A. ĐẶT VẤN ĐỀI. TÊN ĐỀ TÀI“KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT LỚP 8 ”II. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀIVật lí là môn khoa học thực nghiệm, giải thích các sự vật hiện tượng xảy ra rất quen thuộc, gần gũi trong đời sống của chúng ta, nó ứng dụng hầu hết trong tất cả các ngành khoa học tự nhiên và một số lĩnh vực khác trong đời sống xã hội. Vật lí cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản về sự vật hiện tượng, rèn luyện kĩ năng quan sát tư duy lôgic, tính toán, phương pháp luận khoa học... Vật lí có vị trí quan trọng trong việc phát triển và nâng cao dân trí của xã hội.Căn cứ vào nhiệm vụ chương trình vật lí trung học cơ sở (THCS) là: Cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức cơ bản, ở trình độ trung học cơ sở, bước đầu hình thành cho học sinh những kỹ năng cơ bản, thói quen làm việc khoa học, góp phần hình thành và phát triển cho các em năng lực nhận thức, phẩm chất và nhân cách của con người mà mục tiêu giáo dục đề ra.Trong quá trình dạy môn Vật lí, phương pháp giảng dạy, cách giải bài tập đòi hỏi người giáo viên phải sử dụng linh hoạt kết hợp các phương pháp dạy học mới, phù hợp với từng đối tượng học sinh nhằm hình thành, phát triển tư duy và kỹ năng cho học sinh. Đồng thời thông qua việc học vật lí, học sinh được bồi dưỡng và rèn luyện về phẩm chất đạo đức, nhân cách con người.Chuyên đề giải bài tập nhiệt học vật lí lớp 8, có vai trò rất quan trọng trong chương trình vật lí THCS. Giải bài tập nhiệt học là chuyên đề khó đối với học sinh. Ở phần nhiệt học các em được học khoảng 23 thời lượng chương trình vật lí lớp 8. Tuy nhiên, bài tập trong phần này lại rất đa dạng, phong phú và nhiều bài khó, dạng bài tập áp dụng phương trình cân bằng nhiệt để giải chiếm đa số. Đặc biệt trong các kỳ thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp thành phố đối với học sinh lớp 9 hoặc thi vào lớp 10 các trường chuyên lí trung học phổ thông (THPT), thì dạng bài tập này thường xuất hiện trong các đề thi. Khi chưa được bồi dưỡng các em gặp những bài tập nhiệt học nhiều học sinh còn lúng túng, không biết cách làm thậm chí nhiều em đã tỏ ra chán nản khi được giao dạng bài tập đó. Tâm sự, các em nói rằng: em đã rất cố gắng trong quá trình học tập, em cứ nghĩ mình đã nắm rất vững kiến thức cơ bản về nhiệt trong sách giáo khoa. Thế nhưng đứng trước bài tập nhiệt thì em lại bế tắc không tìm ra lời giải. Là một giáo viên dạy môn Vật lí, tôi rất trăn trở khi nghe được những lời tâm sự ấy. Qua nhiều năm giảng dạy vật lí 8, bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí lớp 9 và nghiên cứu môn Vật lí bậc THCS. Để giải quyết những khó khăn cho học sinh tôi đã đưa ra đề tài “Kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải bài tập phương trình cân bằng nhiệt lớp 8” từ những kinh nghiệm của bản thân để chia sẻ cùng các thầy cô dạy môn Vật lí và các em học sinh.III. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Giúp học sinh giải các bài tập nhiệt áp dụng phương trình cân bằng nhiệt của chương trình vật lí 8 cấp THCS. Trang bị cho học sinh phương pháp giải bài tập phương trình cân bằng nhiệt lớp 8, nhằm nâng cao năng lực học môn Vật lí, giúp các em tiếp thu bài một cách chủ động sáng tạo và sử dụng các kiến thức này làm công cụ giải quyết những bài tập có liên quan, phục vụ trực tiếp cho học sinh 8, ôn thi học sinh giỏi các cấp ở lớp 9 và thi vào lớp 10 các trường chuyên lí THPT. Nâng cao năng lực chuyên môn của bản thân, trao đổi kinh nghiệm với đồng nghiệp góp phần nâng cao chất lượng giáo dục, thực hiện mục tiêu “bồi dưỡng nhân tài” cho đất nước.IV. PHẠM VI VÀ THỜI GIAN ÁP DỤNGĐề tài này đi sâu vào việc hướng dẫn học sinh phương pháp giải dạng bài toán phương trình cân bằng nhiệt, có thể áp dụng trong quá trình giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lí lớp 8, 9 cấp trung học cơ sởĐề tài đã được áp dụng trong bồi dưỡng học sink giỏi lớp 8 và bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi lớp 9 trường trung học cơ sở Bình Phú dự thi học sinh giỏi cấp huyện năm học 2012 – 2013 và 2013 2014 đạt kết quả tốt. B. NỘI DUNG ĐỀ TÀII. THỰC TRẠNG TÌNH HÌNH QUA KHẢO SÁT ĐIỀU TRA1. Khảo sát thực tế.Qua quá trình giảng dạy, quan sát tình hình, khảo sát chất lượng thực tế trước khi áp dụng đề tài tôi thấy rằng, đại đa số học sinh lúng túng khi đứng trước bài tập nhiệt, chưa định hướng được cách giải, kết quả khảo sát cụ thể ở lớp 8, và bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi lớp 9 chuẩn bị thi học sinh giỏi cấp huyện của Trường THCS Bình Phú như sau. Đề bài:Trộn lẫn rượu và nước người ta thu được hỗn hợp nặng 140g ở nhiệt độ 360C. Tính khối lượng của nước và khối lượng của rượu đã trộn. Biết rằng ban đầu rượu có nhiệt độ 190C và nước có nhiệt độ 1000C, cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200JKg.K, của rượu là 2500JKg.K, Biết nước và rượu không tác dụng hóa học với nhauKết quảLớpNăm học Thời điểm khảo sátSố bài khảo sátKhá, GiỏiTB trở lênSL%SL%Lớp 8 20132014Trước khi áp dụng đề tài351028,62365,7Lớp 9 20132014Trước khi áp dụng đề tài20115518902. Nguyên nhân của thực tế trên
PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO THẠCH THẤT TRƯỜNG THCS BÌNH PHÚ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI: KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT LỚP Môn: Vật lí Tên tác giả: Hoàng Văn Giáp Giáo viên môn: Vật lí Tài liệu kèm theo: Đĩa CD chứa File liệu nội dung đề tài Năm học 2013 - 2014 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SƠ YẾU LÍ LỊCH Họ tên: Hoàng Văn Giáp Ngày tháng năm sinh: 31/7/1976 Trình độ chuyên môn: CĐSP Lí – KTCN Hệ đào tạo: Chính quy Năm vào ngành: 2008 Bộ môn giảng dạy: Vật lí Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THCS Bình Phú Ngày vào Đảng: 22/8/2002 Ngày vào Đảng thức: 22/8/2003 Trình độ trị: Cử nhân trị Khen thưởng: Chiến sĩ thi đua cấp sở Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn MỤC LỤC A Đặt vấn đề I Tên đề tài………………………………………………………… II Lí chọn đề tài…………………………………………… III Mục tiêu đề tài …………………………………………… IV Phạm vi thời gian áp dụng……………………… B Nội dung đề tài I Thực trạng tình hình qua khảo sát điều tra………………… II Những biện pháp tác động giáo dục giải pháp khoa học tiến hành…………………………………………………… III Kết thực đề tài……………………………………… C Kết luận Trang 3 6 20 23 A ĐẶT VẤN ĐỀ Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn I TÊN ĐỀ TÀI “KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT LỚP ” II LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Vật lí môn khoa học thực nghiệm, giải thích vật tượng xảy quen thuộc, gần gũi đời sống chúng ta, ứng dụng hầu hết tất ngành khoa học tự nhiên số lĩnh vực khác đời sống xã hội Vật lí cung cấp cho người học kiến thức vật tượng, rèn luyện kĩ quan sát tư lôgic, tính toán, phương pháp luận khoa học Vật lí có vị trí quan trọng việc phát triển nâng cao dân trí xã hội Căn vào nhiệm vụ chương trình vật lí trung học sở (THCS) là: Cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức bản, trình độ trung học sở, bước đầu hình thành cho học sinh kỹ bản, thói quen làm việc khoa học, góp phần hình thành phát triển cho em lực nhận thức, phẩm chất nhân cách người mà mục tiêu giáo dục đề Trong trình dạy môn Vật lí, phương pháp giảng dạy, cách giải tập đòi hỏi người giáo viên phải sử dụng linh hoạt kết hợp phương pháp dạy học mới, phù hợp với đối tượng học sinh nhằm hình thành, phát triển tư kỹ cho học sinh Đồng thời thông qua việc học vật lí, học sinh bồi dưỡng rèn luyện phẩm chất đạo đức, nhân cách người Chuyên đề giải tập nhiệt học vật lí lớp 8, có vai trò quan trọng chương trình vật lí THCS Giải tập nhiệt học chuyên đề khó học sinh Ở phần nhiệt học em học khoảng 2/3 thời lượng chương trình vật lí lớp Tuy nhiên, tập phần lại đa dạng, phong phú nhiều khó, dạng tập áp dụng phương trình cân nhiệt để giải chiếm đa số Đặc biệt kỳ thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp thành phố học Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn sinh lớp thi vào lớp 10 trường chuyên lí trung học phổ thông (THPT), dạng tập thường xuất đề thi Khi chưa bồi dưỡng em gặp tập nhiệt học nhiều học sinh lúng túng, cách làm chí nhiều em tỏ chán nản giao dạng tập Tâm sự, em nói rằng: em cố gắng trình học tập, em nghĩ nắm vững kiến thức nhiệt sách giáo khoa Thế đứng trước tập nhiệt em lại bế tắc không tìm lời giải Là giáo viên dạy môn Vật lí, trăn trở nghe lời tâm Qua nhiều năm giảng dạy vật lí 8, bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí lớp nghiên cứu môn Vật lí bậc THCS Để giải khó khăn cho học sinh đưa đề tài “Kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải tập phương trình cân nhiệt lớp 8” từ kinh nghiệm thân để chia sẻ thầy cô dạy môn Vật lí em học sinh III MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI - Giúp học sinh giải tập nhiệt áp dụng phương trình cân nhiệt chương trình vật lí cấp THCS - Trang bị cho học sinh phương pháp giải tập phương trình cân nhiệt lớp 8, nhằm nâng cao lực học môn Vật lí, giúp em tiếp thu cách chủ động sáng tạo sử dụng kiến thức làm công cụ giải tập có liên quan, phục vụ trực tiếp cho học sinh 8, ôn thi học sinh giỏi cấp lớp thi vào lớp 10 trường chuyên lí THPT - Nâng cao lực chuyên môn thân, trao đổi kinh nghiệm với đồng nghiệp góp phần nâng cao chất lượng giáo dục, thực mục tiêu “bồi dưỡng nhân tài” cho đất nước Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn IV PHẠM VI VÀ THỜI GIAN ÁP DỤNG Đề tài sâu vào việc hướng dẫn học sinh phương pháp giải dạng toán phương trình cân nhiệt, áp dụng trình giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lí lớp 8, cấp trung học sở Đề tài áp dụng bồi dưỡng học sink giỏi lớp bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi lớp trường trung học sở Bình Phú dự thi học sinh giỏi cấp huyện năm học 2012 – 2013 2013 - 2014 đạt kết tốt Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn B NỘI DUNG ĐỀ TÀI I THỰC TRẠNG TÌNH HÌNH QUA KHẢO SÁT ĐIỀU TRA Khảo sát thực tế Qua trình giảng dạy, quan sát tình hình, khảo sát chất lượng thực tế trước áp dụng đề tài thấy rằng, đại đa số học sinh lúng túng đứng trước tập nhiệt, chưa định hướng cách giải, kết khảo sát cụ thể lớp 8, bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi lớp chuẩn bị thi học sinh giỏi cấp huyện Trường THCS Bình Phú sau Đề bài: Trộn lẫn rượu nước người ta thu hỗn hợp nặng 140g nhiệt độ 360C Tính khối lượng nước khối lượng rượu trộn Biết ban đầu rượu có nhiệt độ 19 0C nước có nhiệt độ 100 0C, cho biết nhiệt dung riêng nước 4200J/Kg.K, rượu 2500J/Kg.K, Biết nước rượu không tác dụng hóa học với Kết Lớp Thời điểm Số Năm học khảo sát SL % SL % Lớp khảo sát Trước áp 2013-2014 Lớp dụng đề tài Trước áp 35 10 28,6 23 65,7 2013-2014 dụng đề tài 20 11 55 18 90 Khá, Giỏi TB trở lên Nguyên nhân thực tế Qua kết tìm hiểu thực tế số nguyên nhân sau: Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn - Đây dạng tập tương đối khó với học sinh, em chưa trang bị cách giải, việc suy luận hạn chế nhiều không định hướng cách giải nên dẫn đến kết thấp đặc biệt học sinh trung bình em khó giải - Học sinh nắm vững lí thuyết phân tích đầu bài, chưa phân loại dạng tập kinh nghiệm chưa có chương trình vật lí có tiết tập Từ thực trạng tình hình nguyên nhân Tôi nghiên cứu, viết đề tài “Kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải tập phương trình cân nhiệt lớp 8” Tôi áp dụng đạt kết cao, Tôi hi vọng đề tài giúp ích cho học sinh trường THCS việc giải tập nhiệt Qua em biết cách giải đúng, giúp học sinh học tập cách chủ động, tích cực, sáng tạo, đạt kết cao kỳ thi học sinh giỏi II NHỮNG BIỆN PHÁP TÁC ĐỘNG GIÁO DỤC VÀ CÁC GIẢI PHÁP KHOA HỌC ĐÃ TIẾN HÀNH Trước tiên để làm tập nhiệt học chương trình vật lí học sinh cần nắm kiến thức sau: Kiến thức + Nguyên lý truyền nhiệt: Nếu có hai vật trao đổi nhiệt 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 tỏa nhiệt lượng vật thu vào + Công thức tính nhiệt lượng toả ra, thu vào: - Q: nhiệt lượng thu vào (toả ra) chất (J) Q = m.c ∆ t - m: khối lượng chất thu (toả) nhiệt (kg) Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn - c: nhiệt dung riêng chất thu (toả) nhiệt (J/kg.K) - ∆ t: độ tăng (giảm) nhiệt độ chất (0C) - t1 nhệt độ ban đầu (0C) mà ( ∆ t = t1 − t ) - t2 nhệt độ lúc sau (0C) + Phương trình cân nhiệt: Q tỏa = Q thu - Nếu có nhiều vật trao đổi nhiệt mà vật thu nhiệt vật tỏa nhiệt ta giả sử tất vật thu nhiệt (hoặc tất vật tỏa nhiệt) ta có phương trình Q1 + Q2 +…+Qn = - Khái niệm nhiệt dung nhiệt lượng thu vào (hay tỏa ra) vật để vật tăng (giảm) thêm 1oC + Công thức tính hiệu suất là: H= Qi 100% Qtp Qi: nhiệt lượng có ích (J) Qtp: nhiệt lượng toàn phần (J) - Khối lượng riêng: D = m V - Trọng lượng riêng: d = P V - Biểu thức liên hệ khối lượng trọng lượng: P = 10m - Biểu thức liên hệ khối lượng riêng trọng lượng riêng: d = 10D - Ngoài học sinh cần nắm vững kiến thức toán học: giải phương trình, giải hệ phương trình để vận dụng giải tập Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn Các giải pháp khoa học thực đề tài Cách giải tập vật lí Bước 1: Đọc kĩ đầu bài, phân tích tóm tắt, vẽ hình cần (tìm hiểu ý nghĩa thuật ngữ, chi tiết sơ đồ hình vẽ Đã cho đâu kiện, dâu ẩn số, có phải tự tìm số liệu bảng số vật lí, đổi đơn vị hệ) Bước 2: Phân tích nội dung tập, lựa chọn định nghĩa, định luật, công thức liên quan để giải Bước 3: Xác định phương pháp, vạch kế hoạch tiến hành giải *Hai phương pháp + Phân tích: Từ ẩn số → liệu(trình bày theo phương pháp tổng hợp) + Tổng hợp: Từ liệu → ẩn số Bước 4: Phân tích kết biện luận (kết tìm có phù hợp điều kiện toán không? Phát chỗ nhầm) * Để giúp em tiếp thu tốt cách giải tập áp dụng phương trình cân nhiệt, đưa phương pháp giải cụ thể: 2.1 Phương pháp giải tập áp dụng phương trình cân nhiệt phân tích theo bước sau: Bước 1: Bài tập có vật trao đổi nhiệt, kể tên vật Bước 2: - Những vật tỏa nhiệt, nhiệt độ hạ từ oC xuống nhiệt độ oC - Những vật thu nhiệt, nhiệt độ tăng từ oC đến nhiệt độ oC Bước 3: - Tính tổng nhiệt lượng tỏa ra: Qtỏa = Qtỏa1 + Qtỏa2 + + Qtỏa n - Tính tổng nhiệt lượng thu vào: Qthu = Qthu1 + Qthu2 + + Qthu n Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn 2.2.3 Bài tập xác định nhiệt dung riêng: Bài 3: Người ta thả cầu kim loại có khối lượng m = 0,4kg nhiệt độ t1 = 800C vào m2 = 0,25kg nước nhiệt độ t2 = 180C, nhiệt độ cân t = 260C Hãy xác định nhiệt dung riêng kim loại kim loại gì? Cho biết nhiệt dung riêng nước 4200J/Kg.K.(coi có kim loại nước truyền nhiệt cho nhau) * Hướng dẫn học sinh phân tích theo bước sau: Bước 1: Bài tập có vật trao đổi nhiệt, kể tên vật? Bài tập có vật trao đổi nhiệt 0,4kg kim loại 0,25kg nước Bước 2: - Những vật tỏa nhiệt, nhiệt độ hạ từ oC xuống nhiệt độ oC Kim loại tỏa nhiệt, nhiệt độ hạ xuống từ 80oC xuống 260C - Những vật thu nhiệt, nhiệt độ tăng từ oC đến nhiệt độ oC Nước thu nhiệt, nhiệt độ tăng từ 18oC đến nhiệt độ 260C Bước 3: - Tính tổng nhiệt lượng tỏa ra: Qtỏa = Qtỏa1 + Qtỏa2 + + Qtỏa n Qtỏa = m1.c1.(t1 - t) - Tính tổng nhiệt lượng thu vào: Qthu = Qthu1 + Qthu2 + + Qthu n Qthu = m2.c2.(t - t2) Bước 4: Áp dụng phương trình cân nhiệt: m1.c1.(t1 - t) = m2.c2.(t - t2) ⇒ c1 = Q tỏa = Qthu m2 c ( t − t ) (đại lượng cần tìm) m1 ( t1 − t ) * Giải chi tiết: Tóm tắt Giải m1 = 0,4kg - Nhiệt lượng cầu kim loại tỏa để nguội từ 80 0C t1= 80oC xuống t0C là: m2 = 0,25kg t2= 18oC Qtỏa = m1.c1.(t1 - t) = 0,4 c1.(80 - 26) (J) - Nhiệt lượng nước thu vào để nóng lên từ 180C đến t0C là: Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 13 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp c2= 4200J/kg.K Hoàng Văn Qthu = m2.c2.(t - t2) = 0,25.4200.(26 - 18) (J) t = 260C - Theo đầu có kim loại nước truyền nhiệt cho c1 = ? J/kg.K nên ta có phương trình cân nhiệt là: Q tỏa = Qthu ⇔ 0,4.c1.(80 - 26) = 0,25.4200.(26 - 18) ⇔ c1= 380J/kg.K Vậy nhiệt dung riêng kim loại c1= 380J/kg.K kim loại đồng 2.3 Bài tập nâng cao: Bài 1: Trong hai bình cách nhiệt có chứa hai chất lỏng khác hai nhiệt độ ban đầu khác Người ta dùng nhiệt kế nhúng nhúng lại vào bình bình Chỉ số nhiệt kế 400C; 80C; 390C; 9,50C a Xét lần nhúng thứ hai vào bình để lập biểu thức liên hệ nhiệt dung q nhiệt kế nhiệt dung q1 bình b Đến lần nhúng ( lần thứ vào bình 1) nhiệt kế ? c Sau số lớn lần nhúng vậy, nhiệt kế ? * Hướng dẫn học sinh phân tích theo bước sau: Bước 1: Bài tập có vật trao đổi nhiệt, kể tên vật? Bài tập có vật trao đổi nhiệt hai chất lỏng khác nhiệt kế Bước 2: Giáo viên khuyến khích học sinh vẽ sơ đồ nhúng Nhiệt kế Nhiệt kế t1=400C Nhiệt kế t2=80C tcb1=400C Bình tcb1=400C Lần nhúng Bình tcb2=80C Lần nhúng Nhiệt kế t3=390C tcb2=80C Bình tcb3=390C Lần nhúng Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Bình tcb4=9,50C Lần nhúng Năm học 2013-2014 14 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn *Lần nhúng nhiệt kế vào bình - Chất lỏng bình tỏa nhiệt, nhiệt độ hạ xuống 400C - Nhiệt kế thu nhiệt, nhiệt độ tăng đến 400C *Lần nhúng tiếp nhiệt kế vào bình - Nhiệt kế tỏa nhiệt, nhiệt độ hạ xuống 80C - Chất lỏng bình thu nhiệt, nhiệt độ tăng đến 80C *Lần nhúng tiếp nhiệt kế vào bình - Chất lỏng bình tỏa nhiệt, nhiệt độ hạ xuống từ 400C đến 390C - Nhiệt kế thu nhiệt, nhiệt độ tăng từ 80C đến 390C *Lần nhúng tiếp nhiệt kế vào bình - Nhiệt kế tỏa nhiệt, nhiệt độ hạ xuống từ 390C đến 9,50C - Chất lỏng bình thu nhiệt, nhiệt độ tăng từ 80C đến 9,50C *Lần nhúng tiếp nhiệt kế vào bình - Chất lỏng bình tỏa nhiệt, nhiệt độ hạ xuống từ 390C đến tx 0C - Nhiệt kế thu nhiệt, nhiệt độ tăng từ 9,50C đến tx 0C Sau số lần nhúng nhiều lần (chúng ta hiểu coi cho nhiệt kế chất lỏng bình vào bình nghĩa nhiệt độ cân hai chất lỏng nhiệt kế nhau) - Chất lỏng bình tỏa nhiệt, nhiệt độ hạ xuống từ tx0C đến t0C - Nhiệt kế tỏa nhiệt, nhiệt độ hạ xuống từ tx0C đến t0C - Chất lỏng bình thu nhiệt, nhiệt độ tăng từ 9,50C đến t0C Bước 3: (Bài ta bỏ qua bước 3) - Tính tổng nhiệt lượng tỏa Qtỏa = Qtỏa1 + Qtỏa2 + + Qtỏa n - Tính tổng nhiệt lượng thu vào Qthu = Qthu1 + Qthu2 + + Qthu n Bước 4: Áp dụng phương trình cân nhiệt: Q tỏa = Qthu Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 15 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn Qua lần nhúng 2,3,4 ta có phương trình cân nhiệt, kết hợp phương trình ta tìm đại lượng cần tìm tx0C t0C *Giải chi tiết: Gọi q nhiệt dung nhiệt kế Gọi q1 nhiệt dung chất lỏng bình Gọi q2 nhiệt dung chất lỏng bình a Xét lần nhúng thứ hai vào bình để lập biểu thức liên hệ nhiệt dung q nhiệt kế nhiệt dung q1 bình * Sau nhúng nhiệt kế lần (nghĩa vào bình lần 2) ta có phương trình cân nhiệt: q1(40 - 39) = q(39 - 8) ⇒ q1 = 31q (1) b Đến lần nhúng ( lần thứ vào bình 1) nhiệt kế ? * Sau nhúng nhiệt kế lần (nghĩa vào bình lần 2) ta có phương trình cân nhiệt: q2(9,5 - 8) = q(39 - 9,5) ⇒ q2 = 59 q (2) * Sau nhúng nhiệt kế lần (nghĩa vào bình lần 3) ta có phương trình cân nhiệt: Gọi tx nhiệt độ nhiệt kế lần nhúng ( lần thứ vào bình 1) q1(39 - tx) = q(tx – 9,5) (3) Thay (1) vào (3) ta 31q(39 - tx) = q(tx – 9,5) ⇒ tx = 380C Vậy nhiệt độ nhiệt kế lần nhúng ( lần thứ vào bình 1) tx = 380C c Sau số lớn lần nhúng ta có phương trình cân nhiệt ( q1 + q )( 38 – t ) = q2( t – 9,5 ) Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN (4) Năm học 2013-2014 16 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn Thay (1)(2) vào (4) ta ( 31q + q )( 38 – t ) = 59 q( t – 9,5 ) ⇒ t = 27,20C Sau số lớn lần nhúng vậy, nhiệt kế chỉ: t = 27,20C Bài 2: Muốn có 100 kg nước nhiệt độ 350C phải đổ kg nước sôi vào kg nước nhiệt độ 15 0C? Lấy nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K * Hướng dẫn học sinh phân tích theo bước sau: Bước 1: Bài tập có vật trao đổi nhiệt, kể tên vật? Bài tập có vật trao đổi nhiệt m1 kg nước nóng m2 kg nước lạnh Bước 2: - Những vật tỏa nhiệt, nhiệt độ hạ từ oC xuống nhiệt độ oC Nước nóng tỏa nhiệt, nhiệt độ hạ xuống từ 100oC xuống 350C - Những vật thu nhiệt, nhiệt độ tăng từ oC đến nhiệt độ oC Nước lạnh thu nhiệt, nhiệt độ tăng từ 15oC đến nhiệt độ 350C Bước 3: - Tính tổng nhiệt lượng tỏa ra: Qtỏa = Qtỏa1 + Qtỏa2 + + Qtỏa n Qtỏa = m1.c1.(t1 - t) - Tính tổng nhiệt lượng thu vào: Qthu = Qthu1 + Qthu2 + + Qthu n Qthu = m2.c2.(t - t2) Bước 4: Áp dụng phương trình cân nhiệt: m1.c1.(t1 - t) = m2.c2.(t - t2) (cùng nước nên c1 = c2 ) m1.(t1 - t) = m2.(t - t2) (1) Mà theo đầu (2) m + m2 = m Q tỏa = Qthu Kết hợp (1) (2) giải hệ phương trình ⇔ (đại lượng cần tìm) * Giải chi tiết: Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 17 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Tóm tắt Hoàng Văn Giải m = 100kg - Nhiệt lượng nước nóng tỏa để nguội từ 100 0C xuống t1= 100oC 350C là: t2= 15oC Qtỏa = m1.c1.(t1 - t) = m1.4200.(100 - 35) (J) t = 350C - Nhiệt lượng nước lạnh thu vào để nóng lên từ 15 0C đến 350C c2= 4200J/kg.K là: c1 = 4200J/kg.K Qthu = m2.c2.(t - t2) = m2.4200.(35 - 15) (J) m1 = ?kg - Theo đầu có nước nóng nước lạnh truyền nhiệt m2 = ?kg cho nên ta có phương trình cân nhiệt là: Q tỏa = Qthu ⇔ m1.4200.(100 - 35) = m2.4200.(35 - 15) ⇔ 65 m1 = 20 m2 Mà theo đầu m1 + m2 = 100 (1) (2) Kết hợp (1) (2) giải hệ phương trình ta m1 = 23,5kg; m2 = 76,5kg Vậy phải đổ 23,5kg nước sôi vào 76,5kg nước lạnh 150C 100kg nước 350C Tóm lại Giải tập phương trình cân nhiệt lớp có dạng giới thiệu Vậy để giải tốt tập em cần nắm bước mà đề tài đưa kiến thức 2.4 Bài tập tự giải: Bài 1: Trộn lẫn ba phần nước có khối lượng m = 50kg, m2 = 30kg, m3 = 20kg có nhiệt độ t1 = 600C, t2 = 400C, t3 = 200C Bỏ qua mát nhiệt, tính nhiệt độ hỗn hợp cân nhiệt Biết nhiệt dung riêng nước 4200J/Kg.K Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 18 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn Bài 2: Một nhiệt lượng kế nhôm có khối lượng m kg nhiệt độ t1 = 230C, cho vào nhiệt lượng kế khối lượng m kg nước nhiệt độ t Sau hệ cân nhiệt, nhiệt độ nước giảm 0C Tiếp tục đổ thêm vào nhiệt lượng kế 2m kg chất lỏng khác (không tác dụng hóa học với nước nhôm) nhiệt độ t3 = 450C, có cân nhiệt lần hai, nhiệt độ hệ lại giảm 100C so với nhiệt độ cân nhiệt lần thứ Tìm nhiệt dung riêng chất lỏng đổ thêm vào nhiệt lượng kế, biết nhiệt dung riêng nhôm nước c = 880 J/kg.K c2 = 4200 J/kg.K Bỏ qua mát nhiệt khác Bài 3: Có hai bình cách nhiệt, bình thứ chứa 2Kg nước 20 0C, bình thứ hai chứa 4Kg nước 600C Người ta rót ca nước từ bình vào bình Khi bình cân nhiệt người ta lại rót ca nước từ bình sang bình để lượng nước hai bình lúc đầu Nhiệt độ bình sau cân 21,950C a Xác định lượng nước rót lần nhiệt độ cân bình b Nếu tiếp tục thực lần thứ hai, tìm nhiệt độ cân bình Bài 4: Có số chai sữa hoàn toàn giống nhau, nhiệt độ t0xC Người ta thả chai vào bình cách nhiệt chứa nước, sau cân nhiệt lấy thả chai khác vào Nhiệt độ nước ban đầu bình t = 360C, chai thứ lấy có nhiệt độ t = 330C, chai thứ hai lấy có nhiệt độ t2 = 30,50C Bỏ qua hao phí nhiệt a Tìm nhiệt độ t0xC b Đến chai thứ lấy nhiệt độ nước bình bắt đầu nhỏ 260C Bài 5: Một nhiệt lượng kế ban đầu không chứa gì, có nhiệt độ t Đổ vào nhiệt lượng kế ca nước nóng thấy nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 19 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn 50C Lần thứ hai, đổ thêm ca nước nóng vào thấy nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm 0C Hỏi lần thứ ba đổ thêm vào lúc ca nước nóng nói nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm độ nữa? III KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Nhận xét Trên nội dung đề tài sáng kiến kinh nghiệm Áp dụng đề tài để bồi dưỡng cho học sinh trang bị cho em phương pháp giải tập nhiệt, áp dụng phương trình cân nhiệt Trong toán nhiều cách giải nữa, phạm vi đề tài này, trình bày cách giải Tuy nhiên với dạng tập đối tượng tiếp thu cách dễ dàng, giáo viên phải khéo léo lồng vào tiết dạy nhằm thu hút phát huy sáng tạo học sinh giỏi Nhưng vấn đề tương đối khó với học sinh mức trung bình, yếu, kém, nên giáo viên cho em làm quen dần từ dạng tập đến nâng cao sách giáo khoa, giúp học sinh khắc sâu kiến thức, biết tư duy, chủ động tập trung sáng tạo tìm cách giải tập Kết sau áp dụng đề tài Sau áp dụng đề tài thấy kết học tập giải tập phương trình cân nhiệt lớp học sinh trường THCS Bình Phú tăng lên đáng kể Tôi tiến hành khảo sát qua kiểm tra 15 phút lớp bồi dưỡng học sinh giỏi lớp đội tuyển học sinh giỏi lớp trường THCS Bình Phú chuẩn bị dự thi cấp huyện năm học 2013 - 2014 Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 20 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn Đề bài: Có bình cách nhiệt Bình thứ chứa kg nước nhiệt độ ban đầu 500C Bình thứ hai chứa 1kg nước nhiệt độ ban đầu 30 0C Một người rót m kg nước từ bình thứ vào bình thứ hai Sau bình hai cân nhiệt, người lại rót nước từ bình hai trở lại bình thứ cho lượng nước bình giống lúc đầu Sau cân nhiệt, nhiệt độ bình thứ 480C Tính nhiệt độ cân bình thứ hai lượng nước m kg rót từ bình sang bình Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường bên trình rót nước từ bình sang bình Kết sau áp dụng đề tài qua khảo sát chất lượng học sinh sau: Lớp Thời điểm Số Năm học khảo sát SL % SL % Lớp khảo sát Sau áp 2013-2014 Lớp dụng đề tài Sau áp 35 28 80 35 100 2013-2014 dụng đề tài 20 19 95 20 100 Khá, Giỏi TB trở lên * Để thấy rõ hiệu đề tài lập bảng so sánh đối chứng sau: Kết Lớp Thời điểm Số Năm học khảo sát khảo sát Lớp Trước áp 2013-2014 Lớp dụng đề tài Sau áp 2013-2014 dụng đề tài Kết Khá, Giỏi TB trở lên SL % SL % 35 10 28,6% 23 65,7% 35 28 80% 35 100% đối chứng tăng % Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN 51,4% 34,3% Năm học 2013-2014 21 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn Kết Lớp Thời điểm Số Năm học khảo sát khảo sát Lớp Trước áp 2013-2014 Lớp dụng đề tài Sau áp 2013-2014 dụng đề tài Kết 20 20 đối chứng tăng % Khá, Giỏi SL % 11 55% 18 TB trở lên SL % 18 90% 90% 20 100% 35% 10% * Đặc biệt kỳ thi học sinh giỏi Vật lí cấp Huyện, cấp Thành Phố Năm học 2012- 2013, đội tuyển vật lí trường THCS Bình Phú bồi dưỡng có em thi em đạt học sinh giỏi cấp huyện với số điểm cao, em chọn vào đội tuyển cấp thành phố, thi đạt giải nhì, sau em dự thi đỗ vào trường THPT chuyên lí sư phạm Hà Nội Năm học 2013- 2014, đội tuyển vật lí trường THCS Bình Phú bồi dưỡng có em thi em đạt học sinh giỏi cấp huyện với số điểm cao, em chọn vào đội tuyển cấp thành phố, thi em đạt giải nhì em đạt giải khuyến khích góp phần vinh quang cho trường THCS Bình Phú huyện Thạch Thất Kết cho thấy, so với trước áp dụng đề tài tiến vượt bậc em học sinh Với làm dạy học trường THCS Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 22 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn Bình Phú, thông qua đề tài mong muốn đóng góp, chia xẻ phần kinh nghiệm để dạy bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp THCS, thực tốt mục tiêu bồi dưỡng nhân tài cho đất nước C KẾT LUẬN Trên đề tài “Kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải tập phương trình cân nhiệt lớp 8” mà áp dụng vào thực tế giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi trường THCS Bình Phú Qua việc áp dụng đề tài, nhận thấy kết học tập giải tập nhiệt học em có nhiều chuyển biến rõ rệt em đội ngũ học sinh giỏi Các em có ý thức tìm tòi khám phá cách giải dạng tập, có lực phát kiến thức mới, biết phân tích tập, có hứng thú say mê học hỏi, phát triển khả tư sáng tạo em, rèn cho em có ý thức tích cực học tập yêu thích môn Vật lí Qua trình dạy thực đề tài rút học kinh nghiệm - Người thầy cần hệ thống kiến thức từ đến kiến thức nâng cao - Phân loại tập thành dạng - Xây dựng cách giải từ cụ thể đến tổng quát, từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, phù hợp với trình độ nhận thức học sinh - Người thầy cần trọng phát huy tính chủ động tích cực sáng tạo học sinh đặc biệt học sinh giỏi Từ giúp em biết nhìn nhận bao quát, toàn diện định hướng cách giải tập Làm góp phần nâng cao chất lượng giáo dục nhà trường, phát hiện, bồi dưỡng đào tạo nhân tài cho đất nước Nghiên cứu, thực nghiệm thực tế giảng dạy trực tiếp môn vật lí trường THCS, nhận thấy việc dạy học sinh phương pháp giải tập quan trọng cần thiết Song phân phối chương trình Bộ giáo dục quy định có tiết Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 23 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn tập phần nhiệt, đưa đề tài “Kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải tập phương trình cân nhiệt lớp 8” để ôn tập cho em học sinh lớp THCS cần thiết nên triển khai tất trường THCS Hiện nay, tài liệu giúp giáo viên dạy học phần hạn chế Đề tài chia xẻ đồng nghiệp trực tiếp giảng dạy môn Vật lí trường THCS Trong trình thực đề tài, thân cố gắng tìm tòi, nghiên cứu để hoàn thiện song không tránh khỏi hạn chế sai sót Vì vậy, mong nhận ý kiến đóng góp bạn bè đồng nghiệp, hội đồng khoa học cấp để rút kinh nghiệm giảng dạy Tôi xin chân thành cảm ơn! Tôi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Bình Phú, ngày 15 tháng năm 2014 Người viết Hoàng Văn Giáp Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 24 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn Ý KIẾN NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ VÀ XẾP LOẠI CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC CƠ SỞ …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Bình phú, ngày ….tháng ….năm 2014 Chủ tịch hội đồng Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 25 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn ĐÁNH GIÁ VÀ XẾP LOẠI CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN Thạch Thất, ngày ….tháng ….năm 2014 Chủ tịch hội đồng Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 26 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn ĐÁNH GIÁ VÀ XẾP LOẠI CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI …………………………………………………………………………………… Hà Nội, ngày ….tháng ….năm 2014 Chủ tịch hội đồng Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013-2014 27 ... chân thành cảm ơn! Tôi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Bình Phú, ngày 15 tháng năm 2014 Người viết Hoàng Văn Giáp Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013 -2014. .. 2013 - 2014 Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013 -2014 20 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn Đề bài: Có bình cách nhiệt Bình thứ chứa kg nước nhiệt độ ban đầu 500C Bình. .. sở Bình Phú dự thi học sinh giỏi cấp huyện năm học 2012 – 2013 2013 - 2014 đạt kết tốt Trường THCS Bình Phú - Thạch Thất – HN Năm học 2013 -2014 Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật li Giáp Hoàng Văn