Kho mô phỏng mở

Biểu đồ mạng sáu năng lực (kĩ thuật thực hành, tin học, toán và tư duy logic, thiết kế mĩ thuật, giao tiếp, tổ chức quản lí) được đặt sẵn theo nhóm năng lực và sở thích học sinh chọn; học sinh kéo từng đỉnh trên biểu đồ để tự đánh giá lại. Mỗi lần kéo, danh sách nghề kĩ thuật được xếp hạng lại theo mức phù hợp; bấm vào một nghề để xem yêu cầu năng lực của nghề đó, trình độ đào tạo và lộ trình học từ trung học cơ sở đến khi đi làm.

Mô hình cầu giàn thép bốn khoang với gối cố định một đầu và gối di động một đầu. Học sinh chọn kiểu giàn (Warren, Pratt, Howe), vật liệu, tiết diện thanh và đặt tải lên một nút bất kì của dàn dưới bằng cách bấm vào nút đó. Mô phỏng giải bài toán cân bằng nút để tính lực trong từng thanh, tô màu đỏ cho thanh chịu kéo và màu xanh cho thanh chịu nén, vẽ độ dày thanh theo độ lớn lực, tính ứng suất σ = F/A và so với ứng suất cho phép. Bấm Tăng tải dần để tìm tải trọng làm thanh đầu tiên bị phá hỏng.

Một cây ăn quả lớn lên qua 12 năm trong vườn: học sinh chọn loại cây, cách nhân giống, lượng phân bón mỗi năm, có tỉa cành tạo tán hay không và mật độ trồng. Mô phỏng vẽ cây to dần, ra hoa rồi đậu quả từ năm cây bắt đầu cho thu hoạch (cây ghép, cây chiết cho quả sớm hơn cây gieo từ hạt) và dựng biểu đồ năng suất kg/cây và tấn/ha từng năm. Bấm vào cột của một năm để xem cây và công việc chăm sóc của năm đó.

Mẫu thử kim loại được kẹp trên máy kéo: kéo thanh trượt (hoặc bấm Kéo tự động) để tăng độ dãn, mẫu dài ra, thắt cổ chai rồi đứt. Đồ thị ứng suất σ = F/S₀ theo biến dạng ε = Δl/l₀ vẽ theo thời gian thực, đánh dấu giới hạn đàn hồi, giới hạn chảy σ_ch và giới hạn bền σ_b. Đổi vật liệu để so sánh thép CT38, thép C45, gang xám (giòn), hợp kim nhôm và đồng.

Biểu đồ miền cho thấy cơ cấu GDP nước ta theo ba khu vực kinh tế từ năm 1990 đến năm 2023: tỉ trọng nông nghiệp, lâm nghiệp và thuỷ sản giảm mạnh, công nghiệp – xây dựng và dịch vụ tăng lên. Kéo thanh năm hoặc bấm Chạy để đường chỉ năm chạy qua biểu đồ, hình tròn bên phải cập nhật tỉ trọng của đúng năm đó. Đổi sang chỉ tiêu cơ cấu lao động để thấy lao động chuyển dịch chậm hơn GDP: đến nay vẫn còn hơn một phần tư lao động làm nông nghiệp trong khi khu vực này chỉ tạo khoảng một phần tám GDP.

Kéo thanh năm hoặc bấm Chạy để xem tháp dân số Việt Nam biến đổi từ năm 1999 đến dự báo năm 2059: đáy tháp thu hẹp lại vì tỉ lệ sinh giảm, thân tháp phình ra (cơ cấu dân số vàng) rồi đỉnh tháp mở rộng — nước ta đang <b>già hoá dân số</b>. Bên phải chọn chỉ tiêu để so sánh: mật độ dân số rất chênh lệch giữa sáu vùng (Đồng bằng sông Hồng đông nhất, Tây Nguyên thưa nhất), tỉ lệ dân thành thị tăng đều qua các năm, và tỉ lệ ba nhóm tuổi thay đổi theo thời gian.

Bản đồ khí áp với một trung tâm áp cao (C) và một trung tâm áp thấp (T) kéo được, các đường đẳng áp vẽ tự động. Các phần tử không khí chuyển động từ nơi áp cao về nơi áp thấp và bị lực Cô-ri-ô-lit làm lệch hướng (lệch phải ở Bắc bán cầu, lệch trái ở Nam bán cầu) tạo xoáy nghịch quanh áp cao và xoáy thuận quanh áp thấp; đổi độ chênh khí áp, vĩ độ, bán cầu và ma sát để thấy tốc độ, hướng gió thay đổi. Ô dưới: lát cắt frông lạnh (không khí lạnh chui xuống đẩy không khí nóng lên cao, mưa dông) hoặc frông nóng (không khí nóng trườn lên, mưa dầm).

Bản đồ Việt Nam tự vẽ được chia thành sáu vùng kinh tế – xã hội: Trung du và miền núi Bắc Bộ, Đồng bằng sông Hồng, Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ, Đồng bằng sông Cửu Long. Bấm vào một vùng trên bản đồ để đọc thế mạnh và hạn chế của vùng đó; đổi chỉ tiêu (diện tích, số dân, mật độ dân số, tỉ lệ dân thành thị) để biểu đồ cột bên cạnh xếp lại và thấy ngay vùng nào đứng đầu, vùng nào thấp nhất.

Chế độ dạng ion: kéo thanh pH từ 0 đến 14, công thức của amino acid đổi ngay theo — dạng cation ở môi trường acid, ion lưỡng cực ở gần điểm đẳng điện, anion ở môi trường base; thanh tỉ lệ các dạng và điện tích trung bình tính từ pKa thật, đồng thời phân tử dịch chuyển về cực âm hay cực dương trong điện trường và đứng yên đúng tại pI. Chế độ peptide: chọn số gốc rồi bấm Chạy để các amino acid nối lại bằng liên kết –CO–NH–, mỗi liên kết giải phóng một phân tử nước.

Thanh sắt tiếp xúc với kim loại khác trong dung dịch NaCl, nước cất, acid loãng hoặc không khí khô: kim loại có thế điện cực nhỏ hơn là cực âm bị ăn mòn, electron chuyển sang cực dương nơi O₂ (hoặc H⁺) bị khử, gỉ sắt tích tụ. Đồ thị khối lượng kim loại mất đi theo thời gian giữ lại lần chạy trước để so sánh: gắn Zn thì Fe được bảo vệ (Zn tan thay), gắn Cu thì Fe bị ăn mòn nhanh hơn, môi trường điện li mạnh và có O₂ làm ăn mòn nhanh.

Từng bước: xác định số oxi hoá của các nguyên tố, tìm nguyên tố tăng/giảm số oxi hoá, viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, nhân hệ số để số electron nhường bằng số electron nhận (hoạt hình electron chuyển từ chất khử sang chất oxi hoá), rồi đặt hệ số vào phương trình. Học sinh chọn phản ứng mẫu trong SGK và bấm Bước tiếp hoặc để chạy tự động.

Chọn nguyên tố trên bảng tuần hoàn mini, xem electron lần lượt điền vào các lớp (mô hình Bohr) và ô orbital theo nguyên lí vững bền, nguyên lí Pauli, quy tắc Hund. Hiện cấu hình electron đầy đủ / thu gọn, số electron lớp ngoài cùng, chu kì, nhóm, khối nguyên tố và dự đoán kim loại/phi kim.

Ba chuyên đề học tập của Hoá học 11 trong một mẫu, chọn bằng tham số chuyên đề. Phân bón: chọn loại phân và lượng bón cho một hecta, xem hàm lượng nguyên tố dinh dưỡng thực tế, cây lớn lên và năng suất tăng theo đường cong rồi chững lại, bón thừa gây phú dưỡng nguồn nước. Trải nghiệm hoá học hữu cơ: phản ứng ester hoá CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O đạt cân bằng với K = 4, đổi tỉ lệ mol ancol/acid để thấy hiệu suất thay đổi. Dầu mỏ: tháp chưng cất phân đoạn với nhiệt độ theo chiều cao, thành phần và ứng dụng từng phân đoạn.

Chế độ ester hoá: carboxylic acid và alcohol gặp nhau trong ống nghiệm có H₂SO₄ đặc xúc tác, phân tử ester và nước hình thành rồi phản ứng dừng lại ở cân bằng; đổi tỉ lệ mol alcohol : acid thì hiệu suất tính lại theo hằng số cân bằng K = 4 và thanh hiệu suất chạy theo. Chế độ tráng bạc: đun nhẹ hợp chất carbonyl với thuốc thử Tollens, aldehyde tạo lớp bạc sáng bám thành ống nghiệm còn ketone thì không, kèm phương trình và khối lượng Ag thu được.

Chế độ màu ngọn lửa: đưa mẫu muối của Li, Na, K, Ca, Sr hay Ba vào ngọn lửa đèn khí, ngọn lửa nhuộm đúng màu đặc trưng và vạch phát xạ hiện đúng vị trí bước sóng trên dải quang phổ. Chế độ nước cứng: cốc nước chứa ion Ca²⁺, Mg²⁺ cùng HCO₃⁻ hoặc SO₄²⁻; chọn cách làm mềm (đun sôi, Na₂CO₃, Ca(OH)₂ vừa đủ, trao đổi ion) rồi bấm Chạy để thấy kết tủa tạo thành, số ion giảm và độ cứng tính lại bằng mmol/L.

Hai nguyên tử tiến lại gần nhau: kim loại nhường hẳn electron cho phi kim tạo ion trái dấu hút nhau (liên kết ion), hoặc hai phi kim góp chung cặp electron (liên kết cộng hoá trị, lệch về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn nếu phân cực). Học sinh chọn phân tử, xem hiệu độ âm điện Δχ trên thang 0,4 – 1,7, công thức Lewis và loại liên kết.

Thêm bớt phân tử để cân bằng phương trình, có trò chơi luyện tập. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Bắn chùm hạt alpha vào lá vàng và theo dõi đường đi của từng hạt bị lệch hoặc bật ngược trở lại. Học sinh so sánh kết quả với dự đoán của mô hình nguyên tử Thomson để hiểu vì sao Rutherford kết luận nguyên tử có hạt nhân rất nhỏ mang điện dương. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Đo pH của các dung dịch quen thuộc, pha loãng bằng nước. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Bình phản ứng chứa các phân tử N₂ và H₂; khi chạy, chúng va chạm và chuyển dần thành NH₃ cho tới khi đạt cân bằng. Kéo áp suất, nhiệt độ, tỉ lệ mol H₂ : N₂ và bật/tắt xúc tác sắt để thấy hiệu suất cân bằng và tốc độ đạt cân bằng thay đổi đúng theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier: tăng áp suất hoặc hạ nhiệt độ thì hiệu suất tăng, nhưng hạ nhiệt độ lại làm phản ứng chậm đi. Đồ thị hiệu suất theo áp suất vẽ tại nhiệt độ đang chọn.

Bảng tuần hoàn 36 nguyên tố đầu tô màu/kích thước theo bán kính nguyên tử, độ âm điện Pauling, năng lượng ion hoá thứ nhất hoặc tính kim loại – phi kim. Bấm một nguyên tố để xem số liệu thật và đồ thị biến đổi theo chu kì hoặc theo nhóm; kết luận xu hướng hiện ngay bên dưới.

Các hạt của chất ở thể rắn xếp sát nhau và chỉ dao động, ở thể lỏng trượt lên nhau, ở thể khí chuyển động tự do. Bấm Đun nóng hoặc Làm nguội, kéo thanh nhiệt độ để thấy chất nóng chảy, sôi, ngưng tụ, đông đặc; đồ thị nhiệt độ theo thời gian có đoạn nằm ngang ở nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi. Chọn nước, ethanol, thuỷ ngân hoặc oxygen để so sánh.

Nạp đá vôi vào lò rồi kéo nhiệt độ lò: dưới khoảng 825 °C phản ứng hầu như không xảy ra, từ 900 °C trở lên CaCO₃ phân huỷ mạnh thành CaO và khí CO₂ thoát ra ống khói. Các cột khối lượng cho thấy đúng tỉ lệ 100 kg đá vôi cho 56 kg vôi sống và 44 kg CO₂. Bật tôi vôi để xem CaO tác dụng với nước tạo Ca(OH)₂ và toả nhiều nhiệt. Sơ đồ chu trình carbon bên cạnh cộng dồn lượng CO₂ từ hô hấp, đốt nhiên liệu hoá thạch và nung vôi, trừ đi phần quang hợp hấp thụ, rồi hiện nồng độ CO₂ trong khí quyển theo ppm.

Chọn kim loại trên dãy hoạt động (K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H, Cu, Ag, Au) và dung dịch (acid HCl, H₂SO₄ loãng, muối CuSO₄, AgNO₃, FeSO₄, ZnSO₄ hoặc nước). Thả kim loại vào ống nghiệm: có bọt khí H₂, lớp kim loại mới bám lên thanh, màu dung dịch đổi, hay không phản ứng — đúng theo vị trí trong dãy. Phương trình hoá học cân bằng và giải thích hiện liên tục.