tài liệu cơ nhiệt bồi dưỡng học sinh giỏi Lý THCS

tài liệu cơ nhiệt bồi dưỡng học sinh giỏi Lý THCS tham khảo

TÀI LIỆU :

CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯƠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ

TRUNG HỌC CƠ SỞ NĂM 2015

(PHẦN CƠ NHIỆT)

I Công tác giảng dạy và tổ chức bồi đưỡng học sinh giỏi môn vật lý thcs

1.Thuận lợi và khó khăn

1.1 Thuận lợi

- Sự quan tâm chỉ đạo sát sao của lãnh đạo các cấp mà trực tiếp là phòng Giáo dục và Bangiám hiệu trường: Từ việc ưu tiên chọn học sinh vào đội tuyển, cách chọn đội tuyển đến phâncông giáo viên trực tiếp giảng dạy, giáo viên hỗ trợ; từ việc xây dựng chương trình kế hoạch ônluyện đến đổi mới tổ chức ra đề chấm thi nghiêm túc khách quan; từ việc tăng đầu sách thamkhảo cho thư viện, khuyến khích giáo viên mua tài liệu hay đến việc cố gắng động viên về vậtchất tinh thần cho giáo viên và học sinh…

- Hầu hết giáo viên phụ trách đội tuyển có nhận thức trách nhiệm cao với nhiệm vụ đượcgiao Nhiệt tình, tận tâm với học sinh, luôn có tinh thần cầu thị học hỏi nâng cao trình độ kiếnthức, năng lực chuyên môn và kinh nghiệm…

- Chọn học sinh dễ dàng vì các lý do:

Thứ nhất, do nhu cầu công việc sau này, Học sinh thích vào đội tuyển các môn khoa học tựnhiên hơn Nếu để tự nguyện đăng kí, hầu hết các em đều đăng kí ôn luyện các môn khoa học tựnhiên;

Thứ hai, do đặc thù bộ môn có sức hấp dẫn riêng: phần lí thuyết ngắn, không phải họcthuộc nhiều như các môn xã hội Yêu cầu kĩ năng diễn đạt không quá khó như các môn xã hội.Đáp án rõ ràng không “lưỡng tính”.Vì vậy khi được chọn vào đội tuyển các môn tự nhiên các

em sẽ phấn khởi , thi đua học tập…

- Phụ huynh có học sinh vào đội tuyển các môn tự nhiên đều có tâm lí thoải mái, phấn khởi

vì đa số phụ huynh đều định hướng cho con em học khối A,B Nhờ đó phụ huynh luôn tạo điềukiện quan tâmvề vật chất và tinh thần cho con em trong quá trình ôn luyện

1.2 Khó khăn

- Dung luợng kiến thức phải ôn luyện quá rộng, quá tải, không được tập trungkhoanh vùngthức trọng tâm Học sinh phải học nhiều môn, giáo viên phải dạy nhiều tiếtvì vậy việc BDHSG

vô cùng vất vả, khó khăn

- Đề thi nhìn chung tất cả các môn còn dài Vì vậy việc kết hợp ôn tập kiến thức và rèn luyện

kĩ năng làm bài sao cho tốt đáp ứng yêu cầu đề quả là khó khăn

- Học sinh cấp THCS phương pháp tư duy chưa thực sự sâu, khả năng tự học, tự nghiên cứucòn thấp, cần nhiều sự hướng dẫn của thầy trong khi đó quỹ thời gian ôn tập không nhiều vì họcsinh còn phải học nhiều môn, giáo viên phải dạy chính khóa nhiều tiết….

- Chế độ động viên cho giáo viên và học sinh còn hạn chế do quỹ khen thưởng của nhàtrường có hạn Kinh tế suy thoái nên việc huy động các nguồn tài trợ khó khăn

2 Giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi lý thcs

2.1 Đối với học sinh

Trước hết, HSG phải có kiến thức và lòng say mê Sau đó, ta cần ở các em sự chăm chỉrèn luyện, cần cù tích luỹ Ngoài kiến thức kĩ năng học được trên lớp và đọc được trong sáchgiáo khoa, học sinh cần chủ động tìm đọc thêm sách tham khảo và tài liệu khác qua các kênhthông tin khác nhau Hiện nay, tài liệu tham khảo rất phong phú, dưới sự tư vấn của GV, các em

cần tìm đọc các tài liệu hay để tích lũy cho mình (dẫn chứng GV mượn sách thư viện, mua sách

hay cho HS…) Mặt khác, các diễn đàn trao đổi về kiến thức trên Internet cũng rất nhiều, ở đó

thường hội tụ các GV và HS rất giỏi, chúng ta và cả HS nên tham khảo có chọn lọc các kiến thc

PP trên các diễn đàn đó

2.2 Về phía giáo viên

Cố Thủ tướng Phạm Văn Đồng đã từng nói, muốn có trò giỏi thì trước hết phải có thầygiỏi, nói thế không có nghĩa là cứ có thầy giỏi thì sẽ có trò giỏi, nó còn phụ thuộc vào nhiều yếu

tố khác, tuy nhiên, qua đó muốn khẳng định rằng, vai trò của người thầy trong cực trau dồi, tíchlũy chuyên môn, đọc nhiều, hiểu sâu vấn đề mà mình dạy học sinh (HS), theo phương

châm biết mười dạy một Thường xuyên tham khảo và học hỏi kinh nghiệm của các GV gạo

cội trong và ngoài huyện, tỉnh (bản công tác phát hiện và bồi dưỡng HSG là hết sức quan trọng.

Là giáo viên (GV) bồi dưỡng đội tuyển, theo tôi, chúng ta phải là một người thầy vừa hồng vừa

chuyên, hay nói theo cách khác, phải đủ tâm và đủ tầm Phải trau dồi chuyên môn; chủ động tìm

tòi tư liệu trên các phương tiện, đặc biệt là trên mạng internet Lựa chọn trang web nào hữu ích,các tác giả giỏi, các đề thi hay, chuyên đề hấp dẫn… để sưu tầm tài liệu

Một điều hết sức quan trọng, có thể nói là quan trọng hàng đầu, đó là truyền cho HS niềm

say mê, hứng thú, tinh thần ham học hỏi tìm tòi, cái mà chúng ta hay nói nôm na là truyền

lửa cho HS Cách làm của tôi là luôn tôn trọng các lời giải khác của HS, đưa lời giải đó ra trước

đội tuyển để phân tích ưu nhược, đề cao cái hay cái sáng tạo của HS đó, có thể có một quyển sổ

riêng chuyên biên tập các lời giải độc đáo của HS mình, coi đây là tài liệu tham khảo cho toànđội (năm đó và cả các năm sau) Ngoài ra, khuyến khích động viên các em tìm tòi, nghiên cứu.Với một sáng kiến của các em, có thể là rất nhỏ, nhưng ta khéo léo khuyến khích coi nó là

một công trình nhỏ của HS, nhen nhóm nó thành ngọn lửa say mê nghiên cứu, giúp đỡ em để dần có được công trình lớn hơn, biết đâu chính HS đó có thể có những công trình vĩ đại sau

này!

Một biện pháp nữa không thể thiếu là GV phải lập kế hoạch cho mình một cách thật cụthể, chi tiết, chia ra nhiều giai đoạn (mỗi giai đoạn phải cụ thể đến từng tuần), tránh tình trạngthích đâu dạy đó Cá nhân tôi thấy rằng, kế hoạch càng cụ thể chi tiết thì càng dễ thực hiện và

dễ rút kinh nghiệm Sau mỗi giai đoạn cần rút kinh nghiệm một cách nghiêm túc, đề ra phươnghướng thực hiện và điều chỉnh cho các giai đoạn tiếp sau đó

Trong công tác bồi dưỡng HSG, với thời lượng lên lớp với đội tuyển là không nhiều, thìviệc hướng dẫn HS tự học là đặc biệt quan trọng Thực tế cho thấy HS nào có tinh thần vàphương pháp tự học tốt thì sẽ thành công cao hơn các bạn khác GV cần hướng dẫn cho HS (và

cả phụ huynh HS) cách sử dụng quỹ thời gian của mình (con em mình) một cách hợp lý và hiệuquả, tránh lãng phí thời gian, nhưng cũng đảm bảo thời gian nghỉ ngơi giải trí Thực tế cho thấy,

có HS học rất nhiều, thâu đêm suốt sáng, không thu xếp được thời gian nghỉ ngơi, nên hậu quả

là không những không thành công mà còn gây mụ mẫm đầu óc, cơ thể mệt mỏi kéo dài…

Mặt khác, người thầy cần bồi dưỡng HS dưới nhiều hình thức, trực tiếp và gián tiếp (quagiờ giảng trên lớp, qua gặp gỡ ngoài giờ, qua email, các diễn đàn, câu lạc bộ…) với lòng nhiệttình, tận tụy cao độ, đem hết cái tâm của mình ra để truyền tải kiến thức kĩ năng và phươngpháp cho trò

Một giải pháp quan trọng nữa là việc lựa chọn HS vào đội tuyển GV đứng lớp phải để ý

HS ngay từ những ngày đầu lớp 6 Ngoài việc lựa chọn qua điểm số của HS thì việc lựa chọnthông qua các lời giải độc đáo là hết sức quan trọng Thực tế cho thấy, các HS năng khiếu là các

HS có những lời giải (hay câu hỏi) khác với thầy và các bạn, có thể nó còn dài dòng và lủngcủng, nhưng không sao, ta sẽ uốn nắn sau Có những HS lại có kiểu ghi chép rất lạ, không giốngnhững gì GV ghi trên bảng, nhưng khi ta đọc kĩ cách ghi ấy thì lại vừa đủ kiến thức của bài, lạivừa có sự ghi nhớ độc đáo của cá nhân HS đó Tức là, kĩ năng quan sát tinh tế để phát hiện sớmHSG của GV là rất quan trọng

Cuối cùng, tôi muốn trao đổi với các thầy cô về giải pháp về tâm lý Người thầy, ngoàiviệc dạy HS kiến thức, kĩ năng, phương pháp còn phải kết hợp các biện pháp về tâm lý Cáchlàm của tôi là sau mỗi kỳ thi của các em, sẽ có những em thành công và có những em thất bại,yêu cầu các em viết ra suy nghĩ của mình về nguyên nhân thành công (thất bại) của bản thân, đề

ra phương hướng, kế hoạch và mục tiêu đạt giải mấy cho vòng thi sau Sau đó cho các em dánlên góc học tập của mình, ngày nào các em cũng nhìn thấy những điều mà mình đã viết, từ đótạo động lực không nhỏ cho thành công sau này

2.3 Về phía PHHS

- Quan tâm tạo điều kiện, động viên tích cực con em học tập tốt hơn

- Trang bị đầy đủ dụng cụ học tập, tài liệu tham khảo, hướng dẫn con em mình sử dụnghợp lý và hiệu quả quỹ thời gian ở nhà

- Thường xuyên liên lạc với GVCN, với giáo viên dạy đội tuyển, với nhà trường, với bạn

bè của con em mình để nắm bắt kịp thời tình hình học tập của con mình

2.4 Về phía BGH, nhà trường

- Cần phải phân công chuyên môn một cách hợp lý, lựa chọn giáo viên có đủ phẩm chất,năng lực, tinh thần trách nhiệm để bồi dưỡng HSG Bên cạnh đó cũng cần coi trọng việc giámsát, kiểm tra thường xuyên

- Phát hiện và xây dựng nguồn bắt đầu từ lớp 6, cử giáo viên có kinh nghiệm dạy bồidưỡng

- Cần tạo mọi điều kiện cho GV tham gia các lớp học tập nâng cao trình độ chuyên mônnghiệp vụ

- Cần làm tốt công tác xã hội hóa giáo dục để kết hợp với nhà trường có những chế độđộng viên, khuyến khích khen thưởng kịp thời và hợp lý đối với giáo viên và học sinh có thànhtích cao

3 Thành lập và bồi dưỡng đội tuyển HSG vật lý thcs ntn?

Bước 1:Thành lập đội tuyển học sinh giỏi 6

- Yêu cầu phải thành lập một đội có những em nhận thức và ham học tập môn Vật líhơn học sinh khác

- Chọn đối tượng là khâu đầu tiên, là hạt nhân nòng cốt cho đội tuyển

+ Nếu chọn được đối tượng tốt sẽ thuận lợi cho việc bồi dưỡng từ đó người giáo viên cóđiều kiện để phát huy các thế mạnh về phương pháp bồi dưỡng và kiến thức cần truyền đạt chohọc sinh.

+ Giả thuyết nếu chọn đối tượng không tốt sẽ dẫn đến giáo viên: dù có phương pháp tốt,biện pháp tốt nhưng học sinh bị ràng buộc, không đam mê từ đó dẫn đến kết quả không cao (Vìdạy và học là hai yếu tố quan hệ hữu cơ với nhau, trò phải có hứng thú và mong muốn tiếp nhận

có tinh thần cầu tiến học hỏi thì thầy mới có điều kiện thực hiện thành công ý tưởng của mình.Dẫn đến học trò có mong muốn sự học hỏi tích cực sẽ đòi hỏi và thúc đẩy thầy dạy càng tốt hơntrong tìm tòi và đưa ra tri thức mới)

Kết quả đội tuyển lớp 6 nếu thuận lợi sẽ là động lực cho học sinh đội tuyển 7,8,9 Nếuthấy nhân tố yếu sẽ cần phải thay thế và bổ sung tuy nhiên cần có sự kế thừa năm cũ và pháttriển năm mới

Bước 2: Khi đã có đội tuyển HSG cần kiểm tra chặt chẽ đối tượng học sinh tham giađội tuyển từ các giờ chính khóa ở lớp đến kiểm tra kĩ năng kiến thức - kĩ năng học bài ở nhà.

- Giáo viên cần có sổ theo dõi ghi chép đánh giá từng phần cụ thể kế hoạch đã đạt đượcmặt còn hạn chế của đối tượng dựa trên đặc điểm tính cách của từng học sinh đã lựa chọn để từ

đó tìm cách tháo gỡ dần những tồn tại hạn chế cho từng em Đánh giá thường xuyên và cóthông báo chi tiết cụ thể bằng việc trả và chấm bài cho học sinh trong đội tuyển Yêu cầu các

em làm bài nghiêm túc, đầy đủ, đọc thêm các sách có liên quan

Bước 3: Sưu tầm các đề thi ,các dạng bài tập hay cho đội tuyển

- Thường xuyên sưu tầm cập nhật các đề thi, các dạng kĩ năng đòi hỏi học sinh tự hoànthiện hoặc hoàn thiện dưới sự hướng dẫn của giáo viên Tiến tới nâng dần việc tự học của họcsinh Để các em thấy việc cần thiết phải vận dụng được kiến thức cơ bản từ SGK vào bài thi.Phần nào từ SGK cơ bản, phần nào từ SGK nâng cao Học sinh tự nhận thức và thấy được sựhạn chế của mình ở các nội dung cơ bản từ đó giúp cho việc tự rèn luyện nâng cao trao đổi với

GV để tự nâng cao bồi dưỡng có hiệu quả hơn

Bước 4 : Làm quen với đề thi HSG năm trước của trường

- Làm quen với các đề thi năm trước Đây cũng là cách giáo viên giúp cho học sinh tổnghợp được, khái quát các kỹ năng kiến thức yêu cầu đối với học sinh giỏi Từ đó tạo điều kiệntrang bị cho các em kỹ năng hoàn thiện, và sự phản xạ với các đề, kiểu đề từ đòi hỏi thấp đến

đòi hỏi cao Học sinh đội tuyển luôn có tầm để đón nhận các dạng đề mà người ra đề yêu cầu,

có khả năng phát huy năng lực tư duy, kiến thức kỹ năng, phương pháp làm bài đã có Khôngrơi vào tình trạng bị động khi xem đề, dẫn đến bỡ ngỡ mất phương hướng hoang mang làm saikhi đọc đề

Bước 5: Kiểm tra thường xuyên kết hợp với việc chấm trả bài.

- Kiểm tra thường xuyên sự chuyên cần học tập của học sinh trên lớp, ở nhà, xem mức độđáp ứng yêu cầu giáo viên đặt ra thông qua việc yêu cầu làm bài Chấm, trả bài, chữa lỗi câu, lỗichính tả, lỗi kiến thức một cách nghiêm túc Từ đó giúp học sinh có nhận thức sâu sắc hơn vềviệc học, viết, trình bày để làm bài thi đạt điểm cao Đó cũng là cách học cẩn thận khoa học,chính xác

Bước 6: Khai thác các sách tham khảo nâng cao

- Hướng dẫn học sinh khai thác tối đa các sách tham khảo thông dụng như: Giải toán Vật

lý 10, Phương pháp giải bài tập vật lý sơ cấp, Bài tập cơ học… trong rèn luyện thi học sinh giỏi

- Đối với môn Vật lí nói chung, học sinh giỏi Vật lí nói riêng việc đề cao khai thácphương pháp thực hành, làm thí nghiệm, tham khảo các thí nghiệm trong sách thực hành, sáchbài tập là hết sức cần thiết Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học góp phần quan trọng vàoviệc hoàn thiện những phẩm chất và năng lực của học sinh, đưa đến sự phát triển toàn diện chongười học Thí nghiệm Vật lý là phương tiện nhằm góp phần nâng cao chất lượng kiến thức vàrèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vật lý cho học sinh Nhờ thí nghiệm học sinh có thể hiểu sâu hơn bảnchất vật lý của các hiện tượng, định luật, quá trình được nghiên cứu và do đó khả năng vậndụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh sẽ linh hoạt và hiệu quả hơn

Bước 7: Tiến hành cho học sinh thi và kiểm tra đánh giá theo cả 2 phương thức tự luận và trắc nghiệm

- Mỗi phương pháp đều có một ưu nhược điểm nhất định Phương pháp tự luận có ưuđiểm là đánh giá được khả năng diễn đạt, sử dụng ngôn ngữ và quá trình tư duy của học sinh để

đi đến câu trả lời, góp phần rèn luyện cho học sinh khả năng trình bày, diễn đạt ý kiến củamình Từ đó học sinh có điều kiện bộc lộ khả năng sáng tạo của mình một cách không hạn chế,giáo viên có điều kiện đánh giá đầy đủ khả năng sáng tạo của học sinh Tuy nhiên phương pháp

tự luận cũng có nhược điểm là bài kiểm tra chỉ kiểm tra được một phần nhỏ kiến thức, do đókhó có thể phân biệt rõ ràng trình độ của học sinh

Phương pháp trắc nghiệm có ưu điểm là có thể kiểm tra đánh giá trên diện rộng trong mộtkhoảng thời gian ngắn Có điều kiện kiểm tra một cách có hệ thống và toàn diện kiến thức và kĩnăng của học sinh Từ đó giáo viên có thể đánh giá được rõ ràng trình độ của học sinh và quantrọng hơn, học sinh sẽ tự đánh giá được trình độ của bản thân một cách chính xác Tuy nhiênphương pháp trắc nghiệm sẽ hạn chế khả năng sáng tạo của học sinh.

Vì vậy, giáo viên phải dùng cả 2 hình thức tự luận và trắc nghiệm một cách luân phiên thìmới tìm được đúng các nhân tố tích cực, sáng tạo đưa vào để bồi dưỡng học sinh giỏi

- Từ các bài kiểm tra của học sinh mà người giáo viên phải tìm cách tháo gỡ thắc mắc cả

về phương pháp, cách giải bài tập những phần chương có bài tập khó Tìm giải pháp hiệu quả

để dạy từng chương từng vấn đề hoặc chuyên đề định giảng dạy Tìm ra phương pháp tiếp cậnhọc sinh có hiệu quả nhất

Bước 8 :Khích lệ, động viên về mặt tinh thần cho các em trong đội tuyển

- Luôn cổ vũ động viên tinh thần cho các em trong đội tuyển giúp các em tự tin trong khitham dự đội tuyển

Đặt niềm tin và hy vọng vào các em, giúp các em phát huy hết năng lực khi làm bài Cần phốikết hợp với giáo viên chủ nhiệm, giáo viên bộ môn, cán bộ đoàn…Tạo điều kiện cả về vật chất

và tinh thần cho các em khi tham dự đội tuyển

- Phối hợp với bạn bè, gia đình động viên để các em học tốt hơn

- Mời các học sinh cũ đang học đại học hoặc đang công tác, đặc biệt là những em có thành tíchhọc sinh giỏi về nói chuyện với các em, khơi gợi lòng say mê, quyết tâm phấn đấu

- Kích thích lòng yêu thích môn Vật lý thông qua các buổi ngoại khóa Vật lý Ví dụ, năm nayhọc sinh khối lớp 10 trường THPT hàm Rồng được tham gia cuộc thi làm tên lửa nước Mỗi lớptham dự 2 tiết mục, lớp nào có tên lửa bay xa nhất sẽ có giải Thực tế tất cả các em (kể cả các

em không trong đội tuyển) rất nhiệt tình háo hức tham gia, mỗi lớp chia làm 2 nhóm làm tênlửa, các em rất sáng tạo trong việc lắp thêm đồng hồ đo áp suất, làm tên lửa 3 tầng… Cuộc thithật sự đã đem lại nhiều niềm vui, say mê sáng tạo đến với các em học sinh trong toàn khối

Bước 9: Chủ động cho đội tuyển học sinh giỏi bồi dưỡng theo thời gian

- Giáo viên tự chủ động cho đội tuyển học sinh giỏi bồi dưỡng theo thời gian, địa điểmhợp lí Tránh ôn gấp rút, ôn trong thời gian dài, hoặc ôn kiểu nhồi nhét kiến thức

- Tranh thủ trong những buổi học chung của cả lớp, giáo viên đan xen những bài tập khó,gợi mở chung, tạo điều kiện phát huy sự sáng tạo của các em trong đội tuyển.

- Giáo viên thường xuyên giao bài tập về nhà cho các em trong đội tuyển, thu và chấm,đồng thời nhận xét ưu khuyết điểm cụ thể

- Tranh thủ những lúc cuối buổi học, cùng với các em trong đội tuyển giáo viên giải đápcác thắc mắc những bài tập khó cho các em, cùng các em tranh luận một số khúc mắc

Bước 10:Thực hiện trình tự ôn tập

- Giáo viên nên ôn theo từng phần, rèn luyện từ cơ bản đến nâng cao Giáo viên thườngxuyên giao bài, giao các nội dung cần tìm hiểu cho các em về nhà tự đọc, làm bài Luôn lắngnghe ý kiến và thỏa mãn yêu cầu giải đáp kiến thức, kỹ năng cho học sinh Tăng tính tích cựclàm việc của thầy và trò, kích thích sự tự tìm tòi của học sinh là chủ yếu

Bước 11:Ghi chép kết quả thi của học sinh.

- Giáo viên thường xuyên ghi chép kết quả các bài kiểm tra của học sinh, gặp gỡ để nắmbắt các tình huống khi học sinh làm bài Giáo viên chủ động liên lạc với gia đình để bố mẹ các

em nắm được sự tiến bộ của từng em Giáo viên tự rút ra bài học kinh nghiệm cho mình vàđồng nghiệp để thực hiện bồi dưỡng học sinh giỏi các khối khác và cho khối 10 năm sau tốthơn Đúc rút kinh nghiệm để trao đổi với đồng nghiệp cùng tìm hướng giải quyết

II Nội dung: Cơ nhiệt

Phần I: Nhiệt học

I - CƠ SỞ LÝ THUYẾT:

1/ Nguyên lý truyền nhiệt:

Nếu chỉ có hai vật trao đổi nhiệt thì:

- Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn

- Sự truyền nhiệt xảy ra cho đến khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì dừng lại

-Nhiệt lượng của vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng của vật khi thu vào

2/ Công thức nhiệt lượng:

- Nhiệt lượng của một vật thu vào để nóng lên: Q = mc∆t (với ∆t = t2 - t1 Nhiệt độ cuối trừ nhiệt

độ đầu)

- Nhiệt lượng của một vật tỏa ra để lạnh đi: Q = mc∆t (với ∆t = t1 - t2 Nhiệt độ đầu trừ nhiệt độcuối)

- Nhiệt lượng tỏa ra và thu của các chất khi chuyển thể:

+ Sự nóng chảy - Đông đặc: Q = mλ (λ là nhiệt nóng chảy)

+ Sự hóa hơi - Ngưng tụ: Q = mL (L là nhiệt hóa hơi)

- Nhiệt lượng tỏa ra khi nhiên liệu bị đốt cháy:

Q = mq (q năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu)

- Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua: Q = I2Rt

3/ Phương trình cân bằng nhiệt: Qtỏa ra = Qthu vào

4/ Hiệu suất của động cơ nhiệt: H =

5/ Một số biểu thức liên quan:

- Khối lượng riêng: D =

- Trọng lượng riêng: d =

- Biểu thức liên hệ giữa khối lượng và trọng lượng: P = 10m

- Biểu thức liên hệ giữa khối lượng riêng và trọng lượng riêng: d = 10D

Dạng 1: Bài tập định tính

Bài1: Nhiệt độ bình thường của thân thể người là 36,60C Tuy nhiên ta không thấy lạnh khinhiệt độ của không khí là 250C và cảm thấy rất nóng khi nhiệt độ không khí là 360C Còn trongnước thì ngược lại, khi ở nhiệt độ 360C con người cảm thấy bình thường, còn khi ở 250C người

ta cảm thấy lạnh Giải thích nghịch lí này như thế nào?

Bài 2: Sự truyền nhiệt chỉ thực hiện được từ một vật nóng hơn sang một vật lạnh hơn Nhưng

một chậu nước để trong phòng có nhiệt độ bằng nhiệt độ của không khí xung quanh, lẽ ra nókhông thể bay hơi được vì không nhận được sự truyền nhiệt từ không khí vào nước Tuy vậy,trên thực tế , nước vẫn cứ bay hơi Hãy giải thích điều như là vô lí đó

Bài 3: Ai cũng biết rằng giấy rất dễ cháy.Nhưnng có thể đun sôi nước trong một cái cốc bằng

giấy, nếu đưa cốc này vào ngọn lửa của bếp đèn dầu đang cháy Hãy giải thích nghịch lí đó

% 100

tp

ích

Q Q

V m

V P

Bài 4: Tại sao trong tủ lạnh, ngăn làm đá được đặt trên cùng, còn trong các ấm điện, dây đun lại

được đặt gần sát đáy?

Bài 5: Một quả cầu kim loại được treo vào một lực kế nhạy và nhúng trong một cốc nước Nếu

đun nóng đều cốc nước và quả cầu thì số chỉ lực kế tăng hay giảm? Biết rằng khi nhiệt độ tăngnhư nhau thì nước nở nhiều hơn kim loại

Bài 6: Tại sao khi rót nước nóng vào cốc thủy tinh thì cốc dày dễ bị vỡ hơn cốc mỏng? Muốn

cốc khỏi bị vỡ khi rót nước sôi vào thì ta phải làm như thế nào?

Bài 7: Đun nước bằng ấm nhôm và bằng đất trên cùng một bếp lửa thì nước trong ấm nào sôi

nhanh hơn?

Bài 8: Tại sao về mùa lạnh khi sờ tay và miếng đồng ta cảm thấylạnh hơn khi sờ tay vào miếng

gỗ? Có phải nhiệt độ của đồng thấp hơn của gỗ không?

Bài 9: Tại sao ban ngày thường có gió thổi từ biển vào đất liền Còn ban đêm thì lại có gió thổi

từ đất liền ra biển

Bài 10: Khi bỏ đường và cốc nước thì có hiện tượng khuếch tán xảy ra Vậy khi bỏ đường vào

cố không khí thì có hiện tượng khuếch tán xảy ra không? tại sao?

Dạng 2 Tính nhiệt độ của một chất hoặc một hỗn hợp ban đầu khi cân bằng nhiệt

Bài 1 Người ta thả một thỏi đồng nặng 0, 4kg ở nhiệt độ 800c vào 0, 25kg nước ở o

t

= 180c Hãy

xác định nhiệt độ cân bằng Cho c 1= 400 J/kgk c2 = 4200 J/kgk

Nhận xét Đối với bài tập này thì đa số học sinh giải được nhưng qua bài tập này thì giáo viên

hướng dẫn học sinh làm đối với hỗn hợp 3 chất lỏng và tổng quát lên n chất lỏng

Bài 2 Một hỗn hợp gồm ba chất lỏng không có tác dụng hoá học với nhau có khối lượng lần

lượt là:

3 , 2 ,

kgk j c

c t

kgk j c

c t

kgk

j

3 3

0 2 2

0 1

1 = 2000 / , = 10 , = 4000 / , = 10 , = 3000 / , = 50

Hãy tính nhiệt độ hỗn hợpkhi cân bằng

Tương tự bài toán trên ta tính ngay được nhiệt độ của hỗn hợp khi cân bằng là t

t = 1 1 2 2 3 3

3 3 3 2 2 2 1

1

1

.

.

.

.

.

c m c m c

m

t c m c t m

t

c

m

+ +

+ +

thay số vào ta có t = 20,50C

Từ đó ta có bài toán tổng quát như sau

m m

m1, 2,

và nhiệt dung riêng

của chúng lần lượt là n

c c

c1, 2

và nhiệt độ là n

t t

c m c

m c m c m

c t m t

c m c t m t c m

+ +

+ +

+ + +

+

.

.

.

.

.

3 3 2 2 1 1

3 3 3 2 2 2 1 1 1

Dạng 3 Biện luận các chất có tan hết hay không trong đó có nước đá

Đối với dạng toán này học sinh hay nhầm lẫn nên giáo viên phải hướng dẫn hết sức tỷ mỷ đểhọc sinh thành thạo khi giải các bài tập sau đây là một số bài tập

.Nước đá có tan hết không? Nếu

không hãy tính khối lượng đá còn lại Cho nhiệt độ nóng chảy của nước đá là 3,4.10 j / kgk

5

= λ

và nhiệt dung riêng của nước là c = 4200J/kg.k

Nhận xét Đối với bài toán này thông thường khi giải học sinh sẽ giải một cách đơn giản vì khi

tính chỉ việc so sánh nhiệt lượng của nước đá và của nước

Giải Gọi nhiệt lượng của nước là t

= 34000J

Ta thấy Q thu > Qtoả nên nước đá không tan hết

Lượng nước đá chưa tan hết là λ

= 0,026 kg

Bài 2 Trong một bình có chứa m1 =2kg

kj c

kgk

kj

c1= 4 , 2 / ; 2 = 2 , 1 / , λ = 340 /

Nhận xét Đối với bài toán này khi giải học sinh rất dể nhầm lẫn ở các trường hợp của nước đá.

Do vậy khi giải giáo viên nên cụ thể hoá các trường hợp và phân tích để cho học sinh thấy rõ vàtránh nhầm lẫn trong các bài toán khác

Giải: Nếu nước hạ nhiệt độ tới 00c thì nó toả ra một nhiệt lượng

kj t

t o

m t

m c t

m

c1. 1( − 0 ) = 2 2( 0 − 2) + λ x ⇒ x ≈ 0 , 5

Khối lượng nước có trong bình:

kg m

m

m n = 1+ x ≈ 2 , 5

Khối lượng nước đá còn lại

kg m

Q j t

0 (

≈

Khối lượng nước trong bình:

kg m

: nước hạ nhiệt độ tới Oocvà bắt đầu đông đặc

- Nếu nước đông đặc hoàn toàn thì nhiệt lượng toả ra là:

kj m

: nước chưa đông đặc hoàn toàn, nhiệt độ cân bằng là ooc

- Khối lượng nước đá có trong bình khi đó:

kg m

m

m d = 2+ y = 6 , 12

Khối lượng nước còn lại:

88 , 1

m

m n = − y =

Câu 2: Thả một cục sắt có khối lượng 100g đang nóngở 5000C và 1kg nướcđáở 200C Một

lượng nướcở quanh cục sắtđã sôi và hóa hơi Khi có cân bằng nhiệt thì hệ thống có nhiệt độ là

240C Hỏi khối lượng nướcđã hóa hơi Biết nhiệt dung riêng của sắt Csăt=460J/kgK, của nước

cnước=4200J/kgK, nhiệt hóa hơi L=2,3.106J/kg

Bài tập tương tự

Bài 3 Thả 1, 6kg nước đá ở -100c vào một nhiệt lượng kế đựng 1,6kg nước ở 800C; bình nhiệtlượng kế bằng đồng có khối lượng 200g và có nhiệt dung riêng c = 380J/kgk

a Nước đá có tan hết hay không

b Tính nhiệt độ cuối cùng của nhiệt lượng kế Cho biết nhiệt dung riêng của nước đá là d =

c

2100J/kgk và nhiệt nóng chảy của nước đá là 336.10 / .

3 j kgk

= λ

ĐS: a) nước dá không tan hết b) 00C

Bài 4 Trong một nhiệt lượng kế có chứa 1kg nước và 1kg nước đá ở cùng nhiệt độ O0c, người

ta rót thêm vào đó 2kg nước ở 500C Tính nhiệt độ cân bằng cuối cùng

ĐS: t = 4,80C

Dạng 4:Tính nhiệt lượng hoặc khối lượng của các chất trong đó không có (hoặc có) sự mất mát nhiệt lượng do môi trường

Bài 1 Người ta đổ m1 =200g

nước sôi có nhiệt độ 1000c vào một chiếc cốc có khối lượng m2 =

120g đang ở nhiệt độ t2= 200C sau khoảng thời gian t = 5’, nhiệt độ của cốc nước bằng 400C.Xem rằng sự mất mát nhiệt xảy ra một cách đều đặn, hảy xác định nhiệt lượng toả ra môi

trường xung quanh trong mỗi giây Nhiệt dung riêng của thuỷ tinh là c2= 840J/kgk

Do đó nhiệt lượng toả ra: Q = Q1−Q2

= 26784 JCông suất toả nhiệt trung bình của cốc nước bằng

j T

Bài 2 Một thau nhôm khối lượng 0, 5kg đựng 2kg nước ở 200c

a Thả vào thau nước một thỏi đồng có khối lượng 200g lấy ra ở lò Nước nóng đến 21,20C Tìmnhiệt độ của bếp lò Biết nhiệt dung riêng của nhôm, nước, đồng lần lượt là

kgk j c

kgk j c

kgk

j

c1= 880 / ; 2 = 4200 / ; 3 = 380 /

Bỏ qua sự toả nhiệt ra môi trường

b Thực ra trong trường hợp này, nhiệt toả ra môi trường là 10% nhiệt lượng cung cấp cho thaunước Tính nhiệt độ thực sự của bếp lò

c Nếu tiếp tục bỏ vào thau nước một thỏi nước đá có khối lượng 100g ở 00C

Nước đá có tan hết không? Tìm nhiệt độ cuối cùng của hệ thống hoặc lượng nước đá còn sót lại

nếu không tan hết? Biết nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.10 j / kg

5

= λ

Nhận xét: ở bài toán này khi giải cả hai câu a, b thì không phải là khó nhưng so với các bài toán

khác thì bài này có sự toả nhiệt lượng ra môi trường nên khi giải giáo viên cân làm rõ cho họcsinh thấy sự toả nhiệt ra môi trường ở đây là đều nên 10% nhiệt toả ra môi trường chính là nhiệtlượng mà nhôm và nước nhận thêm khi đó giải học sinh sẽ không nhầm lẫn được

Giải a) Gọi t0C là nhiệt độ củ bếp lò, cũng là nhiệt độ ban đầu của thỏi đồng

Nhiệt lượng thau nhôm nhận được để tăng từ t1=

200C đến t2 =

21,20C

) ( 2 1

1

1

1 m c t t

(m1là khối lượng thau nhôm)

Nhiệt lượng nước nhận được để tăng từ t1=

200C đến t2 =

21,20C

) ( 2 1

2

2

2 m c t t

là khối lượng nước

Nhiệt lượng đồng toả ra để hạ từ t0C đến t2 =

21,20C

) ( 2

Do không có sự toả nhiệt ra môi trường nên theo phương trình cân bằng nhiệt ta có:

((

c m

t c m t t c m c

Thay số vào ta được t = 160,780C

b Thực tế do có sự toả nhiệt ra môi trường nên phương trình cân bằng nhiệt được viết lại

) (

1 , 1 )

%(

110

) (

)

%(

10

2 1 2

1 3

2 1 2 1

3

Q Q Q

Q Q

Q Q Q

Q

Q

+

= +

=

⇒

+

= +

−

Hay

) )(

( 1 , 1 ) '

((

c m

t c m t t c m c

m c m

( (

34000 189109

) )

1

−

= +

+ +

−

=

c m c m m

c

m

Q Q t

=>t" = 16,60c

lượng nước đó trong 20 phút thì ấm phải có công suất là bao nhiêu? Biết rằng nhiệt dung riêngcủa nước là C = 4200J/kg.K Nhiệt dung riêng của nhôm là C1 = 880J/kg.K và 30% nhiệt lượngtoả ra môi trường xung quanh

Giải : + Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của ấm nhôm từ 25oC tới 100oC là:

cho biết nhiệt dung

riêng của nhôm là c1=880 (J/kgk), của nước là c2= 4200

( J/kgk) của nước đá là 3

c

= 2100(J/kgk), nhiệt nóng chảy của nước đá là λ =

34000 J/kg Bỏqua sự trao đổi nhiệt với môi trường

Bài 5 Đun nước trong thùng bằng một dây nung nhúng trong nước có công suất 1, 2kw Sau 3

phút nước nóng lên từ 800C đến 900C.Sau đó người ta rút dây nung ra khỏi nước thì thấy cứ saumỗi phút nước trong thùng nguội đi 1,50C Coi rằng nhiệt toả ra môi trường một cách đều đặn.Hãy tính khối lượng nước đựng trong thùng.Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của thùng

- Khi hai thanh dẫn khác nhau được mắc nối tiếp thì năng lượng có ích truyền trên hai thanh là như nhau.

- Khi hai thanh dẫn khác nhau mắc song song thì tổng nhiệt lượng có ích truyền trên hai thanh đúng bằng nhiệt lượng có ích của hệ thống.

- Khi truyền nhiệt qua các vách ngăn Nhiệt lượng trao đổi giữa các chất qua vách ngăn tỷ lệ với diện tích các chất tiếp xúc với các vách ngăn và tỷ lệ với độ chênh lệch nhiệt độ giữa hai bên vách ngăn.

Bài 1 có hai bình cách nhiệt Bình một chứa m1 =4kg

bình 2 khi cân bằng nhiệt là 't2 = 380C

Hãy tính lượng nước m đã trút trong mỗi lần và nhiệt độ ổn định 1

't

ở bình 1

Nhận xét: Đối với dạng toán này khi giải học sinh gặp rất nhiều khó khăn vì ở đây khối lượng

nước khi trút là m do đó chắc chắn học sinh sẽ nhầm lẫn khi tính khối lượng do vậy giáo viênnên phân tích đề thật kỹ để từ đó hướng dẫn học sinh giải một cách chính xác

Giải: Khi nhiệt độ ở bình 1 đã ổn định sau lần rót thứ nhất tức là đã cân bằng nhiệt nên ta có

phương trình cân bằng nhiệt lần thứ nhất là

) ' ( )

'

(t2 t1 m1c t1 t1

(1)Tương tự khi nhiệt độ bình 1 đã ổn định cũng trút lượng nước m này từ bình 1 sang bình 2 vàkhi nhiệt độ bình 2 đã ổn định ta có phương trình cân bằng nhiệt lần thứ hai là

) ' )(

( )

) ' )(

( )

Tương tự bài tập trên ta có bài tập sau

Bài 2 Có hai bình cách nhiệt đựng một chất lỏng nào đó Một học sinh lần lượt múc từng ca

chất lỏng từ bình 1 trút sang bình 2 và ghi nhiệt độ lại khi cân bằng nhiệt ở bình 2 sau mỗi lầntrút: 100c, 17,50C, rồi bỏ sót một lần không ghi, rồi 250C Hãy tính nhiệt độ khi có cân bằngnhiệt ở lần bị bỏ sót không ghi và nhiệt độ của chất lỏng ở bình 1 coi nhiệt độ và khối lượngcủa mỗi ca chất lỏng lấy từ bình 1 đều như nhau Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường

Nhận xét: Đối với bài toán này khi giải cần chú ý đến hai vấn đề

- Thứ nhất khi tính ra nhiệt độ cân bằng của lần quên ghi này thì nhiệt độ phải bé hơn 250C

- Thứ hai sau mổi lần trút nhiệt độ ở bình hai tăng chứng tỏ nhiệt độ ở bình 1 phải lớn hơnbình 2

Giải Gọi q2là nhiệt dung tổng cộng của chất lỏng chứa trong bình 2 sau lần trút thứ nhất (ở

100C), q là nhiệt dung của mỗi ca chất lỏng trút vào (có nhiệt độ C t1)

và t là nhiệt độ bỏ sót không ghi Phương trình cân bằng nhiệt ứng với 3 lần trút cuối:

) 5 , 17 ( )

)(

2

(q2 + q −t =q t1−

Giải hệ phương trình trên ta có t = 220C t1=400C

Bài 3: Trong một bình cách nhiệt chứa hỗn hợp nước và nước đá ở 00C Qua thành bên của bìnhngười ta đưa vào một thanh đồng có một lớp cách nhiệt bao quanh Một đầu của thanh tiếp xúc

với nước đá, đầu kia được nhúng trong nước sôi ở áp suất khí quyển Sau thời gian Td = 15 phútthì nước đá ở trong bình tan hết Nếu thay thanh đồng bằng thanh thép có cùng tiết diện nhưngkhác nhau về chiều dài với thanh đồng thì nước đá tan hết sau Tt = 48 phút Cho hai thanh đónối tiếp với nhau thì nhiệt độ t tại điểm tiếp xúc giữa hai thanh là bao nhiêu? Xét hai trườnghợp:

1/ Đầu thanh đồng tiếp xúc với nước sôi

2/ Đầu thanh thép tiếp xúc với nước sôi

Khi hai thanh nối tiếp với nhau thì sau bao lâu nước đá trong bình tan hết? (giải cho từng trườnghợp ở trên)

Giải: Với chiều dài và tiết diện của thanh là xác định thì nhiệt lượng truyền qua thanh dẫn nhiệttrong một đơn vị thời gian chỉ phụ thuộc vào vật liệu làm thanh và hiệu nhiệt độ giữa hai đầuthanh Lượng nhiệt truyền từ nước sôi sang nước đá để nước đá tan hết qua thanh đồng và quathanh thép là như nhau Gọi hệ số tỷ lệ truyền nhiệt đối với các thanh đồng và thép tương ứng là

Kd và Kt

Ta có phương trình: Q = Kd(t2 - t1)Td = Kt(t2-tt)Tt

Với tV = 100 và t1 = 0 Nên: = = 3,2

Khi mắc nối tiếp hai thanh thì nhiệt lượng truyền qua các thanh trong 1 s là như nhau Gọi nhiệt

độ ở điểm tiếp xúc giữa hai thanh là t

Trường hợp 1: Kd(t2-t) = Kt(t - t1) Giải phương trình này ta tìm được t = 760C

Trường hợp 2: Tương tự như trường hợp 1 ta tìm được t = 23,80C

Gọi thời gian để nước đá tan hết khi mắc nối tiếp hai thanh là T

Với trường hợp 1: Q = Kd(t2-t1)Td = Kd(t2-t)T = 63 phút

Tương tự với trường hợp 2 ta cũng có kết quả như trên

Bài 4: Trong một bình có tiết diện thẳng là hình vuông

được chia làm ba ngăn như hình vẽ hai ngăn nhỏ có tiết diện thẳng

cũng là hình vuông có cạnh bằng nửa cạnh của bình cổ vào các

ngăn đến cùng một độ cao ba chất lỏng: Ngăn 1 là nước ở nhiệt độ

t1 = 650C Ngăn 2 là cà phê ở nhiệt độ t2 = 350C Ngăn 3 là sữa ở nhiệt độ

t3 = 200C Biết rằng thành bình cách nhiệt rất tốt nhưng vách ngăn có thể

dẫn nhiệt Nhiệt lượng truyền qua vách ngăn trong một đơn vị thời

gian tỷ lệ với diện tích tiếp xúc của chất lỏng và với hiệu nhiệt độ hai bên vách ngăn Sau mộtthời gian thì nhiệt độ ngăn chứa nước giảm t1 = 10C Hỏi ở hai ngăn còn lại nhiệt độ biến đổibao nhiêu trong thời gian nói trên? Coi rằng về phương diện nhiệt thì 3 chất nói trên là giốngnhau Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của bình và môi trường.

Giải: Vì diện tích tiếp xúc của từng cặp chất lỏng là như nhau Vậy nhiệt lượng truyền giữachúng tỷ lệ với hiệu nhiệt độ với cùng một hệ số tỷ lệ K

Tại các vách ngăn Nhiệt lượng tỏa ra:

Q12 = K(t1 - t2); Q13 = k(t1 - t3); Q23 = k(t2 - t3) Từ đó ta có các phương trình cân bằng nhiệt:Đối với nước: Q12 + Q23 = K(t1 - t2 + t1 -t3) = 2mct1

Đối với cà phê: Q12 -Q23 = k(t1 - t2 - t2 + t3 ) = mct2

Đối với sữa: Q13 + Q23 = k(t1 - t3 + t2 - t3) = mct3

Từ các phương trình trên ta tìm được: t2 = 0,40C và t3 = 1,60C

Tư

ơng tự bài toán trên ta có bài toán sau

Bài 5 Một bạn đã làm thí nghiệm như sau: từ hai bình chứa cùng một loại chất lỏng ở nhiệt độ

khác nhau; múc 1 cốc chất lỏng từ bình 2 đổ vào bình 1 rồi đo nhiệt độ của bình 1 khi đã cânbằng nhiệt Lặp lại việc đó 4 lần, bạn đó đã ghi được các nhiệt độ: 200C,350C,x0C,500C

Biết khối lượng và nhiệt độ chất lỏng trong cốc trong 4 lần đổ là như nhau, bỏ qua sự trao đổinhiệt với môi trường và bình chứa

Hãy tính nhiệt độ x và nhiệt độ của chất lỏng trong hai bình

Giải hoàn toàn tương tự bài toán trên ta có kết quả như sau

x= 400c ;t c t c

0 2

0

1 = − 10 ; = 80

Bài 6 Một nhiệt lượng kế lúc đầu chưa đựng gì Đổ vào nhiệt lượng kế một ca nước nóng thì

thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 50C Sau đó lại đổ thêm một ca nước nóng nữa thìthấy nhịêt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 30C

Hỏi nếu đổ thêm vào nhiệt lượng kế cùng một lúc 5 ca nước nóng nói trên thì nhiệt độ của nhiệtlượng kế tăng thêm bao nhiêu độ nữa?

Giải Gọi C là nhiệt dung riêng của nhiệt lượng kế, a

C

là nhiệt dung của một ca nước; T là nhiệt

độ của ca nước nóng, 0

T

nhiệt độ ban đầu của nhiệt lượng kế

- Khi đổ 1 ca nước nóng vào NLK, pt cân bằng nhiệt là:

Bài tập tương tự

Bài 7 Trong hai bình cách nhiệt có chứa hai chất lỏng khác nhau ở hai nhiệt độ ban đầu khác

nhau Người ta dùng một nhiệt kế, lần lượt nhúng đi nhúng lại vào bình 1, rồi vào bình 2 Chỉ sốcủa nhiệt kế lần lượt là 400C ; 80C ; 390C ; 9,50C

a Đến lần nhúng tiếp theo nhiệt kế chỉ bao nhiêu?

b Sau một số lần nhúng như vậy, Nhiệt kế sẽ chỉ bao nhiêu?

Đáp số a) t = 380c; b) t = 27,20c

Bài 8 a) Người ta rót vào khối nước đá khối lượng m1 = 2kg một lượng nước m2= 1kg ở nhiệt

độ 2

t

= 100C Khi có cân bằng nhiệt, lượng nước đá tăng thêm m’ =50g Xác định nhiệt độ ban

đầu của nước đá Biết nhiệt dung riêng của nước đá là c1= 2000J/kgk; nước c2= 4200J/kgk

Nhiệt nóng chảy của nước đá 3,4.10 j / kg

5

= λ

Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với đồ dùng thí nghiệm

b).Sau đó người ta cho hơi nước sôi vào bình trong một thời gian và sau khi thiết lập cân bằngnhiệt Nhiệt độ của nước là 500C Tìm lượng hơi nước đã dẫn vào? Cho nhiệt hoá hơi của nước

L = 2,3.106J/kg

Nhận xét Đối với bài toán này khi có cân bằng nhiệt nhưng nhiệt độ cân bằng là bao nhiêu do

đó phải tìm ra được nhiệt độ cân bằng đây cũng là điểm mà học sinh cần lưu ý Chú ý khi cócân bằng nhiệt, lượng nước đá tăng thêm 50g bé hơn khối lượng nước thêm vào do đó nhiệt độcân bằng là 00C và khi đó có một phần nước đá sẽ đông đặc ở 00C nhận ra được hai vấn đề nàythì việc giải bài toán này sẽ trở nên dễ dàng hơn rất nhiều

Hướng dẫn và đáp số

a) Gọi nhiệt độ ban đầu của nước đá là t c

0 1 Ta có nhiệt lượng nước đá nhận vào để tăng nhiệt

) 0 10

b) Lượng nước đá bây giờ là 2 + 0,05 = 2,05kg

Nhiệt lượng nước đá nhận vào để nóng chảy hoàn toàn ở 00C là

Q3 =

(m là khối lượng hơi nước sôim)

Nhiệt lượng nước ở 1000C toả ra để giảm đến 500C

Dạng 5 Bài tập tổng hợp có liên quan đến hiệu suất, nhiệt hoá hơi

lượng 200g Biết nhiệt dung riêng của nước và nhôm lần lượt là

kgk j c

kgk j

c1= 4200 / ; 2 = 880 /

,năng suất toả nhiệt của dầu là q = 44 106J/kgk và hiệu suất của bếp là 30%

b cần đun thêm bao lâu nữa thì nước noá hơi hoàn toàn Biết bếp dầu cung cấp nhiệt mộtcách đều đặn và kể từ lúc đun cho đến khi sôi mất thời gian 25 phút Biết nhiệt hoá hơicủa nước là L = 2,3.106 J/kg

Giải Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước để tăng nhiệt độ từ 200C đến 1000C là

) ( 2 1

) ( 2 1

=

% 30

Và khối lượng dầu cần dùng là:

kg q

44

10 933 , 2286

kj j

Lúc này nhiệt lượng do dầu cung cấp chỉ dùng để hoá hơi còn ấm nhôm không nhận nhiệt nữa,

do đó ta thấy: Trong 15 phút bếp dầu cung cấp một nhiệt lượng cho cả hệ thống là Q = 686,08kJ

(sau khi bỏ qua mất mát nhiệt s) Vậy để cung cấp một nhiệt lượng

kj

Q3 = 4600

cần tốn một thờigian là

ph ph

4600 15

.

=

Bài 2 Một khối nước đá có khối lượng m1 = 2kg ở nhiệt độ - 50C

a Tính nhiệt lượng cần cung cấp để khối nước đá trên hoá hơi hoàn toàn ở 1000C Cho nhiệt

dung riêng của nước và nước đá là C1 =1800j/kgk;C2 =4200j/kgk

; Nhiệt nóng chảy của nước

đá ở 00c là λ

= 3,4.105J/kg nhiệt hoá hơi của nước ở 1000C là L = 2,3 106J/kg

b Bỏ khối nước đá trên vào xô nhôm chứa nước ở 500C Sau khi có cân bằng nhịêt người tathấy còn sót lại 100g nước đá chưa tan hết Tính lượng nước đã có trong xô Biết xô nhôm

có khối lượng m2 =500g

và nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kgk

Hướng dẫn

a Đối với câu a phải biết được nước đá hoá hơi hoàn toàn thì phải xẩy ra 4 quá trình Nước đánhận nhiệt để tăng lên 00C là Q1.Nước đá nóng chảy ở 00C là Q2 Nước đá nhận nhiệt để tăng

b) Đôi với câu b cần tính khối lượng nước đá đã tan thành nước và do nước đá không tan hếtnên nhiệt độ cuối cùng của hệ là 00C sau đó tính nhiệt lượng mà khối nước đá nhận vào để tăng

lên 00C là Q1 ở trên sau đó tính nhiệt lượng của toàn xô nước và của nước giảm nhiệt độ từ 500C

về 00C và tính nhiệt lượng nước đá nhận vào để tan hoàn tòan ở 00C sau đó áp dụng pt cân bằngnhiệt và tính ra khối lượng có trong xô và tính ra được M = 3,05 kg

Bài 3 a) Tính nhiệt lượng Q cần thiết để cho 2kg nước đá ở – 100C biến thành hơi, cho biết;Nhiệt dung riêng của nước đá là 1800J/kgk, của nước là 4200J/kgk, nhiệt nóng chảy của nước

đá là 34.104J/kg, nhiệthoá hơi của nước là 23.105J/kg

b Nếu dùng một bếp dầu hoả có hiệu suất 80%, người ta phải đốt cháy hoàn toàn bao nhiêu lítdầu để cho 2kg nước đá ở -100C biến thành hơi Biết khối lượng riêng của dầu hoả là800kg/m3 năng suất toả nhiệt của dầu hoả là 44.106J/kg

Bài 4: Một khối sắt có khối lượng m1, nhiệt dung riêng là c1 nhiệt độ t c

Thả khối sắt vào trong nước, nhiệt độ của cả hệ thống khi cân bằng nhiệt là t =

250C Hỏi nếu khối sắt có khối lượng m2 =2m1

, nhiịet độ ban đầuvẫn 1000C thì khi thả khối sắt

vào trong nước (khối lượng k m2nhiệt độ ban đầu t c

0

2 = 20

) nhệt độ t’ của hệ thống khi cân bằng

là bao nhiêu? Giải bài toán trong từng trường hợp sau:

a Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của bình chứa nước và môi trường xung quanh

b Bình chứa nước có khối lượng 3

Hai lít nước được đun trong một chiếc bình đun nước có

công suất 500W Một phần nhiệt tỏa ra môi trường xung quanh

Sự phụ thuộc của công suất tỏa ra môi trường theo thời gian đun

được biểu diễn trên đồ thị như hình vẽ Nhiệt độ ban đầu của

nước là 200c Sau bao lâu thì nước trong bình có nhiệt độ là 300c

Cho + Khi t = 400 thì p = 300

nhiệt dung riêng của nước là c = 4200J/kg.K

Giải : Gọi đồ thị biểu diễn công suất tỏa ra môi trường là P = a + bt

Ta chọn thời gian nhỏ hơn là T = 249s

một bình nhiệt lượng kế có chứa nước đá nhiệt độ t1 = -50C Người ta đổ vào bình một lượngnước có khối lượng m = 0.5kg ở nhiệt độ t2 = 00C Sau khi cân bằng nhiệt thể tích của chất chứatrong bình là V = 1,2 lít Tìm khối lượng của chất chứa trong bình Biết khối lượng riêng củanước và nước đá là Dn = 1000kg/m3 và Dd = 900kg/m3, nhiệt dung riêng của nước và nước đá là4200J/kgK, 2100J/kgK, nhiệt nóng chảy của nước đá là 340000J/kg

Phần II: cơ học

A- Áp suất của chất lỏng và chất khí

I - Tóm tắt lý thuyết

1/ Định nghĩa áp suất:

áp suất có giá trị bằng áp lực trên một đơn vị diện tích bị ép.

Trong đó: - F: áp lực là lực tác dụng vuông góc với mặt bị ép

Trong đó: h là khoảng cách từ điểm tính áp suất đến mặt chất lỏng (đơn vị m)

d, D trọng lượng riêng (N/m3); Khối lượng riêng (Kg/m3) của chất lỏng

F =

P: áp suất tại điểm cần tính.

Xét áp suất tại cùng một vị trí so với mặt thoáng chất lỏng hoặc xét áp suất tại đáy bình

Bài 1: Trong một bình nước có một hộp sắt rỗng nổi, dưới đáy hộp có một dây chỉ treo 1 hòn bi

thép, hòn bi không chạm đáy bình Độ cao của mực nước sẽ thay đổi thế nào nếu dây treo quảcầu bị đứt

Giải : Gọi H là độ cao của nước trong bình.

Khi dây chưa đứt áp lực tác dụng lên đáy cốc là: F1 = d0.S.H

Trong đó: S là diện tích đáy bình d 0 là trọng lượng riêng của nước.

Khi dây đứt lực ép lên đáy bình là:

P

P

h d

P

P

2 2

0

1 1

0

.

A B

Vì bi có trọng lượng nên Fbi> 0 =>d.S.h <d.S.H => h <H => mực nước giảm

Bài 2: Hai bình giống nhau có dạng hình nón cụt

(hình vẽ) nối thông đáy, có chứa nước ở nhiệt độ

thường Khi khoá K mở, mực nước ở 2 bên ngang

nhau Người ta đóng khoá K và đun nước ở bình B

Vì vậy mực nước trong bình B được nâng cao lên 1

chút Hiện tượng xảy ra như thế nào nếu sau khi

đun nóng nước ở bình B thì mở khoá K ?

Cho biết thể tích hình nón cụt tính theo công thức

V = h ( s + + S )

Giải : Xét áp suất đáy bình B Trước khi đun nóng P = d h

Sau khi đun nóng P1 = d1h1 Trong đó h, h1 là mực nước trong bình trước và sau khi đun d,d1 làtrọng lượng riêng của nước trước và sau khi đun

=>

Vì trọng lượng của nước trước và sau khi đun là như nhau nên : d1.V1 = dV => (V,V1 là

thể tích nước trong bình B trước và sau khi đun )

d dh

h d P

d

=

h

h S sS s h

S sS s h h

h V

V P

1 1 1

1 1

) (

3 1

) (

3

1

+ +

S sS s P

P

+ +

+ +

=