Đối với phân môn Vật lí phần lớn các bài trong chương trình THCS được xây dựng trên nguyên tắc : tiến hành thực nghiệm, trên cơ sở kết quả thực nghiệm, tiến hành qui nạp không đầy đủ để đi đến kết luận đó là tri thức cần nhận thức. Qua giảng dạy tôi nhận thấy mặc dù các em đã được làm quen bộ môn Vật lí từ lớp 6, lớp 7 nhưng ở giai đoạn này chỉ cung cấp cho học sinh những kiến thức Vật lí dưới dạng định tính, những khái niệm chưa đầy đủ. Vật lí 8 các em bắt đầu làm quen với những bài toán định lượng nên nhiều học sinh chưa định hướng được yêu cầu của bài toán, chưa có phương pháp giải hoặc một số em biết cách làm nhưng trình bày chưa chặt chẽ, chưa khoa học. Vật lí 8 chia làm hai phần : phần cơ học và phần nhiệt học. Nhiệt học là một trong bốn phần kiến thức Vật Lí cơ bản được trang bị cho học sinh THCS. Lượng kiến thức của phần này không nhiều so với các phần khác, bài tập phần này cũng không quá khó song vì các em ít được tiếp xúc với bài tập định lượng nên việc định hướng giải bài tập Nhiệt còn khó khăn với các em và các em chưa có phương pháp giải.
Trang 1MỤC LỤC
Phần I ĐẶT VẤN ĐỀ Trang 2
1 Lí do chọn đề tài Trang 2
2 Tính cần thiết của đề tài Trang 2
3 Mục đích nghiên cứu Trang 3
4 Đối tượng và phạm vi, kế hoạch, thời gian nghiên cứu Trang 3
Phần II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Trang 3
1 Cơ sở lí luận của vấn đề nghiên cứu Trang 3
2 Thực trạng của vấn đề cần nghiên cứu Trang 4
3 Các biện pháp Trang 5
4 Kết quả thực hiện Trang 14
Phần III: KẾT LUẬN Trang 15 1.Ý nghĩa và hiệu quả Trang 15 2.Bài học kinh nghiệm Trang 15 3.Kiến nghị Trang 15
Trang 2SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN NHIỆT HỌC
I ĐẶT VẤN ĐỀ
1 Lý do chọn đề tài
Mục tiêu giáo dục hiện nay là “Nâng cao chất lượng giáo dục …, đổi mới nội dung và phương pháp …, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học”
Để đạt được mục tiêu đó thì người thầy giáo phải thường xuyên bồi dưỡng chuyên môn nghiệp vụ, nâng cao tay nghề và phải tiếp cận với các phương pháp dạy học hiện đại, phải kết hợp tốt các phương pháp dạy học để nâng cao hiệu quả của bài giảng, tổ chức điều khiển để các em tích cực chủ động học tập tiếp thu kiến thức Từ đó xây dựng lòng yêu thích môn học, bồi dưỡng năng lực tự học của học sinh
Đối với phân môn Vật lí phần lớn các bài trong chương trình THCS được xây dựng trên nguyên tắc : tiến hành thực nghiệm, trên cơ sở kết quả thực nghiệm, tiến hành qui nạp không đầy đủ để đi đến kết luận đó là tri thức cần nhận thức Qua giảng dạy tôi nhận thấy mặc dù các em đã được làm quen bộ môn Vật lí từ lớp 6, lớp 7 nhưng ở giai đoạn này chỉ cung cấp cho học sinh những kiến thức Vật lí dưới dạng định tính, những khái niệm chưa đầy đủ Vật lí 8 các em bắt đầu làm quen với những bài toán định lượng nên nhiều học sinh chưa định hướng được yêu cầu của bài toán, chưa có phương pháp giải hoặc một số em biết cách làm nhưng trình bày chưa chặt chẽ, chưa khoa học
Vật lí 8 chia làm hai phần : phần cơ học và phần nhiệt học Nhiệt học là một trong bốn phần kiến thức Vật Lí cơ bản được trang bị cho học sinh THCS Lượng kiến thức của phần này không nhiều so với các phần khác, bài tập phần này cũng không quá khó song vì các em ít được tiếp xúc với bài tập định lượng nên việc định hướng giải bài tập Nhiệt còn khó khăn với các em và các em chưa có phương pháp giải
Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, các sự vật hiện tượng vật lý rất quen
thuộc gần gũi với các em Song việc tạo lòng say mê yêu thích và hứng thú tìm tòi kiến thức lại phụ thuộc rất nhiều vào nghiệp vụ sư phạm của người thầy Qua giảng dạy và tìm hiểu tôi nhận thấy phần lớn các em chưa có thói quen vận dụng những kiến thức đã học vào giải bài tập vật lý một cách có hiệu quả
2 Tính cần thiết của đề tài
Qua trực tiếp giảng dạy Vật lí 8 tôi thấy rằng nhiều em không thích học môn Vật lí vì các em cho rằng bài tập Vật lí 8 nói chung và bài tập phần Nhiệt học nói riêng rất khó, các em không có định hướng giải bài tập, các em chưa có thói quen vận dụng những kiến thức đã học vào giải bài tập Vật lí một cách có hiệu quả từ
đó các em không có hứng thú với môn học Kết quả học tập môn Vật lí của nhiều
em không cao Chính vì vậy mà tôi đã suy nghĩ tìm tòi và mạnh dạn
Trang 3SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN NHIỆT HỌC
I ĐẶT VẤN ĐỀ
1 Lý do chọn đề tài
Mục tiêu giáo dục hiện nay là “Nâng cao chất lượng giáo dục …, đổi mới nội dung và phương pháp …, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học”
Để đạt được mục tiêu đó thì người thầy giáo phải thường xuyên bồi dưỡng chuyên môn nghiệp vụ, nâng cao tay nghề và phải tiếp cận với các phương pháp dạy học hiện đại, phải kết hợp tốt các phương pháp dạy học để nâng cao hiệu quả của bài giảng, tổ chức điều khiển để các em tích cực chủ động học tập tiếp thu kiến thức Từ đó xây dựng lòng yêu thích môn học, bồi dưỡng năng lực tự học của học sinh
Đối với phân môn Vật lí phần lớn các bài trong chương trình THCS được xây dựng trên nguyên tắc : tiến hành thực nghiệm, trên cơ sở kết quả thực nghiệm, tiến hành qui nạp không đầy đủ để đi đến kết luận đó là tri thức cần nhận thức Qua giảng dạy tôi nhận thấy mặc dù các em đã được làm quen bộ môn Vật lí từ lớp 6, lớp 7 nhưng ở giai đoạn này chỉ cung cấp cho học sinh những kiến thức Vật lí dưới dạng định tính, những khái niệm chưa đầy đủ Vật lí 8 các em bắt đầu làm quen với những bài toán định lượng nên nhiều học sinh chưa định hướng được yêu cầu của bài toán, chưa có phương pháp giải hoặc một số em biết cách làm nhưng trình bày chưa chặt chẽ, chưa khoa học
Vật lí 8 chia làm hai phần : phần cơ học và phần nhiệt học Nhiệt học là một trong bốn phần kiến thức Vật Lí cơ bản được trang bị cho học sinh THCS Lượng kiến thức của phần này không nhiều so với các phần khác, bài tập phần này cũng không quá khó song vì các em ít được tiếp xúc với bài tập định lượng nên việc định hướng giải bài tập Nhiệt còn khó khăn với các em và các em chưa có phương pháp giải
Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, các sự vật hiện tượng vật lý rất quen
thuộc gần gũi với các em Song việc tạo lòng say mê yêu thích và hứng thú tìm tòi kiến thức lại phụ thuộc rất nhiều vào nghiệp vụ sư phạm của người thầy Qua giảng dạy và tìm hiểu tôi nhận thấy phần lớn các em chưa có thói quen vận dụng những kiến thức đã học vào giải bài tập vật lý một cách có hiệu quả
2 Tính cần thiết của đề tài
Qua trực tiếp giảng dạy Vật lí 8 tôi thấy rằng nhiều em không thích học môn Vật lí vì các em cho rằng bài tập Vật lí 8 nói chung và bài tập phần Nhiệt học nói riêng rất khó, các em không có định hướng giải bài tập, các em chưa có thói quen vận dụng những kiến thức đã học vào giải bài tập Vật lí một cách có hiệu quả từ
đó các em không có hứng thú với môn học Kết quả học tập môn Vật lí của nhiều
em không cao Chính vì vậy mà tôi đã suy nghĩ tìm tòi và mạnh dạn đưa ra sáng kiến “Phương pháp giải bài tập phần Nhiệt học” với mong muốn giúp các em định hướng bài tập, biết phương pháp làm bài tập, biết cách trình bày bài toán
Trang 4khoa học từ đó tạo nên hứng thú học tập, phát huy tính tích cực chủ động của các
em trong học tập, các em không còn ngại học môn Vật lí đồng thời nâng cao chất lượng bộ môn
3 Mục đích nghiên cứu.
Xuất phát từ những lý do trên tôi đã suy nghĩ, tìm tòi và đưa ra sáng kiến:
“Phương pháp giải một số dạng bài tập vật lí nâng cao phần nhiệt học” với mong muốn phần nào khắc phục được nhược điểm tìm cách giải bài tập vật lí nhiệt học của học sinh khối 8 và rèn luyện tính tự học cho học sinh góp phần hoàn thành mục tiêu giáo dục
Mục đích đề tài là hướng dẫn học sinh nắm vững các dạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập phần Nhiệt học Học sinh biết vận dụng các kiến thức
đã học vào giải bài tập từ đó trình bày bài toán Vật lí chặt chẽ và khoa học
4 Đối tượng, phạm vi, kế hoạch, thời gian nghiên cứu.
4.1 Đối tượng nghiên cứu
- Học sinh khối lớp 8
- Vấn đề : phần Nhiệt học trong chương trình Vật lí 8
Bài 24: Công thức tính nhiệt lượng
Bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt
Bài 26: Năng suất toả nhiệt của nhiên liệu.(Bài đọc thêm)
Bài 28: Động cơ nhiệt .(Bài đọc thêm)
4.2 Phạm vi nghiên cứu
- Lớp 8A 8B ,8C trường THCS Lê Lợi
4.3 Thời gian nghiên cứu
- Năm học 2011- 2012
II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1.Cơ sở lí luận của vấn đề nghiên cứu
Đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực, chủ động học tập của học sinh nhằm giúp các em tiếp cận kiến thức đòi hỏi phải đổi mới toàn bộ nhiều khâu Để hướng dẫn học sinh làm bài tập Nhiệt học không phải giáo viên trình bày lại lời giải, học sinh chép lại mà giáo viên phải là người tổ chức hướng dẫn các em thông qua hệ thống các câu hỏi gợi mở để các em từng bước tìm ra phương pháp giải
Nên việc đổi mới phương pháp nhằm phát huy tính tích cực, chủ động của người học là nhiệm vụ cấp bách
Dạy học vật lí là việc làm thường xuyên, liên tục và lâu dài Nó đòi hỏi người giáo viên không phải chỉ có năng lực, kinh nghiệm mà phải có cả tâm huyết với nghề, yêu nghề, yêu trò, phát hiện và bồi dưỡng tạo điều kiện để cho những em
có năng lực tự bộc lộ khả năng một cách tối đa Theo ý kiến của nhiều học giả đều cho rằng mỗi học sinh đều có mặt mạnh riêng, vì vậy trong dạy học giáo viên cần chú ý đến điểm này thì sẽ nâng cao được chất lượng toàn diện
Trong quá trình học Vật lí ở trường THCS, học sinh cần biết cách tổ chức việc học tập của mình một cách chủ động sáng tạo Người thầy cần rèn cho học sinh
kĩ năng, thói quen độc lập suy nghĩ khoa học và lời giải phải có cơ sở lí luận
Trang 5Trong thực tế giảng dạy tôi thấy có nhiều học sinh chưa biết giải bài toán Nhiệt học do nhiều nguyên nhân, trong đó nguyên nhân chủ yếu là học sinh không chỉ
ra được bài toán cho biết điều gì? Yêu cầu gì? Vận dụng kiến thức nào đã học để giải quyết bài toán đó? Từ đó học sinh có thể định hướng dạng bài tập, cách giải Đến nay ta phải khẳng định rằng nâng cao chất lượng của học sinh giỏi là việc làm tích cực, đúng dắn, phù hợp với yêu cầu của sự phát triển của đất nước, của thời đại
2 Thực trạng của vấn đề cần nghiên cứu:
a.Thực trạng tình hình :
- Qua giảng dạy học bộ môn vật lí phần nhiệt học tôi nhận thấy việc định hướng giải bài tập định lượng của các em còn yếu ở các mặt sau:
+ Các em chưa xác định được các quá trình trao đổi nhiệt
+ Các em chưa xác đinh được đúng đối tượng trao đổi nhiệt
+ Các em chưa xác đinh được các bước giải bài tập
- Kết quả đạt được qua kết quả làm bài tập trong các giờ học của các em cụ thể như sau:
VD: Tôi có ra một bài tập như sau:
Người ta thả một miếng đồng khối lượng 0,5kg vào 500g nước Miếng đồng nguội đi từ 80°C xuống 20°C
Hỏi
a.Nước nhận được một nhiệt lượng bằng bao nhiêu
b Nước nóng lên thêm bao nhiêu độ ?
Đa số các em còn lúng túng và chưa biết cách để giải một bài toán nhiệt học
- Vậy nguyên nhân nào làm cho các em không có định hướng giải bài tập như thế?
Theo tôi có nhiều nguyên nhân trong đó có cả nguyên nhân khách quan và nguyên nhân chủ quan
- Trước hết phải kể đến sự hạn chế về phương pháp truyền đạt kiến thức của người thầy đến với học sinh chưa đạt hiệu quả cao
- Thứ hai là bản thân học sinh còn chủ quan lơ là, chưa tập chung nghe giảng nên tiếp thu kiến thức chưa đầy đủ do vậy việc định hướng giải bài tập chưa tốt
- Thứ ba phải kể đến cách biên soạn chương trình sách giáo khoa Vật Lý 8
Đó là toàn bộ các tiết dạy đều là lý thuyết, không có tiết bài tập nên giáo viên chưa rèn được kỹ năng cho học sinh Trong khi ở lớp 6 lớp 7 các em ít được làm quen với dạng bài tập định lượng thì lên lớp 8 các em cố rất nhiều bài tập định lượng nhất là phần nhiệt học Vì vậy đối với các em học sinh mà nói bài tập vật lí nhiệt học là khó song lại không được rèn luyện thường xuyên dẫn đến việc định hướng giải bài tập nhiệt học của các em là rất kém
- Để giúp các em khắc phục phần nào hạn chế đó, tôi đã tìm tòi, suy nghĩ và đưa ra:
“ Phương pháp giải bài tập phần nhiệt học vật lí 8”
Qua đây sẽ góp phần vào việc rèn luyện tư duy tích cực và phương pháp tự học của người học Từ đó các em thêm yêu thích môn học , phát triển được năng lực tìm tòi học tập của các em
Trang 6b.Những thuận lợi, khó khăn:
Qua giảng dạy môn Vật lí 8 phần Nhiệt học tôi nhận thấy việc định hướng giải bài tập định lượng của các em còn yếu ở các mặt sau :
- Kĩ năng tìm hiểu đề bài của các em còn hạn chế, các em chưa xác định được
đề bài cho yếu tố gì, cần phải tìm yếu tố nào
- Các em chưa xác định được các quá trình trao đổi nhiệt
- Các em chưa xác định được đúng đối tượng trao đổi nhiệt
- Các em chưa xác định các bước giải bài tập
- Kĩ năng vận dụng kiến thức toán vào tính toán còn hạn chế
Vậy nguyên nhân nào làm cho các em không có định hướng giải bài tập như thế ? Theo tôi có nhiều nguyên nhân trong đó có cả nguyên nhân chủ quan và nguyên nhân khách quan Tôi xin đưa ra một số nguyên nhân sau :
- Phương pháp truyền đạt kiến thức của thầy đến học sinh chưa đạt hiệu quả cao
- Bản thân học sinh còn chủ quan, chưa tập trung nghe giảng nên tiếp thu kiến thức chưa đầy đủ, các em chưa tích cực chủ động trong học tập do vậy việc định hướng giải bài tập chưa tốt
Chương trình SGK Vật lí 8 toàn bộ các tiết dạy đều là lí thuyết, không có tiết bài tập nên giáo viên chưa rèn được kĩ năng cho học sinh Trong khi ở lớp 6 và lớp 7 các em ít được làm quen với bài tập định lượng nhất là phần Nhiệt học Vì vậy đối với các em mà nói bài tập Vật lí Nhiệt học không khó song không được rèn luện
3.Các biện pháp
3.1.Các biện pháp
Để thực hiện đề tài trên tôi đã thực hiện như sau :
- Xây dựng kế hoạch thực hiện đề tài ngay từ đầu năm học
- Áp dụng việc giảng dạy đều ở tất cả các lớp, với các đối tượng học sinh : giỏi khá, trung bình
- Khảo sát và rút ra kinh nghiệm
- Trong quá trình giảng dạy tôi có đưa ra một số phương pháp để nâng cao hiệu quả
+Cần có kĩ năng định hướng bài giải một cách có hệ thống, dễ hiểu
+Cần phải tổ chức cho học sinh hoạt động một cách tích cực giúp cho các em
có tính tự học, tự giác
+Cần hướng dẫn và nhắc lại cho học sinh một số kiến thức có liên quan
+Đưa ra các phương pháp giải ngắn gọn, dễ hiểu
3.2 Các bước tiến hành.
1 Để giảng dạy tốt bài tập phần Nhiệt học giáo viên cần phải chuẩn bị tốt một số công việc sau :
- Giáo viên sọan bài kĩ
- Khắc sâu các kiến thức cơ bản
- Giáo viên đọc thêm sách tham khảo để sưu tầm nhiều dạng bài tập và chọn phương pháp giải dễ hiểu
- Với mỗi bài tập phải giúp học sinh định hướng được phương pháp giải, đưa
về dạng toán cơ bản để khi gặp bài khác học sinh có thể vận dụng giải được, tránh giải rập khuôn máy móc
Trang 7- Với bài tập có nhiều đại lượng cần chú ý rèn kĩ năng tóm tắt đề bài và đổi đơn vị
- Ở mỗi tiết học phải dành thời gian hướng dẫn học sinh làm bài tập ở nhà Luôn đổi mới phương pháp dạy và học giúp học sinh phát huy được khả năng tư duy của bản thân
2 Giáo viên cần hệ thống các kiến thức cần thiết để giải bài tập phần Nhiệt học.
- Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra, thu vào
Q = m.c.t
Trong đó (t = t1-t2)
Q: nhiệt lượng thu vào (toả ra) của chất (J)
m: khối lượng của chất thu vào(toả ra) (kg)
c: nhiệt dung riêng của chat thu vào (toả ra) (J/kg.K)
t: độ tăng (giảm) nhiệt độ của chất (°C)
- Phương trình cân bằng nhiệt
Q toả ra = Q thu vào
- Nhiệt lượng toả ra của nhiên liệu(Bài đọc thêm)
Q = m.q
Q: nhiệt lượng toả ra của nhiên liệu bị đốt cháy(J)
m: khối lượng của nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn (kg)
q: năng suất toả nhiệt của nhiên liệu (J/kg)
- Công thức tính hiệu suất
H =
tp
i
Q Q
Qi : nhiệt lượng có ích (J)
Qtp : nhiệt lượng toàn phần (J)
- Hiệu suất của động cơ nhiệt (Bài đọc thêm)
H = Q A
A: công mà động cơ thực hiện (J)
Q: nhiệt lương do nhiên liệu bị đốt cháy toả ra (J)
Bài dạy minh hoạ
Dạng 1: Bài tập chỉ có một quá trình thu nhiệt của các chất
Bài tập : Một ấm đun nước bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2 lít nước ở
25°C Muốn đun sôi ấm nước này cần một nhiệt lượng bằng bao nhiêu?
Phân tích bài:
? Bài toán trên có mấy đối tượng tham gia thu nhiệt
? Nhiệt lượng để đun sôi ấm nước được tính như thế nào
Giáo viên chốt lại : Bài toán trên có hai đối tượng tham gia thu nhiệt là 0,5kg nhôm ở 25°C và 2 lít nước ở 25°C
Vậy nhiệt lượng để đun sôi ấm nước bằng nhiệt lượng cung cấp cho nước để
nó tăng từ 25°C đến 100°C và nhiệt lượng cung cấp cho ấm nhôm để nó tăng từ 25°C đến 100°C
Từ phân tích trên ta có lời giải sau :
Trang 8Tóm tắt
m1 = 0,5kg Bài giải
m2 = 2kg Nhiệt lượng cần để đun 0,5 kg nhôm từ 25°C đến 100°C là
c1 = 880J/kg.K Q1 = m1.c1.t = 0,5.880 (100 – 25) = 33000(J)
c2 = 4200J/kg.K Q1 = m1.c1.t = 0,5.880 (100 – 25) = 33000(J)
Q = ? Nhiệt lượng cần để đun 2 kg nước từ 25°C đến 100°C là
Q2 = m2.c2.t = 2.4200.(100 – 25) = 604800 (J)
Nhiệt lượng cần để đun sôi ấm nước là
Q = Q1+ Q2 = 33000 + 604800 = 637800 (J)
Cách giải : Bước 1: Phân tích tìm các đối tượng thu nhiệt
Bước 2: Dùng công thức Q = m.c t để tính nhiệt lượng theo yêu cầu của bài Chú ý phải đổi đơn vị (nếu cần)
Dạng 2: Bài tập có cả quá trình thu nhiệt và quá trình toả nhiệt.
Bài tập1 : Người ta thả một miếng đồng khối lượng 0,5kg vào 500g nước Miếng
đồng nguội đi từ 80°C xuống 20°C Hỏi nước nhận được một nhiệt lượng bằng bao nhiêu và nóng lên thêm bao nhiêu độ ?
Phân tích bài toán
? Bài toán trên có mấy đối tượng tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt
? Đối tượng nào thu nhiệt, đối tượng nào toả nhiệt
? Yêu cầu của bài toán trên là gì
? Nhiệt lượng toả ra được tính như thế nào?
? Nhiệt lượng thu vào được tính như thế nào
? Dựa vào đâu để tính được nước nóng lên thêm bao nhiêu độ
Giáo viên chốt lại: Bài toán trên có hai đối tượng tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt Đồng là vật toả nhiệt còn nước là vật thu nhiệt Nhiệt lượng đồng toả ra bằng nhiệt lượng nước thu vào
Từ phân tích trên ta có lời giải như sau:
Tóm tắt
m1= 0,5kg
m2 = 500g = 0,5kg
t1 = 80°C
t = 20°C
c1 = 880J/kg.K
c2 = 4200J/kg.K
Q2 = ? Giải
Nhiệt lượng đồng toả ra khi hạ nhiệt độ từ 80°C xuống 20°C là :
Q1 = m1.c1.t1= 0,5.880.(80 – 20) = 26400 (J)
Nhiệt lượng nước thu vào bằng nhiệt lượng đồng toả ra ta có :
Q2 = m2.c2.t2 = Q1= 26400(J)
Nước nóng lên thêm là :
t2 =
2 2
2
.c m
Q
4200 5 , 0
26400
13°C
Chú ý : Bài tập này có thể yêu cầu tính khối lượng , nhiệt dung riêng, nhiệt độ
cân bằng của quá trình trao đổi nhiệt thì ta cũng giải tương tự
Trang 9Cách giải : Bước 1: Phân tích đề bài tìm đối tượng toả nhiệt, đối tượng thu nhiệt.
Bước 2: Dùng công thức tính nhiệt lượng để tính nhiệt lượng toả ra, nhiệt lượng thu vào
Bước 3: Dùng phương trình cân bằng nhiệt Qtoả ra = Qthu vào để tính đại lượng chưa biết theo yêu cầu của đề bài
Bài tập 2: Đổ 738 g nước ở nhiệt độ 15°C vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có
khối lượng 100g, rồi thả vào đó một miếng kim loại có khối lượng 200g ở nhiệt
độ 100°C Nhiệt độ khi bắt đầu cân bằng nhiệt là 17°C Tính nhiệt dung riêng của miếng kim loại đó, lấy nhiệt dung riêng của nước là 4186J/kg.K
Phân tích bài toán :
Bài toán trên có 3 đối tượng tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt Nước và nhiệt lượng kế là vật thu nhiệt còn miếng kim loại tỏa nhiệt Nhiệt lượng nước và nhiệt lượng kế thu vào bằng nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra
Tóm tắt Bài giải
m1=738g = 0,738kg Nhiệt lượng nước và nhiệt lượng kế thu vào là :
m2 = 100g = 0,1kg Q1= m1.c1 t1 =0,738.4186 (17 – 15) =6179(J)
m3 = 200g = 0,2kg Q2 = m2.c2 t2 = 0,1.c2 (17 – 15) = 0,2 c2
t1 = t2 = 15°C Nhiệt lượng do miếng kim loại toả ra là
t3 = 100° Q3 = m3.c2.t3 = 0,2.c2 (100 -17) = 16,6 c2
t = 17°C Vì nhiệt lượng của miếng kim loại toả ra bằng nhiệt lượng
c1 = 4186 J/kg.K nước và nhiệt lượng kế thu vào nên :
c2 = ? Q1 + Q2 = Q3
Thay số vào phương trình trên tính được giá trị của c2
c2 = 377J/kg.K(kim loại đó là đồng)
Dạng 3 : Bài tập có liên quan đến hiệu suất (Bài đọc thêm nhưng cũng phải nói
với đối tượng học sinh giỏi)
Bài tập 1: Người ta dùng bếp dầu hỏa để đun sôi 2 lít nước từ 20°C đựng trong
một ấm nhôm có khối lượng 0,5kg Tính lượng dầu hỏa cần thiết, biết chỉ có 30% nhiệt lượng do dầu hỏa tỏa ra làm nóng nước và ấm
Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K, của nhôm là 880J/kg.K, năng suất tỏa nhiệt của dầu hỏa là 46.106J/kg
Phân tích bài toán
? Bài toán trên có mấy đối tượng tham gia vào quá trình truyền nhiệt
? Những đối tượng nào thu nhiệt, tỏa nhiệt
? Nhiệt lượng nào là nhiệt lượng có ích
? Nhiệt lượng nào là nhiệt lượng toàn phần
? Hiệu suất của bếp bằng bao nhiêu
? Để tính được khối lượng của dầu hỏa thì phải tính được được đại lượng nào
Giáo viên chốt lại: Bài tập này có :
- Hai đối tượng thu nhiệt đó là nước và ấm nhôm
- Một đối tượng tỏa nhiệt đó là bếp dầu hỏa
- Nhiệt lượng có ích là nhiệt lượng làm nóng nước và ấm
- Nhiệt lượng toàn phần do dầu hỏa bị đốt cháy tỏa ra
Trang 10- Hiệu suất của bếp bằng 30% có nghĩa là 30% nhiệt lượng bếp tỏa ra biến thành nhiệt lượng có ích
- Để tính được khối lượng dầu hỏa thì phải tính được nhiệt lượng toàn phần bếp tỏa ra
Tóm tắt Bài giải
m1 = 2kg Nhiệt lượng cần thiết để đun nóng nước từ 20°C đến 100°C là :
m2 = 0,5kg Q1 = m1.c1.t = 2.4200.(100 -20) = 672000(J)
t1 = 20°C Nhiệt lượng cần thiết để đun nóng ấm từ 20°C đến 100°C là :
t2 = 20°C Q2 = m2.c2.t = 0,5.880.(100 – 20) = 35200(J)
c1 = 4200J/kg.K Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi ấm nước là :
c2 = 880J/kg.K Q = Q1+ Q2 = 672000 + 35200 = 707 200 (J)
q = 46.106 J/kg Nhiệt lượng do dầu hỏa tỏa ra
m = ? Qtp = .Q
30
100
30
100
2
1 Q
Q = 707200
30
100
=2357333(J)
Lượng than cần thiết để đun sôi ấm nước là :
Qtp = m.q m =Q q tp
= 460000002357333 = 0,051(kg)
Chú ý : Bài tập này có thể yêu cầu tính hiệu suất hoặc tính nhiệt độ của bếp ta
cũng làm tương tự
Cách giải :
Bước 1: Phân tích đề bài xác định xem nhiệt lượng có ích dùng để làm gì, xác
định xem nhiệt lượng toàn phần lấy ra từ đâu
Bước 2: Dùng mối liên hệ H = Qtp Qi suy luận tìm các đại lượng liên quan
Dạng 4 : Bài tập chỉ có một đối tượng tham gia vào quá trình nhiệt nhưng ở nhiều thể ( dùng cho đối tượng HS khá giỏi)
Bài tập:
Tính nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho 0,5kg nước đá ở -150C hóa thành hơi hoàn toàn Biết nhiệt dung riêng của nước đá và nước là c1= 1800J/kg.K,
c2=4200J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là= 3,4.105J/kg, nhiệt hoá hơi của nước là L = 2,3.106J/kgc1
Phân tích bài toán:
- Trong bài tập nước đá trải qua các giai đoạn sau:
+ Nước đá từ -150C lên 00C
+ Nước đá nóng chảy thành nước ở 00C
+ Nước từ 00C lên 1000C
+ Nước hoá thành hơi hoàn toàn ở 1000C
- Từ sự phân tích trên ta có lời giải sau:
+ Nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho 0,5kg nước đá ở -150C tăng nên 00C là:
Q1 = m c1 t = 0,5.1800.15 = 13500J =0,135.105J + Nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho 0,5kg nước đá ở 00C nóng chảy hoàn toàn là:
Q2 = m = 0,5.3,4.105 = 1,7.105J + Nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho 0,5kg nước ở 00C tăng lên 1000C là:
Q = m.c t = 0,5.4200.100 = 2,1.105J