THÔNG TIN TÀI LIỆU
I MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Trong giai đoạn nay, em học sinh phải nỗ lực việc tiếp thu kiến thức khoa học tự nhiên khoa học xã hội không để đáp ứng xu phát triển chung nhân loại mà cịn khẳng định người có đủ kiến thức, kỹ để thực chủ nhân tương lai đất nước đưa đất nước ta lên tầm cao Chương trình Vật lý THCS khẳng định trình dạy học trình giáo viên tổ chức cho học sinh hoạt động để chủ động, tích cực chiếm lĩnh kiến thức kỹ Vì thế, muốn nâng cao chất lượng học sinh, giáo viên cần phải đưa hình thức tổ chức dạy học linh hoạt, kích thích trí sáng tạo, ham học hỏi học sinh để từ hình thành cho học sinh kiến thức bản, tìm tịi, áp dụng vào thực tiễn giải tập có liên quan, giáo viên ln phải tìm phương giải tập phù hợp với đối tượng học sinh để phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo việc chiếm lĩnh kho tàng tri thức nhân loại Mục đích nghiên cứu: Đối với học sinh lớp 8, làm quen với giải Vật lý định lượng nên nhìn chung, em bước vào làm tập cịn bỡ ngỡ, lúng túng đặc biệt tập phần "Nhiệt học" với em cịn khó khăn nhiều, em chưa nắm vững kiến thức bản, thuật ngữ vật lý, phương pháp giải tập Trong nội dung lý thuyết sách giáo khoa tương đối dài có tính khái qt hóa cao, cịn thời lượng luyện tập củng cố theo khung phân phối chương trình Bộ GD&ĐT lại ít, lượng tập ít, chưa đa dạng, phong phú Vì chưa đáp ứng đủ yêu cầu luyện tập, củng cố mở rộng kiến thức học sinh Do trình học làm tập thi cử gặp toán dạng em thường lúng túng, khó giải Nhằm mục đích bổ sung, nâng cao kiến thức phương pháp giải toán cho em học sinh để từ em làm sở cho việc học tập môn vật lý lớp cao hơn, đồng thời kích thích trí tưởng tượng, tư logic, giúp em biết cách chủ động vận dụng kiến thức cách linh hoạt, uyển chuyển vào thực tiễn, cá nhân đặt câu hỏi “làm để em học sinh bậc THCS yêu thích vật lý” Đứng trước yêu cầu thực tiễn, băn khoăn, trăn trở làm để nâng cao chất lượng học tập cho em học sinh, làm cho em thêm u thích mơn Vật lý nói riêng u khoa học nói chung? việc tơi nghĩ tới phải giúp em biết vận dụng kiến thức học để giải toán phần nhiệt học cách dễ dàng, từ giải tốt tốn Vật lý bậc phổ thơng, góp phần giúp em có thêm kiến thức tự tin trình học tập thi cử mơn Vật lý Đó lý tơi chọn đề tài: “Kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh khá, giỏi trường THCS phần Nhiệt học” Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nhiên cứu hoạt động dạy học giáo viên học sinh đội tuyển trình giải tập phần nhiệt học cấp THCS Phương pháp nghiên cứu skkn Trong năm gần qua trình bồi dưỡng học sinh giỏi, nhận thấy: Đa số em học sinh ngoan, có trách nhiệm với việc học tập, trình học tập hăng say phát biểu, đóng góp lên thành cơng giảng Nhưng học sinh chưa chịu khó, chưa tự giác q trình ôn luyện đội tuyển học sinh giỏi Đặc biệt kiến thức nâng cao phần nhiệt học nhiều hạn chế, em khơng có tài liệu học tập ngồi SGK SBT Chính lẽ tơi đưa số giải pháp sau: - Chọn lọc, phân tích, vấn trực tiếp đối tượng học sinh giỏi để có phương pháp bồi dưỡng phù hợp - Phân dạng đưa tập phù hợp - Kiểm tra, đánh giá kết đạt - Tham khảo, học hỏi đồng nghiệp có nhiều thành tích việc bồi dưỡng học sinh giỏi II NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Cơ sở lý luận Mục tiêu giáo dục THCS theo điều 23 Luật giáo dục “Nhằm giúp học sinh củng cố phát triển kết giáo dục tiểu học, có trình độ học vấn THCS hiểu biết ban đầu kỹ thuật hướng nghiệp, học nghề vào sống lao động” Để thực mục tiêu trên, nội dung chương trình THCS thiết kế theo hướng giảm tính lý thuyết hàn lâm, tăng tính thực tiễn, thực hành bảo đảm vừa sức, khả thi, giảm số tiết học lớp, tăng thời gian tự học hoạt động ngoại khóa Trong chương trình Vật lý lớp 8, học sinh học tiết lý thuyết phần Nhiệt học, tiết tập phần này, tiết câu hỏi tập ơn tập chương Theo chương trình trên, học sinh học dạng tốn tính theo Cơng thức tính nhiệt lượng, phương trình cân nhiệt khơng có nhiều tiết học sâu khai thác cách vận dụng cụ thể mà đưa xen kẽ vào số tiết dạy kiến thức nên việc vận dụng phương pháp giải toán phần nhiệt học em mơ hồ khó khăn dẫn tới sợ mơn Vật lý Chính tơi tìm tịi phương pháp giảng dạy cho em vận dụng kiến thức giải toán để làm tốt toán Vật lý lớp phần Nhiệt học cách thành thục để từ em khơng cịn sợ mơn Vật lý mà thấy u thích mơn Thực trạng vấn đề trước áp dụng Sáng kiến kinh nghiệm: 2.1 Thuận lợi: Tôi trực tiếp đứng lớp giảng dạy môn Vật lý gần 21 năm, bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ôn tập cho em, nên thấy cần thiết phải thực đề tài: “Kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh khá, giỏi trường THCS phần Nhiệt học” Tơi đồng nghiệp góp ý kiến giảng dạy đồng chí đồng nghiệp áp dụng đề tài giảng dạy đạt kết tốt Đa số học sinh đạt học lực khá, giỏi u thích mơn Vật lý đồng thời mong muốn học tập nhiều để nâng cao kiến thức mơn Vật lý nói riêng kiến thức khoa học tự nhiên nói chung 2.2 Khó khăn: skkn Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc Thời lượng phân bố tiết học cho phần hạn chế, cụ thể chương trình lớp lý có tiết (6 tiết thuyết, tiết tập, tiết ôn tập chương) Do chưa khai thác nhiều tập định lượng phần Hầu hết số học sinh trường học sinh miền núi, em dân tộc thiểu số, bố mẹ làm nông nghiệp Do điều kiện học tập em đa số hạn chế Trước chưa vận dụng đề tài vào việc bồi dưỡng học sinh khá, giỏi phần nhiệt học, tiến hành khảo sát chất lượng học sinh khá, giỏi đội tuyển vật lý gồm 11 em Kết thu sau: Giỏi Khá TB Môn Sĩ số SL TL% SL TL% SL TL% Vật lý 11 18,18 72,73 9,09 Từ thuận lợi khó khăn trên, với đề tài tơi mong muốn giúp em có thêm kiến thức để tự tin việc học môn Vật lý làm sở cho việc học môn Vật lý sau Giải pháp sư phạm sử dụng để giải vấn đề 3.1 Các giải pháp: Giải pháp 1: Cung cấp lý thuyết phần nhiệt học (lý thuyết nhiệt nóng chảy, nhiệt hóa để xác định trình chuyển thể chất) Giải pháp 2: Xây dựng, phân loại, định hướng nguyên tắc, phương pháp giải tập "Nhiệt học" Giải pháp 3: Bồi dưỡng kỹ giải tập "Nhiệt học" Giải pháp 4: Kiểm tra, đánh giá, sửa chữa rút kinh nghiệm Tổ chức thực hiện: 4.1 Tóm tắt lý thuyết: 4.1.1 Nguyên lý truyền nhiệt Khi có hai vật truyền nhiệt với thì: + Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp + Sự truyền nhiệt xảy nhiệt độ hai vật ngừng lại + Nhiệt lượng vật thu vào nhiệt lượng vật tỏa 4.1.2 Cơng thức tính nhiệt lượng vật thu vào (khi khơng có chuyển thể chất) Q = m.c t Trong đó: Q nhiệt lượng vật thu vào, tính (J) m khối lượng vật (kg) c nhiệt dung riêng vật tính theo (J/kg.K) t = t2- t1 độ tăng nhiệt độ vật tính theo (0C 0K) Chú ý: c nhiệt dung riêng vật (nhiệt lượng cần cung cấp cho 1kg chất để tăng thêm 10C) 4.1.3 Phương trình cân nhiệt Phương trình cân nhiệt: Qtỏa ra= Qthu vào Qthu Qtỏa tính theo cơng thức: Q = m.c t Trong Qthuvào: t = t2-t1 Qtỏa ra: t = t1-t2 Trong đó: t nhiệt độ đầu vật, t2 nhiệt độ cuối vật (nhiệt độ có cân nhiệt) Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc skkn Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc 4.1.4 Nhiệt lượng cần cung cấp cho vật nóng chảy hồn tồn: Q = m.l Trong đó: m khối lượng vật tính theo (kg) l nhiệt nóng chảy vật tính theo (J/kg) 4.1.5 Nhiệt lượng cần cung cấp cho vật hóa hồn tồn: Q = L.m Trong đó: m khối lượng vật tính theo (kg) L nhiệt hóa vật tính theo (J/kg) 4.2 Phân dạng toán nhiệt phương pháp giải cụ thể 4.2.1: Dạng Bài tập phương trình cân nhiệt chưa biết vật tỏa nhiệt, vật thu nhiệt Bài 1: Một hỗn hợp gồm ba chất lỏng khơng có tác dụng hóa học với có khối lượng là: m1=1kg, m2=2kg, m3=3kg Biết nhiệt dung riêng nhiệt độ chúng là: c1=2000J/kg.K, t1=100C; c2=4000J/kg.K, t2=200C; c3=3000J/kg.K, t3=400C Hãy tìm nhiệt độ hỗn hợp cân nhiệt Nhận xét: Bài tập ta chưa biết vật vật thu nhiệt, vật vật tỏa nhiệt, giáo viên hướng dẫn học sinh phương pháp để giải sau: + Giả sử vật có nhiệt độ ban đầu cao tỏa nhiệt (vật m3 tỏa nhiệt), vật có nhiệt độ ban đầu thấp thu nhiệt (2 vật m1, m2 thu nhiệt) + Viết phương trình cân nhiệt tính tốn Hướng dẫn giải: Gọi t nhiệt độ cân Ta giả sử vật m3 tỏa nhiệt, vật lại thu nhiệt Nhiệt lượng vật m3 tỏa ra: Q = m.c t => Q1 = m3.c3.(t3 -t) Nhiệt lượng vật m1 m2 thu vào: Q = m.c t => Q2 = m1.c1.(t-t1) + m2.c2 (t-t2) Theo phương trình cân nhiệt: Q1=Q2 => m3.c3.(t3-t)=m1.c1.(t-t1) + m2.c2.(t-t2) => 3.3000.(40-t) = 1.2000.(t-10) + 2.4200.(t-20) => t = 28,250C Vậy nhiệt độ hỗn hợp cân nhiệt 28,250C Bài Có bình cách nhiệt giống chứa loại chất lỏng tới nửa thể tích bình Bình chứa chất lỏng 10 0C, bình chứa chất lỏng 400C, bình chứa chất lỏng 800C Xem chất lỏng bình trao đổi nhiệt với nhau, khối lượng riêng chất lỏng không phụ thuộc nhiệt độ a Sau vài lần rót chất lỏng từ bình sang bình khác thấy: Bình chứa đầy chất lỏng 500C, chất lỏng bình chiếm thể tích bình có nhiệt độ 250C Tính nhiệt độ chất lỏng bình lúc b Sau nhiều lần rót rót lại chất lỏng ba bình với thấy: Bình chứa đầy chất lỏng, cịn bình bình có thể tích chất lỏng Tính nhiệt độ chất lỏng bình lúc Nhận xét: Bài tập ta chưa biết vật vật thu nhiệt, vật vật tỏa nhiệt, giáo viên hướng dẫn học sinh phương pháp để giải sau: + Giả sử nhiệt độ chất lỏng bình lúc đầu có nhiệt cao hơn, hạ xuống đến nhiệt độ bình có nhiệt độ thấp (bình có nhiệt độ thấp nhất), sau tính tổng nhiệt lượng bình có nhiệt độ cao tỏa + Viết phương trình cân nhiệt tính tốn Hướng dẫn Giải: a + Gọi khối lượng chất lỏng bình lúc đầu m, nhiệt dung riêng chất lỏng C Khối lượng chất lỏng tỷ lệ thuận với thể tích chất lỏng + Giả sử nhiệt độ chất lỏng bình lúc đầu hạ xuống đến 100C Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc skkn Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc tổng nhiệt lượng tỏa là: Q1 = m.C.(t2 – t1) + m.C.(t3 – t1) = 30mC + 70m.C = 100m.C (1) + Từ giả thuyết ta có khối lượng chất lỏng bình sau vài lần rót rót lại: Bình 1: m1 = 2m; bình 2: m2 = ; bình 3: + Giả sử nhiệt độ chất lỏng bình lúc hạ xuống đến 100C tổng nhiệt lượng tỏa là: Q2 = 2m.C.(t1’ – t1) + C.(t2’ - t1)+ + Ta có: Q1 = Q2 => 100m.C = 90m.C + C.(t3’ – t1) = 90m.C + C.(t3’ – 10) C.(t3’ – 10) => t3’ = 200C Vậy nhiệt độ bình lúc là: t3’ = 400C b Sau nhiều lần rót rót lại nhiệt độ bình t0 Ta có: m.C.( t1 – t0) + m.C.( t2 – t0) + m.C.( t3 – t0) = t0 ≈ 43,30C Bài 3: Một hệ vật gồm n vật có khối lượng vật m 1, m2, ,mn nhiệt độ ban đầu t1, t2, , tn làm chất có nhiệt dung riêng c , c2 , , cn trao đổi nhiệt với Tìm nhiệt độ cân hệ? Nhận xét: Bài tập ta chưa biết vật vật thu nhiệt, vật vật tỏa nhiệt, giáo viên hướng dẫn học sinh gặp dạng ta giả sử hệ có k vật tỏa nhiệt có (n-k) vật sau thu nhiệt Viết phương trình cân nhiệt tính tốn Hướng dẫn giải: Gọi t nhiệt độ cân hệ Giả sử hệ có k vật tỏa nhiệt, (n-k) vật sau thu nhiệt Theo phương trình cân nhiệt: Qtỏa = Qthu => Phương pháp giải dạng tập này: + Giả sử hệ có k vật tỏa nhiệt, (n-k) vật sau thu nhiệt; giả sử vật có nhiệt độ cao tỏa nhiệt, vật có nhiệt độ thấp thu nhiệt giả sử nhiệt độ chất lỏng bình lúc đầu có nhiệt cao hơn, hạ xuống đến nhiệt độ bình có nhiệt độ thấp nhất, sau tính tổng nhiệt lượng bình có nhiệt độ cao tỏa + Viết phương trình cân nhiệt tính tốn 4.2.2: Dạng Bài tập phương trình cân nhiệt biết vật tỏa nhiệt, vật thu nhiệt Bài Trong hai bình cách nhiệt có chứa hai chất lỏng khác nhau, nhiệt độ ban đầu khác Người ta dùng nhiệt kế nhúng vào bình chất lỏng trên: lần vào bình 1; lần vào bình 2; lần vào bình 1;…quá trình nhiều lần Trong trình nhúng, người ta chờ đến cân nhiệt rút nhiệt kế ra, số nhiệt kế 800C; 160C; 780C; 190C a Hỏi đến lần nhúng thứ nhiệt kế độ? b Sau số lớn lần nhúng vậy, nhiệt kế độ? Bỏ qua mát nhiệt chuyển nhiệt kế từ bình sang bình Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc skkn Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc Nhận xét: Dạng biết vật thu nhiệt vật tỏa nhiệt khối lượng nhiệt dung riêng vật chưa cho, giáo viên hướng dẫn học sinh đặt nhiệt dung vật q= m.c Viết phương trình cân nhiệt tính tốn Hướng dẫn giải: a Gọi m1, m2, m0 khối lượng bình chất lỏng 1; bình chất lỏng nhiệt kế Gọi nhiệt dung riêng bình chất lỏng 1; bình chất lỏng 2; nhiệt kế c1, c2, c0 Đặt: q1 = m1c1; q2 = m2c2; q0 = m0c0 + Sau nhúng nhiệt kế lần 2; nhiệt độ bình chất lỏng nhiệt kế 16 C, nhiệt độ bình chất lỏng 800C + Sau nhúng nhiệt kế lần 3, từ phương trình cân nhiệt: Qtỏa = Qthu (1) Sau nhúng nhiệt kế lần 4, từ phương trình cân nhiệt: Qtỏa = Qthu (2) Sau nhúng nhiệt kế lần 5, nhiệt độ cân t Từ phương trình cân nhiệt: Qtỏa= Qthu (3) Thay (1) vào (3) b Sau số lớn lần nhúng nhiệt độ bình chất lỏng 1; bình chất lỏng nhiệt kế t0 Từ phương trình cân nhiệt, ta có: Qtỏa = Qthu (4) Thay (1) (2) vào (4) Bài Hai bình nhiệt lượng kế bình chứa 200g nước, bình chất lỏng A nhiệt độ 600C, bình chất lỏng B nhiệt độ 1000C Từ bình B người ta lấy 50g nước đổ vào bình A quấy Sau lại lấy 50g nước từ bình A đổ trở lại bình B quấy Coi lần đổ qua đổ trở lại tính lần Hỏi phải đổ qua đổ lại lần lượng nước 50g để hiệu nhiệt độ hai bình nhỏ 20C? Bỏ qua trao đổi nhiệt nước với bình mơi trường Nhận xét: Dạng này, giáo viên hướng dẫn học sinh lập phương trình tổng qt để giải, khơng lập phương trình tổng qt mà giải thơng thường lần nhiều thời gian Hướng dẫn giải: Gọi nhiệt độ ban đầu bình chất lỏng B tb bình A ta Gọi t1a nhiệt độ bình chất lỏng A rót vào khối lượng nước nóng (lần đổ đi) Khi đó: cm(t1a-ta) = c (tb-t1a) Trong đó: m khối lượng nước ban đầu bình, c nhiệt dung riêng nước =50g = 0,05kg; m =200g =0,2kg Từ suy ra: t1a = Gọi t1b nhiệt độ ổn định bình chất lỏng B sau đổ vào khối lượng nước lấy từ bình A (lần đổ về) Ta có: Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc skkn Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc c(m- ).(tb – t1b) = c (t1b - t1a) => t1b = Vậy, sau lần đổ đổ lại, hiệu nhiệt độ bình chất lỏng là: Để nhận hiệu nhiệt độ bình chất lỏng (t2b – t2a) sau lần đổ đổ lại thứ 2, công thức phải thay tb thành t1b ta thành t1a tức là: Như vậy: Sau n lần đổ đổ lại hiệu nhiệt độ hai bình chất lỏng là: Trong trường hợp ta : tb – ta = 400C Với n = Vậy, sau lần đổ đổ trở lại hiệu nhiệt độ bình chất lỏng nhỏ 20C Bài Một bình hình trụ có bán kính đáy R =20cm đặt thẳng đứng chứa nước nhiệt độ t = 20 C Người ta thả cầu nhơm có bán kính R = 10cm nhiệt độ t = 40 C vào bình cân mực nước bình ngập cầu Cho khối lượng riêng nước D =1000kg/m nhôm D =2700kg/m , hiệt dung riêng nước c =4200J/kg.K nhôm c =880J/kg.K Bỏ qua trao đổi nhiệt với bình với mơi trường a Tìm nhiệt độ nước cân nhiệt b Đổ thêm dầu nhiệt độ t = 15 C vào bình cho vừa đủ ngập cầu Biết khối lượng riêng nhiệt dung riêng dầu D = 800kg/m c = 2800J/kg.K Xác định: Nhiệt độ hệ cân nhiệt? Áp lực cầu lên đáy bình? Nhận xét: Dạng này, kiến thức nhiệt đơn giản, giáo viên phải lưu ý để hướng dẫn học sinh biết tính khối lượng chất .R2.h = * Cơng thức tính thể tích hình trụ: V= Trong đó: R, d, h bán kính, đường kính chiều cao khối trụ * Cơng thức tính thể tích hình cầu: V= R3 (R bán kính hình cầu) Hướng dẫn giải: a Khối lượng nước bình là: m = V D = ( R R - R ).D Khối lượng cầu là: m = V D = 10,467 (kg) R D = 11,304 (kg) Phương trình cân nhiệt: c m (t - t ) = c m (t - t) Suy ra: t = = 23,7 C b Thể tích dầu nước nên khối lượng dầu là: m = = 8,37 (kg) Tương tự trên, nhiệt độ hệ cân nhiệt là: Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc skkn Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc t = 21 C c Áp lực cầu lên đáy bình là: F = P2- FA= 10.m2 - R ( D + D ).10 75,4(N) Bài tập vận dụng: Bài Trên bàn có nhiều bình giống đựng lượng nước nhiệt độ Đổ M gam nước nóng vào bình thứ nhất, có cân nhiệt múc M gam nước từ bình thứ đổ vào bình thứ hai Sau múc M gam nước từ bình cân nhiệt đổ vào bình thứ ba Tiếp tục trình cho bình Độ tăng nhiệt độ nước bình thứ thứ hai t1= 200C t2 = 160C Coi có trao đổi nhiệt lượng nước a Tìm độ tăng nhiệt độ t3 nước bình thứ ba b Kể từ bình thứ nhiệt độ nước bình tăng khơng q 50C? Bài Có số chai sữa hoàn toàn giống nhau, nhiệt độ t x0C người ta thả chai vào bình cách nhiệt chứa nước, sau cân nhiệt lấy thả chai khác vào Nhiệt độ nước ban đầu bình t0 = 360C, chai thứ lấy có nhiệt độ t1 = 330C, chai thứ hai lấy có nhiệt độ t2 = 30,50C Bỏ qua hao phí nhiệt a Tìm nhiệt độ tx b Đến chai thứ lấy nhiệt độ nước bình bắt đầu nhỏ 260C Bài Một nhiệt lượng kế ban đầu khơng chứa gì, có nhiệt độ t Đổ vào nhiệt lượng kế ca nước nóng thấy nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm 0C Lần thứ hai, đổ thêm ca nước nóng vào thấy nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm 30C Hỏi lần thứ ba đổ thêm vào lúc ca nước nóng nói nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm độ nữa? Bài Có hai bình cách nhiệt đựng chất lỏng Một học sinh múc ca chất lỏng bình đổ vào bình ghi lại nhiệt độ bình cân nhiệt sau lần đổ, kết là: 10 0C; 150C; 180C Tính nhiệt độ chất lỏng bình Coi nhiệt độ ca chất lỏng múc từ bình đổ vào bình Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh Bài Hai bình cách nhiệt chứa khối lượng nước M, có nhiệt độ tương ứng tA = 50 0C, tB = 20 0C Người ta lấy khối lượng nước m từ bình A đổ sang bình B cân nhiệt có nhiệt độ t 1, lại lấy khối lượng nước m từ bình B đổ bình A, cân nhiệt nhiệt độ bình A lúc t Sau lần thí nghiệm thứ chênh lệch nhiệt độ hai bình t1=20 0C Bỏ qua tỏa nhiệt nước với bình với mơi trường ngồi a Tính giá trị X = ? b Sau n lần thí nghiệm Xác định hiệu nhiệt độ nước hai bình tn theo n? Phần hướng dẫn giải đáp án: Bài 1: Gọi nhiệt độ ban đầu nước nóng t nước bình t0; khối lượng nước bình m lượng nước nóng M Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc skkn Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc Từ phương trình cân nhiệt: Qthu = Q toả, ta có: Mc(t – t1) = mc(t1 – t0) Hoàn toàn tương tự, ta thu được: a Ở bình thứ ba, nhiệt độ nước tăng thêm: b Theo cơng thức trên, ta có: Từ cốc thứ trở đi, độ tăng nhiệt độ nước khơng vượt q 50C (Học sinh tính độ tăng nhiệt độ bình: ) Bài 2: Gọi q1 nhiệt lượng tỏa nước bình giảm nhiệt độ 10C; q2 nhiệt lượng thu vào chai sữa tăng lên 10C Phương trình cân nhiệt bình với chai sữa thứ là: q1(t0 – t1) = q2 (t1 – tx) (1) Phương trình cân nhiệt bình với chai sữa thứ là: q1 (t0 – t1) = q2 (t2 – tx) (2) Chia (1) (2) thay số với t0 = 360C, t1 = 330C, t2 = 30,50C ta được: tx = 180C b Thay tx = 180C vào (1) (2) Từ phương trình (1) suy ra: (3) Tương tự lấy chai thứ hai ra, vai trò t0 t1 ta có: (4) Thay (3) vào (4) => Tổng quát: Chai thứ n lấy nhiệt độ: Theo điều kiện: tn m.t1 – 10m – 10m2 = – m2.t2 (1) Lần 2: m (t1 - 15) = (m + m2) (15 – 10) => m t1 – 20.m = 5m2 (2) Lần 3: m (t1 - 18) = (2m + m2).(18 – 15) => m t1 – 18m = 6m + 3m2 => mt1 – 24m = 3m2 (3) * Tổng lần đổ: 3m (t1 – 18) = m2 (18 – t2) => 3mt1 – 54m – 18m2 = – m2t2 (4) Từ (2) (3) ta có: 2m = m2 (5) Từ (1) (4) ta có: 2mt1 – 44.m – 8.m2 = (6) Thế (5) vào (6) ta được: m2t1 – 22.m2 – 8.m2 = => m2 (t1 - 30) = => t1 = 300C Bài 5: a Ta thấy : tA > tB nên nước bình A tỏa nhiệt, bình B thu nhiệt Khi đổ khối lượng nước m từ bình A sang bình B mc(tA - t1) = Mc(t1 - tB) t1 = với X = Khi đổ khối lượng nước m từ bình B sang bình A (M - m)c(tA - t2) = mc(t2 - t1) t2 = (1 - X)tA + Xt1 = Hiệu nhiệt độ hai bình sau lần thí nghiệm thứ là : t1 = t2 - t1 = - = (*) Thay t1 =200C; tA=500C; tB=200C vào (*) ta được: X = 0,2 Vậy X = Sau lần thí nghiệm thứ nhất, theo (*) ta thấy : t1 = = t0 t0 = b Sau lần thí nghiệm thứ hai: t2 = Sau lần thí nghiệm thứ ba: t3 = Sau lần thí nghiệm thứ n: tn = = 4.2.3: Dạng Bài tập phương trình cân nhiệt có chuyển thể chất Bài Đổ m1= 2kg nước t1= 100oC vào bình đồng khối lượng m2=0,6kg có chứa m3=3kg nước đá t2=-10oC Tính nhiệt độ chung khối lượng nước có bình cân nhiệt xảy Biết nhiệt dung riêng Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc skkn 10 Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc nước c1=4200J/kg.K, đồng c2=380J/kg.K, nước đá c3=2100J/kg.K, nhiệt nóng chảy nước đá =3,4.105J/kg Nhận xét: Đối với dạng tập giáo viên cần hướng dẫn học sinh tính nhiệt lượng vật thu vào để tăng nhiệt độ lên 00C nóng chảy hoàn toàn 00C, nhiệt lượng vật tỏa hạ nhiệt độ xuống 00C, sau so sánh QThu vào QTỏa để biết nước đá có nóng lên đến 00C nóng chảy hồn tồn 00C khơng Nếu nước đá khơng nóng chảy hồn tồn nhiệt độ cuối hỗn hợp 00C Viết phương trình cân nhiệt tính tốn Hướng dẫn giải: Nhiệt lượng tỏa 2kg nước sôi giảm nhiệt độ xuống 0oC: Q1=m1c1(t1-0)=2.4200(100-0)=840000(J) Nhiệt lượng cần cung cấp cho bình nước đá chúng tăng nhiệt độ tới 0oC: Q2=(m2c2+m3c3)(0-t2)= (0,6.380+3.2100)(0+10)=65280(J) Do Q1 > Q2 nên bình nước đá tăng nhiệt độ tới 0oC nước đá bắt đầu nóng chảy Giả sử nước đá nóng chảy hết cần cung cấp nhiệt lượng: Q3=.m3=3,4.105.3=1020000(J) Q1 230 000=336000m3 + 2300000m3=>m3 = 0.08725 kg = 87,25g - Khối lượng nước khơng hố hơi: m4 = 200 - 87,25 = 112,75 g - Gọi x nhiệt độ sau nước miếng thép: mc(100 – x ) = m4.c( x – 20 ) => 1.460.( 100 – x ) = 0,11275.4200(x – 20) => x = 59,40C Nhiệt độ sau nước 59,40C Tóm lại: Đối với dạng tập giáo viên cần hướng dẫn học sinh tính nhiệt lượng vật thu vào vật tỏa ra, sau so sánh Q Thu vào QTỏa để biết chuyển thể vật xảy hoàn toàn hay chưa hoàn tồn, từ ta xác định u cầu tập Tùy tập dạng giáo viên cần linh hoạt để hướng dẫn học sinh tiến hành giải Bài tập vận dụng: Bài Cho bình cách nhiệt chứa đầy nước nhiệt độ t = 900C Thả viên nước đá có khối lượng m = 250 g nhiệt độ 00C vào bình có khối lượng nước m trào khỏi bình Sau cân nhiệt nhiệt độ nước bình t1=560C Cho nhiệt dung riêng nước c = 4200 J/(kg.K), nhiệt lượng mà kg nước đá cần thu vào để tan chảy hoàn toàn 0C 336000J Coi nước đá trao đổi nhiệt với phần nước lại bình a Tìm khối lượng nước ban đầu bình b Lần lượt thả tiếp viên nước đá vào bình, viên thả sau nước bình cân nhiệt Tìm biểu thức nhiệt độ cân bình sau thả vào bình viên nước đá thứ n mà bị tan hết c Hỏi từ viên thứ khơng tan hết? Bài Trong bình đồng có đựng lượng nước đá có nhiệt độ ban đầu t1 = -50C Hệ cung cấp nhiệt lượng bếp điện Xem nhiệt lượng mà bình chứa lượng chất bình nhận tỷ lệ với thời gian đốt nóng (hệ số tỷ lệ khơng đổi) Người ta thấy 60s nhiệt độ hệ tăng từ t1 = -50C đến t2 = 00C, sau nhiệt độ khơng đổi 1280s tiếp theo, cuối nhiệt độ tăng từ t2 = 0C đến t3 = 100C 200s Biết nhiệt dung riêng nước đá c1=2100 J/(kg.độ), nước 4200J/(kg.độ) Tìm nhiệt lượng cần thiết để 1kg nước đá tan hoàn toàn 00C Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc skkn 12 Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc Bài Một bình hình trụ A đựng nước đá đến độ cao h1 = 10cm, bình hình trụ B có tiết diện với bình A đựng nước đến độ cao h = 15cm nhiệt độ 200C Người ta rót nhanh bình B sang bình A Khi có cân nhiệt, mực nước bình A giảm so với lúc vừa rót xong a Mực nước bình A giảm chứng tỏ điều gì? b Xác định nhiệt độ bình có cân nhiệt c Tìm nhiệt độ ban đầu nước đá bình A Cho biết khối lượng riêng nước đá, nước D = 900kg/m3 , D2 = 1000kg/m3; nhiệt dung riêng nước đá, nước c = 2000J/kg.K c2 = 4200J/kg.K ; nhiệt nóng chảy nước đá 3,4.10 5J/kg Bỏ qua trao đổi nhiệt với bình mơi trường ngồi Bài Trong bình đậy kín có cục nước đá khối lượng M = 0,1 kg nước Trong cục nước đá có cục chì khối lượng m =5g Hỏi phải tốn lượng nhiệt để cục chì bắt đầu chìm xuống nước Cho khối lượng riêng chì 11,3 g/cm3, nước đá 0,9 g/cm3, nước g/cm3; nhiệt nóng chảy nước đá 3,3.105 J/ kg, coi nhiệt độ nước bình khơng đổi suốt q trình thí nghiệm Bài Một miếng thép có khối lượng m1 = 1kg nung nóng đến nhiệt độ t1 = 6000C đặt cốc cách nhiệt đủ lớn Rót m2 = 200g nước nhiệt độ t2 = 200C lên miếng thép Tính nhiệt độ sau nước sau rót vào cốc trường hợp: a Nước rót nhanh vào cốc b Nước rót chậm lên miếng thép Cho nhiệt dung riêng miếng thép 460J/kg.K nước 4200J/kg.K, nhiệt hóa nước L=2,3.106J/kg Coi cân nhiệt xảy thức thời có trao đổi nhiệt miếng thép với nước Phần hướng dẫn giải đáp án: Bài 1: a Phương trình cân nhiệt: Qthu = Qtỏa b Gọi nhiệt độ sau thả viên đá thứ n tn Ta có: c Viên đá không tan hết Vậy viên thứ khơng tan hết Bài 2: Gọi k hệ số tỷ lệ nhiệt lượng cần thiết để kg nước đá nóng chảy hồn tồn nhiệt độ nóng chảy m1 khối lượng nước đá, m2 khối lượng bình, cb nhiệt dung riêng bình Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc skkn 13 Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc Trong T1 = 60s đầu tiên, bình nước tăng nhiệt độ từ t1= -50C đến t2=00C: => kT1 = (m1c1 + m2cb) (t2 - t1) (1) Trong T2 = 1280s nước đá tan ra, nhiệt độ hệ không đổi: => kT2 = m1 (2) Trong T3 = 200s cuối cùng, bình nước tăng nhiệt độ từ t2 = 00C đến t3=100C: => kT3 = (m1c1 + m2cb) (t3 - t2) (3) Từ (1) (3) ta có: (4) (5) Lấy (5) trừ (4) ta được: (6) Chia vế hai phương trình (2) (6): Bài 3: a Mực nước bình A giảm chứng tỏ có lượng nước nóng chảy (do khối lượng riêng nước lớn khối lượng riêng nước đá mà khối lượng không đổi nên thể tích giảm đi) b Gọi S tiết diện ống nghiệm A, h chiều cao lượng nước bị nóng chảy Vì có lượng nước đá bị nóng chảy khối lượng khơng thay đổi => S.h D1 = S ( h - h1 ).D2 => h 900 = h 1000 - => h = 0,04 (m) Vì có phần nước đá bị nóng chảy => Nhiệt độ cân 00 C c Nhiệt lượng nước đá thu vào là: Qthu = S.D1.h1.c2.(0 - t1) + S.h.D1 = S.D1.[ h1.c2.(0-t1)+h ] = 900S [0,1.2000.(0-t1)+0,04.3,4.105]= 900S (-200.t1+13600) Nhiệt lượng nước bình B tỏa là: Qtỏa = S.h2.D2.c1 (20-0) = S.0,15.1000.4200.20= 12600000.S Từ phương trình cân nhiệt => Qtỏa = Qthu => 12600000 S = 900S (-200.t1 + 13600) => 14000 = -200t1 + 13600=> t1 = -20C Bài 4: - Để cho cục chì bắt đầu chìm, khơng cần phải tồn cục nước đá tan hết Chỉ cần khối lượng riêng trung bình nước đá cục chì khối lượng riêng nước đủ - Nếu kí hiệu khối lượng cịn lại cục nước đá M điều kiện để cục chì bắt đầu chìm : với Dn khối lượng riêng nước: Nhưng thể tích V nước đá cục chì tổng thể tích chúng - Khối lượng nước đá phải tan là: M = M - M1 = 100 - 8,2 = 59(g) - Lượng nhiệt cần thiết bằng: Q = = 3,3 105 0,059 = 19,5.103 (J) Bài 5: a Khi rót nước nhanh vào cốc 200g nước tăng nhiệt độ lúc (nước tăng nhiệt độ tức thời): - Nhiệt lượng thép toả để hạ nhiệt độ từ 6000C xuống 1000C: Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc skkn 14 Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc Q1 = mcΔt = 1.460.(600–100) = 230 000 (J) - Nhiệt lượng cung cấp cho nước tăng từ 200C lên 1000C: Q2 = mcΔt = 0,2.4200(100–20) = 67200 (J) Q2 Q3= 230000-67200 = 162 800 (J) Khối lượng nước hoá hơi: m’ = Q3/L = 162 800/2 300 000 = 0,0708 = 70,8 g m’ < m2 nên nước bốc hết Nhiệt độ sau cùg nước 1000C b Khi rót nước chậm vào cốc lượng nước rót chậm tiếp xúc với thép, tăng nhanh nhiệt độ, hố hơi, q trình hố dừng lại thép hạ nhiệt xuống đến 1000C Gọi m3 khối lượng nước hoá suốt trình rót, ta có: + Nhiệt lượng cung cấp để lượng nước m3 tăng từ 200C lên 1000C: Q4 = m3cΔt = m3.4200.(100–20) = 336 000 m3 (J) + Nhiệt luợng cần cho hóa hơi: Q5 = m3.L = m3.2 300 000 (J) Khi cân nhiệt ta có : Q1 = Q4 + Q5 => 230 000 = 336 000 m3 + 300 000 m3 => m3 = 0.08725 kg = 87,25 g - Khối lượng nước khơng hố hơi: m4 = 200 - 87,25 = 112,75 g - Gọi x nhiệt độ sau nước miếng thép: mc(100 – x ) = m4.c( x – 20 ) => 1.460.( 100 – x ) = 0,11275.4200(x – 20) => x = 59,40C Nhiệt độ sau nước 59,40C 4.2.4 Dạng Sự trao đổi nhiệt qua qua vách ngăn Phương pháp: - Sự tra đổi nhiệt qua có phần nhiệt lượng hao phí dẫn nhiệt Nhiệt lượng tỉ lệ với diện tích tiếp xúc với môi trường, tỉ lệ với độ chênh lệch nhiệt độ dẫn với nhiệt độ môi trường phụ thuộc vào chất liệu làm dẫn - Khi hai dẫn khác mắc nối tiếp lượng có ích truyền hai - Khi hai dẫn khác mắc song song tổng nhiệt lượng có ích truyền hai nhiệt lượng có ích hệ - Khi trường nhiệt qua vách ngăn Nhiệt lượng tra đổi chất qua vách ngăn tỉ lệ với diện tích chất tiếp xúc với vách ngăn tỉ lệ với độ chênh lệch nhiệt độ hai bên vách ngăn Bài Trong bình cách nhiệt chứa hỗn hợp nước nước đá oC Qua thành bên bình, người ta đưa vào đồng có lớp cách nhiệt bao quanh Một đầu tiếp xúc với nước đá, đầu nhúng nước sôi áp suất khí Sau thời gian Tđ =15 phút nước đá bình tan hết Nếu thay đồng thép có tiết diện khác chiều dài với đồng nước đá bình tan hết sau thời gian T t = 48 phút Cho Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc skkn 15 Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc hai nối tiếp với như (hình 1) thì nhiệt độ t điểm tiếp xúc thời gian T để nước đá tan hết bao nhiêu? Xét trường hợp: Đầu đồng tiếp xúc với nước sôi Đầu thép tiếp xúc với nước sôi Hướng dẫn giải: - Gọi Q nhiệt lượng truyền từ nước sôi qua để nước đá tan hết Ta có PTCBN: Q = kd(t2 – t1)Td = kt(t2 – t1)Td Ở kd kt hệ số tỉ lệ tương ứng với đồng thép, nhiệt độ nước sôi là: t2 = 100oC, nhiệt độ nước đá t1 = 0oC Suy ra: = = 3,2 = β - Khi mắc nối tiếp hai nhiệt lượng truyền qua dây - Trường hợp 1: Khi đầu đồng tiếp xúc với nước sơi ta có: = 76,2 (oC) kd(t2 – t) = kt(t – t1) Suy ra: t = Ta có: Q = kd(t2 – t1)Td = kd(t2 – t)T Suy ra: T =Td = 63 (phút) - Trường hợp 2: Khi đầu thép tiếp xúc với nước sôi ta có: = 23,8 (oC) kt(t2 – t) = kd(t – t1) Suy ra: t = Ta có: Q = kd(t2 – t1)Td = kt(t2 – t)T Suy ra: T = = 63 (phút) Bài Trong bình tiết diện thẳng hình vng chia làm ba ngăn hình vẽ Hai ngăn nhỏ có tiết diện thẳng hình vng có cạnh nửa cạnh bình Đổ nước vào vách ngăn đến độ cao ba chất lỏng: Ngăn nước nhiệt độ t1 = 65oC, ngăn cà phê nhiệt độ t2 =35oC; ngăn sữa nhiệt độ t3=20oC Biết thành bình cách nhiệt tốt vách ngăn dẫn nhiệt Nhiệt lượng truyền qua vách ngăn đơn vị thời gian tỉ lệ với diện tích tiếp xúc chất lỏng hiệu nhiệt độ hai bên vách ngăn Sau thời gian nhiệt độ ngăn chứa nước giảm t1 = 1oC Hỏi hai ngăn lại nhiệt độ biến đổi thời gian nói Coi phương diện nhiệt chất lỏng nói giống Bỏ qua trao đổi nhiệt bình mơi trường Hướng dẫn giải: Vì diện tích tiếp xúc cặp chất lỏng Vậy nhiệt lượng truyền chúng tỉ lệ với hiệu nhiệt độ với hệ số tỉ lệ K Tại vách ngăn nhiệt lượng tỏa ra: Q12=K(t1-t2); Q13=K(t1-t3); Q23=K(t2-t3) Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc skkn 16 Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc Từ đó, ta có phương trình cân nhiệt: - Đối với nước: Q12 + Q23 =K(t1-t2+ t2-t3)=2mc t1 - Đối với cà phê: Q12 - Q23 =K(t1-t2- t2+t3)=mc t2 - Đối với nước: Q13 + Q23 =K(t1-t3+ t2-t3)=mc t3 Từ phương trình cân nhiệt ta tìm được: t2=040C t3=1,60C 4.2.5 Dạng Bài toán liên quan đến đồ thị nhiệt Phương pháp: Dựa vào đồthị Phân tích đồ thị xác định đoạn gấp khúc (nếu có) biểu diễn trình nào? (tăng nhiệt độ; trình nguội hay trình chuyển thể chấtnào? + Xác định tọa độ điểm gấp khúc để tìm giá trị cụ thể nhiệt độ nhiệt lượng cung cấp + Sử dụng cơng thức tính nhiệt lượng hay phương trình cân nhiệt ứng với đoạn gấp khúc Từ tìm đại lượng suy ẩn phải tìm Ngược lại với tốn u cầu vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc nhiệt độ vật (hay hỗn hợp nhiều vật) theo nhiệt lượng cung cấp, ta vẽ hệ trục tọa độ, xác định biểu diễn điểm gấp khúc lên hệ trục tọa độ nối điểm lại ta đồ thị cần vẽ Chú ý: Khi chuyển từ thể rắn sang thể lỏng ngược lại thể tích vật cóthể thay đổi khối lượng vật không thay đổi Trong suốt trình chuyển thể nhiệt độ vật ln khơng thay đổivà đồ thị biểu diễn phụ thuộc nhiệt độ vào nhiệt lượng cung cấp cho vật đường thẳng nằm ngang song song với trục nhiệt lượng cung cấp Bài Trong bình nhiệt lượng kế ban đầu chứa mo=100g nước nhiệt độ to=200C Bắt đầu có giọt nước nóng nhỏ vào nhiệt lượng kế cách đặn, nhiệt độ giọt nước nóng Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc nhiệt độ nước nhiệt lượng kế vào số giọt nước nóng nhỏ vào bình (hình 2) Hãy xác định nhiệt độ giọt nước nóng khối lượng giọt nước, xem khối lượng giọt nước cân nhiệt thiết lập sau giọt nước nhỏ xuống Bỏ qua nhiệt vào khơng khí vào nhiệt lượng kế Hướng dẫn giải: Giả sử khối lượng giọt nước nóng m, nhiệt độ tx(m>0) + Từ đồ thị ta thấy: Khi nhỏ vào nhiệt lượng kế (NLK) N1=200 giọt nhiệt độ nước NLK t1=300C Từ phương trình cân nhiệt suy ra: t1= + Tương tự: có N2=500 giọt thì: t2= Giải hệ (1) (2) ta được: tx=800C m = 0,1g Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc skkn 17 Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc Bài Quá trình ngưng tụ lượng nước thể đồ thị Trong A điểm ban đầu, D điểm cuối Xác định khối lượng nước đá, nước, nước điểm D Bỏ qua nước nhiệt, biết , L = 2,3.10 J/kg ; cnước = 4200J/kg.K t (0C) Hướng dẫn giải: - Quá trình đoạn AB: Nhiệt độ khơng thay A B 100 đổi 100 C => Hơi nước ngưng tụ Nhiệt lượng nước tỏa để ngưng tụ là: Qtỏa = Mh.L = 2300000 Mh = 2760000 (J) => Mh = 1,2 (kg) C D - Quá trình 2: Đoạn BC + CD Nước hạ 2,76 3,434 Q (.106J) nhiệt độ xuống 00C đông đặc Nhiệt lượng nước tỏa để xuống 00C ngưng tụ là: Qtỏa = Mh.cn (100-0) + M1 = 1,2.4200.100+ M1 3,4.105 = (3,434 - 2,76) 106 = 504000 + 340000 m1 = 679000 (J) => 340000.M1 = 170000 => M1 = 0,5 (kg) => mn = Mh - M1 = 1,2 - 0,5 = 0,7 (kg) 4.2.6 Dạng Bài tập thực hành phần nhiệt học Bài Xác định nhiệt dung qk nhiệt lượng kế nhiệt dung riêng c k chất làm nhiệt lượng kế Dụng cụ: Nhiệt lượng kế, nhiệt kế, nước (đã biết nhiệt dung riêng cn), bình đun, bếp điện, cân cân Hướng dẫn giải: * Lý thuyết: Rót lượng nước m2 t2 vào nhiệt lượng kế khối lượng mk có chứa lượng nước m1 t1 Nhiệt độ cân nhiệt t phương trình cân nhiệt là: Từ xác định nhiệt dung qk nhiệt dung riêng ck: *Cách làm: Dùng cân xác định khối lượng nhiệt lượng kế mk Rót lượng nước nguội vào nhiệt lượng kế xác định khối lượng: M=mk+m1 => m1 = M – mk Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ t1 nhiệt lượng kế nước Đun lượng nước khác bình đo t2 Rót nước t2 vào nhiệt lượng kế, khuấy nước đo nhiệt độ cân nhiệt t Cân lại nhiệt lượng kế, M’, suy ra : m2 = M’ – M Thay số liệu có vào biểu thức trên, ta tính qk ck Bài Dụng cụ: chai dầu cần xác định nhiệt dung riêng dầu, bình nước (biết nhiệt dung riêng nước), cốc thủy tinh giống nhau, cân Rơ– bec–van khơng có hộp cân, cát khô, nhiệt lượng kế (biết nhiệt dung riêng chất làm cốc nhiệt lượng kế), nhiệt kế, nguồn nhiệt Hướng dẫn giải: Do khơng có cân nên ta dùng cát Tiến hành theo bước: - Dùng cân xác định khối lượng cốc nhiệt lượng kế cốc thủy tinh ( theo khối lượng cát ) Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc skkn 18 Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc - Bỏ cốc nhiệt lượng kế rót nước vào cốc thủy tinh tới thăng bằng, ta khối lượng nước cốc thủy tinh khối lượng cốc nhiệt lượng kế - Làm tương tự với cốc thủy tinh thứ hai chứa dầu, ta có khối lượng dầu khối lượng nước cốc - Đo nhiệt độ ban đầu t1 dầu - Đổ nước vào cốc nhiệt lượng kế đun nóng tới nhiệt độ t Đổ dầu nhiệt độ t1 vào nhiệt lượng kế khuấy đo nhiệt độ t thiết lập cân nhiệt Gọi m khối lượng cốc thuộc nhiệt lượng kế (cũng khối lượng nước, khối lượng dầu); c1, c2, c3 nhiệt dung riêng cốc làm nhiệt lượng kế, nước dầu Từ phương trình cân nhiệt, ta suy ra: (mc1 + mc2).(t2 – t3)=mc3.(t3 – t1) Bài Lập phương án xác định nhiệt nóng chảy nước đá dụng cụ: nhiệt lượng kế (đã biết nhiệt dung riêng cK), nhiệt kế, cân, cân, nước đá tan 00C, (đã biết nhiệt dung riêng cn) Hướng dẫn giải: * Lý thuyết: Thả m2 gam nước đá tan t2 = 00C vào NLK (khối lượng mk, nhiệt độ dung riêng ck) chứa lượng nước m1 t1 Nhiệt độ cân nhiệt t Ta có phương trình cân nhiệt: (ckmk + cnml )(t1-t) = m2+cn m2 (t- t2) Từ đó: * Cách làm: - Cân NLK có khối lượng: mk - Rót lượng nước nguội vào NLK xác định khối lượng M, từ suy khối lượng nước rót vào: m1 = M - mk - Dùng nhiệt kế xác định nhiệt độ ban đầu t1 NLK nước - Lấy miếng nước đá tan thả vào NLK Xác định nhiệt độ có cân nhiệt t - Cân NLK nước có có khối lượng: M' Từ tính khối lượng nước đá: m2 = M' - M Tính từ kiện vừa có Bài Xác định nhiệt dung riêng dầu hỏa dụng cụ sau: cân (không có cân); nhiệt kế, nhiệt lượng kế (biết ruột nhiệt lượng kế có nhiệt dung riêng ck); nước (biết nhiệt dung riêng c n), dầu hỏa; bếp điện; hai cốc đun giống Hướng dẫn giải: Đặt cốc rỗng ruột nhiệt lượng kế lên đĩa cân A, đặt cốc rỗng cịn lại lên đĩa cân B, rót nước vào cốc đĩa cân B cân Suy mk = mn - Bỏ ruột nhiệt lượng kế xuống, rót dầu vào cốc rỗng bên đĩa A cân thăng bằng, lúc đó: md + mcốc = mn + mcốc => md = mn = mk - Lắp ruột nhiệt lượng kế vào vỏ nhiệt lượng kế, rót dầu từ cốc vào nhiệt lượng kế, đo nhiệt độ dầu, nhiệt lượng kế nước, nhiệt độ phịng t0 - Đặt cốc đun có nước lên bếp điện, đun nóng nước Tắt bếp, khuấy Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc skkn 19 Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc nước, nhiệt độ bắt đầu giảm chậm Khi nước cốc đến nhiệt độ t n chọn, đổ nước vào nhiệt lượng kế có chứa dầu Đậy nắp, khuấy đều, đo nhiệt độ cuối hỗn hợp t - Từ phương trình cân nhiệt: Q tỏa = Q thu suy ra: ( md cx + mk ck ) ( t - t0 ) = mncn ( tn- t ) Hay (cx + ck) ( t - t0 ) = cn ( tn – t ) Với giá trị đo cho ta xác định cx Nhận xét chung: Thực tế trình làm tập sử dụng nhiều phương pháp Vấn đề quan trọng người giáo viên phải định hướng cho học sinh tìm áp dụng phương pháp cho phù hợp, hiệu Đồng thời thường tốn có tính chất phân loại học sinh khá, giỏi trình học làm tập học sinh phải biết vận dụng cách uyển chuyển, linh hoạt phối hợp nhiều phương pháp với cách khoa học giải tốn cách hợp lý, xác Từ việc hiểu rõ bước toán định lượng Vật lý em dễ dàng vận dụng nhiều phương pháp giải vào việc giải tập bậc THCS mà vận dụng, sử dụng bậc học cao Vì thế, học sinh hiểu phương pháp em thấy hứng thú học môn Vật lý hơn, từ thấy u thích mơn Vật lý nói riêng yêu khoa học nói chung Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Sau thời gian trực tiếp áp dụng, thật vui mừng vào thời điểm khơng khí buổi học bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý thay đổi Các em hăng say phát biểu, xây dựng nhiều Các em thi đua học tập, học làm tập, kết học tập chưa mong muốn Những tự tin niềm đam mê thể rõ ánh mắt việc làm em Đồng thời thân tiến hành cho em làm lại khảo sát, với phần kiểm tra kiến thức thay đổi phù hợp với kiến thức học em Kết cụ thể sau: Giỏi Khá TB Môn Sĩ Số SL TL% SL TL% SL TL% Vật lý 11 63,64 36,36 0 Kết chứng tỏ rằng: Việc vận dụng kinh nghiệm nêu trên, thời gian chưa dài kết thu tương đối khả quan kết chưa hoàn toàn mong muốn thân dù cải thiện nhiều chất lượng học tập, số học sinh giỏi tăng lên, số học sinh yếu giảm Đặc biệt kiến thức em khắc sâu hơn, em tự tin vận dụng kiến thức học vào giải tốn Vật lý Tơi tin tinh thần, thái độ học tập môn Vật lý học sinh trì phát huy môn học khác III KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ Kết luận Sau thực sáng kiến: “Kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh khá, giỏi trường THCS phần Nhiệt học” cho tiết dạy môn Vật lý khối lớp theo kinh nghiệm nêu đề tài, đồng nghiệp 20 Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc skkn Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc Skkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hocSkkn.kinh.nghiem.boi.duong.hoc.sinh.kha.gioi.o.truong.thcs.phan.nhiet.hoc
Ngày đăng: 27/12/2023, 01:57
Xem thêm: