giảmsút ôzôn sẽ dẩn đến tăng tia cực tím trên bề mặt Trái Đất, chưa có nhiều quan sát trực tiếpchứng minh liên hệ giữa giảm sút ôzôn và gia tăng tỷ lệ phát bệnh ung thư da ở con người

Gia tăng tia cực tím vỡ lỗ thủng ụzụn

Mặc dầu chỉ là một thành phần nhỏ của khớ quyển, ụzụn cú vai trũ chớnh trong việchấp thụ phần lớn tia bức xạ cực tím Lượng bức xạ cực tím xuyên qua lớp ôzôn giảm theohàm mũ với độ dầy đặc của lớp ôzôn Do đó việc giảm ôzôn trong không khí được dự đoán

sẽ cho phép tăng mức độ các tia cực tím ở gần mặt đất một cách đáng kể

Việc tăng các bức xạ của tia cực tím trên bề mặt Trái Đất vỡ lỗ thủng ụzụn chỉ cú thểsuy ra một phần từ cỏc mụ hỡnh tớnh toỏn di chuyển nhưng chưa có thể tính toán từ các đolường trực tiếp vỡ thiếu cỏc dữ liệu lịch sử (thời kỳ trước lỗ thủng) đáng tinh cậy của tia cựctím mặc dù có nhiều chương trỡnh mới đo lường quan sát tia cực tím trên bề mặt

Bởi vỡ cũng chớnh những tia cực tớm chiếm vị trớ đầu tiên trong việc tạo thành ôzôntrong lớp ôzôn ở tầng bỡnh lưu bằng ôxy, giảm bớt ôzôn ở tầng bỡnh lưu sẽ tạo ra xu hướnggia tăng các quá trỡnh quang hóa sản xuất ôzôn ở tầng thấp hơn (tầng đối lưu).

Các tác động sinh học do tăng cường tia cực tím

Mối quan tâm chính của dư luận về lỗ thủng ôzôn là các tác động của ôzôn đến sứckhỏe con người Khi lỗ thủng ôzôn trên Nam Cực tăng to đến mức bao phủ các phần phớanam của Úc và New Zealand, những người bảo vệ môi trường lo rằng các tia cực tím trên bềmặt Trái Đất có thể gia tăng đáng kể

Các tia bức xạ cực tím có năng lượng cao được hấp thụ bởi ôzôn được công nhậnchung là một yếu tố tham gia tạo thành các khối u ỏc tớnh (ung thư da) Thí dụ như theo mộtnghiên cứu, tăng 10% các tia cực tím có năng lượng cao được liên kết với tăng 19% các khối

u ác tính ở đàn ông và 16% ở phụ nữ

Cho đến nay thâm thủng ôzôn ở phần lớn các địa điểm tiêu biểu chỉ vào khoảng vàiphần trăm Nếu sự thâm thủng ở mức độ cao được quan sát thấy ở lỗ thủng ôzôn trở thànhchung cho toàn cầu, các tác động thực chất có thể sẽ tăng nhiều hơn nữa Thí dụ như mộtnghiên cứu mới đây đó phõn tớch cho thấy việc tiờu hủy rộng lớn các phiêu sinh vật 2 triệunăm trước đây trùng khớp với một sao băng đến gần Các nhà nghiên cứu cho rằng sự hủydiệt được gây ra bởi vỡ lớp ụzụn suy yếu đi trong thời gian này khi các bức xạ từ sao băngtạo thành các ôxít của nitơ làm chất xúc tác phá hủy ôzôn (các phiêu sinh vật đặc biệt rấtnhạy đối với tác động của tia cực tím và rất quan trọng trong dây chuyền thức ăn dưới biển

Tăng cường bức xạ tia cực tím có thể cũng ảnh hưởng đến mùa màng Sản lượngnhiều loại cây trồng có tầm quan trọng về kinh tế như lúa phụ thuộc vào quỏ trỡnh cố địnhnitơ của vi khuẩn lam cộng sinh ở rễ cõy Mà vi khuẩn lam rất nhạy cảm với ánh sáng cựctím và có thể bị chết khi hàm lượng tia cực tím gia tăng

Bên cạnh các ảnh hưởng trực tiếp của bức xạ cực tím đối với sinh vật, gia tăng tia cựctím trên bề mặt sẽ làm gia tăng lượng ôzôn ở tầng đối lưu Ở mặt đất ôzôn thông thườngđược công nhận là một yếu tố gây nguy hiểm đến sức khỏe vỡ ụzụn cú độc tính thể theo tính

chất ôxy hóa mạnh Vào thời điểm này ôzôn trên mặt đất được tạo thành chủ yếu qua tácdụng của bức xạ cực tím đối với các khí thải từ xe cộ.

Bài 22 dòng điện trong chất khí

( Vật lí 10 nâng cao)

I Mục tiêu:

Kiến thức: Học sinh cần phải:

- Phân biệt được sự dẫn điện tự lực và không tự lực trong chất khí

- Phân biệt được 3 quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí: Phóng điện ẩn, hồquang điện và tia lửa điện

Kỹ năng: Học sinh vận dụng được kiến thức vào các ứng dụng của quá trình phóng

điện trong chất khí

Thái độ: Thận trọng trong quá trình sử dụng các dụng cụ ứng dụng trong thực tế,

mong muốn tìm hiểu cách phòng tránh tai nạn, bảo vệ môi trường Có tinh thần hợptác trong nhóm, chú ý lắng nghe ý kiến người khác

II Chuẩn bị:

Giáo viên: Chuẩn bị thí nghiệm phóng điện trong chất khí, phóng tia lửa điện (nếucó).

Học sinh: Ôn lại kiến thức cũ: Dòng điện trong các môi trường, quan hệ giữa mật độhạt tải điện và điện dẫn suất

III Sơ đồ lô gic hình thành kiến thức của bài “Dòng điện trong chất khí”

xét thựNhận

tế ổ điện,ẫ

Hai lá kim loại dần cụp lại

Bật đèn ga kim quay

Bản chất dòng điện trong chất khí: dòng e và ion âm ngược chiều điện trường, ion dương cùng chiều điện

Nếu có hạt tải điện và điện trường chất khí dẫnđiện

Dòng điện trong chất khí có tuân theo định luật Ôm không?

ch tạo

Tia lửa Hồ quang

Hiện tượng nhân số hạt tải điện

Quá trình dẫn điện không tựlực

Giới thiệu ảnh hưởng của tia lửa

điện tới cuộc sống con người và

động vật

Cách hạn chế tác hại

GDMT: Hồ quang điện có lợi song cũng có hại với con người

trình dạy học:

1 Hoạt động 1: ổn định tổ chức lớp, kiểm tra bài cũ, đặt vấn đề vào bài mới.

Kiểm tra bài cũ

+ Muốn có dòng điện chạy qua một chất cần

có điều kiện gì?

- Phải có hạt tải điện và có độ chênh lệchđiện thế

+ Hạt tải điện trong kim loại, chất bán dẫn,

chân không là loại nào?

- Electron; electron với lỗ trống; electronphát ra từ ca tốt

Không khí là môi trường quen thuộc với con người Trong không khí ở điều kiện thường códòng điện đi qua không? Liệu có thể tạo ra được dòng điện trong chất khí không? cơ chếphát sinh dòng điện đó thế nào?

2. Hoạt động 2: Nghiên cứu quá trình dẫn điện trong chất khí

I.Chất khí là môi trường cách điện

IV Tiến

+ ở điều kiện bình thường chất khí có dẫn

điện không? làm thế nào để biết điều đó?

- Chất khí không dẫn điện Nếu chất khí dẫnđiện thì mạch điện, ổ điện đã không an toànvới con người

+ Vì sao ở điều kiện thường chất khí không

dẫn điện?

- Vì các phân tử chất khí đều ở trạng thái trunghòa về điện →trong chất khí không có hạt tảiđiện

Có thể làm cho chất khí dẫn điện không?

II. Sự dẫn điện của chất khí trong điều kiện thường

+Liệu chất khí có phải tuyệt đối cách điện

không? làm thế nào để biết điều đó?

Tích điện cho điện nghiệm, quan sátkhoảng cách giữa hai lá điện nghiệm

→ khoảng cách đó giảm dần theothời gian → Chất khí có dẫn điện

Có thể đo dòng điện trong chất khí không?

Hãy quan sát thí nghiệm

 Đ

Đèn ga Đ, nguồn điện, ampe kế nhạy, tụ điện

+ Hãy mô tả các dụng cụ và vai trò của nó

+ Đốt đèn ga, cho nhận xét? Kim quay→ có dòng điện qua

+ Vì sao đốt đèn ga lại có dòng điện? Đèn ga làm chất khí bị ion hóa → tạo ra các

hạt tải điện trong chất khí

+ Kéo đèn ra xa, quạt khí nóng vào giữa 1

bản cực, hiện tượng thế nào?

Kim vẫn lệch vẫn có hạt tải điện

+ Tắt đèn ga hiện tượng ra sao? Kim không quay→ chất khí không dẫn điện

+ Thay đèn ga bằng đèn thủy ngân, kết quả

thế nào?

Khi chiếu đèn thủy ngân có dòng điện, tắt đènkim không quay

Kết luận Ngọn lửa ga và bức xạ đèn thủy ngân làm tăng

mật độ hạt tải điện trong chất khí

Tại sao khi có ngọn lửa ga hay có bức xạ của đền thủy ngân thì có dòng điện trong chất khí?Bản chất của dòng điện này là gì?

3. Hoạt động 3: Nghiên cứu bản chất của dòng điện trong chất khí

III Bản chất dòng điện trong chất khí

1. Sự ion hóa chất khí và tác nhân ion hóa

Hãy đọc SGK và cho biết các hạt

mang điện trong chất khí xuất hiện

như thế nào?

Do có tác nhân ion hóa → e trong phân tử khí tách rathành e tự do, phân tử lúc đầu thành ion dương, e cóthể kết hợp với phân tử khác thành ion âm