SKKN một số dạng bài tập áp dụng phương trình cân bằng nhệt

PHỊNG GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO BÌNH XUN TRƯỜNG THCS PHÚ XUÂN Mã sáng kiến: ………………………… BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Tên sáng kiến: Một số dạng tập áp dụng phương trình cân nhiệt Tác giả sáng kiến: Hoàng Thị Hồng Hạnh Địa tác giả sáng kiến: Trường THCS Phú Xuân, Xã Phú Xuân, Huyện Bình Xuyên, Tỉnh Vĩnh Phúc Số điện thoại: 01664704656 E_mail:lhhphuong@gmail.com Vĩnh Phúc, năm 2016 Mã sáng kiến: ………………………… BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Tên sáng kiến: Một số dạng tập áp dụng phương trình cân nhiệt BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Lời giới thiệu: Biết phân dạng giải tập Vật lí cơng việc quan trọng mạng lại hiệu cao cho người học mơn Vật lí Trong q trình giải tập Vật lí đòi hỏi học sinh phải nắm kiến thức từ đến nâng cao, từ tập dễ đến tập khó Từ học sinh lập luận, phân tích vận dụng linh hoạt, xác vào dạng tập Vật lí Phần tập nhiệt học nằm chương trình Vật lí cấp Trung học sở mảng kiến thức quan trọng Trong có tập định tính định lượng gắn liền với đời sống thực tế Nên giải tập phần em phải nắm thật dạng bài, phương pháp giải dạng với kinh nghiệm sống thức tế để có lời giải hay kết xác cho tập Trong thực tế chưa thầy hướng dẫn cụ thể gặp tập nhiệt học phức tạp em lúng túng, khơng tìm hướng giải hay, ngắn gọn, khoa học Vì việc tổng hợp dạng tập điển hình nhiệt học, đưa cách giải dạng giới thiệu đến học sinh việc làm cần thiết Để từ em có cách nhìn tổng qt hơn, có kiến thức hơn, tự tin bắt tay vào giải tập nhiệt học Từ lí thúc nghiên cứu ứng dụng sáng kiến kinh nghiệm “Một số dạng tập áp dụng phương trình cân nhiệt” Tên sáng kiến: Một số dạng tập áp dụng phương trình cân nhệt Chủ đầu tư tạo sáng kiến: Hồng Thị Hồng Hạnh- Trường THCS Phú Xn- Bình Xun- Vĩnh Phúc Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: - Bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp 8, Khoa học tự nhiên lớp Trường THCS Phú Xuân- Bình Xuyên- Vĩnh Phúc Ngày sáng kiến áp dụng lần đầu áp dụng thử: Ngày 18.08.2014 Mô tả chất sáng kiến: 6.1 Nội dung sáng kiến: 6.1.1 Cơ sở lý luận, khoa học sáng kiến 6.1.1.1 Cơ sở lý luận phương pháp giải tập Vật lí: - Vật lí sở nhiều ngành kỹ thuật quan trọng, phát triển khoa học Vật lí gắn bó chặt chẽ tác động qua lại trực tiếp với tiến khoa học Vì Vật lí có giá trị to lớn đời sống sản xuất, đặc biệt cơng cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước - Căn vào yêu cầu đổi mục tiêu giáo dục, đổi nội dung môn học, đổi phương pháp dạy học - Do nhu cầu học sinh, đặc biệt học sinh khá, giỏi mơn Vật lí bậc Trung học sở, em chưa biết phân dạng đưa cách giải gặp số phức tạp 6.1.1.2 Cơ sở thực tế - Trong chương trình bồi dưỡng, nâng cao kiến thức cho học sinh khá, giỏi mơn Vật lí bậc Trung học sở, phần nhiệt học phần có nội dung dài, lượng kiến thức nhiều, phần tập có liên quan đến phương trình cân nhiệt phần quan trọng, - Ngoài việc trang bị kiến thức bản, giới thiệu số dạng tập phương pháp giải, sáng kiến kinh nghiệm giúp học sinh vận dụng tốt số kiến thức liên quan học sách giáo khoa, rèn kỹ giải tập khó - Với mong muốn vậy, sáng kiến kinh nghiệm “ Một số dạng tập áp dụng phương trình cân nhiệt”, tơi trình bày ý kiến ban đầu phương pháp xử lý số dạng tập nêu Nhằm giúp em học sinh nắm vận dụng phương pháp q trình giải tập, góp phần nâng cao hiệu bồi dưỡng em học sinh khá, giỏi môn Vật lí bậc Trung học sở 6.1.1.3 Cơ sở khoa học Để giải tập có liên qua đến phương trình cân nhiệt mơn Vật lí bậc Trung học sở, cần số kiến thức sau: - Nhiệt lượng, nhiệt dung riêng - Nguyên lí truyền nhiệt, phương trình cân nhiệt - Sự chuyển thể chất 6.1.2 Nội dung nghiên cứu 6.1.2.1 Nhiệt lượng - Nhiệt lượng phần nhiệt mà vật nhận hay bớt trình truyền nhiệt - Cơng thức tính nhiệt lượng Q = m.c.∆t0 Trong đó: + Q : nhiệt lượng vật nhận (hay đi) (J) + m: khối lượng vật (kg) + c: nhiệt dung riêng chất cấu tạo nên vật (J/kg.K) + ∆t0: độ tăng (hay giảm) nhiệt độ vật (oC 0K) ( Nhiệt dung riêng chất nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1kg chất tăng thêm 10C.) 6.1.2.2 Nguyên lý truyền nhiệt, phương trình cân nhiệt *Nguyên lý truyền nhiệt: - Nhiệt 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 *Phương trình cân nhiệt: Qtỏa = Qthu vào 6.1.2.3 Sự chuyển thể chất * Sự nóng chảy đông đặc - Nhiệt lượng vật tỏa đơng đặc nhiệt lượng mà vật thu vào nóng chảy nhiệt độ nóng chảy - Cơng thức tính: Q = m.λ Trong đó: + Q: nhiệt lượng vật thu vào (hay tỏa ra) nhiệt độ nóng chảy (J) + λ: nhiệt nóng chảy chất cấu tạo nên vật (J/kg) + m: khối lượng vật (kg) * Sự bay ngưng tụ - Nhiệt lượng vật thu vào bay nhiệt lượng mà vật tỏa ngưng tụ nhiệt độ bay - Cơng thức tính: Q = m.L Trong đó: + Q: nhiệt lượng vật thu vào (hay tỏa ra) nhiệt độ sôi (J) + L: nhiệt hóa chất cấu tạo nên vật (J/kg) + m: khối lượng vật (kg) 6.1.3 Một số dạng tập 6.1.3.1.Dạng 1: Bài tập có nhiều vật tham gia trao đổi nhiệt a Phương pháp: - Xác định vật tỏa nhiệt, vật thu nhiệt - Viết phương trình cân nhiệt - Giải phương trình tìm liệu b Bài tập minh họa Bài 1: Người ta thả 0,4 kg đồng 80 0C vào 0,25 kg nước 18 0C Hãy xác định nhiệt độ cân nhiệt? Bỏ qua hao phí nhiệt với mơi trường Biết nhiệt dung riêng đồng nước là: c1 = 400 J/kg.K, c2 = 4200 J/kg.K Lời Giải Gọi nhiệt độ hệ sau cân t thì: - Nhiệt lượng đồng tỏa là: Q1 = m1.c1(t1 - t) = 0,4.400.(80 - t) - Nhiệt lượng nước thu vào là: Q2 = m2.c2 (t – t2) = 0,25.4200.(t) Bỏ qua hao phí nhiệt với mơi trường nên áp dụng phương trình cân nhiệt ta có: Qtỏa = Qthu vào Hay Q1= Q2 ⇒ 0,4.400.(80 - t) = 0,25.4200.(t - 18) ⇒ 31700 = 1210 t ⇒ t= 26,2 (0C) Vậy nhiệt độ hệ sau cân 26,2 0C Bài 2: Trộn lẫn rượu với nước người ta thu hỗn hợp có khối lượng 140g nhiệt độ 36 0C Tính khối lượng nước rượu? Biết nhiệt độ ban đầu rượu 190C, nước 100 0C nhiệt dung riêng rượu nước c1 = 2500 J/kg.K, c2 = 4200 J/kg.K Lời Giải - Nhiệt lượng mà rượu thu vào là: Q1 = m1.c1 (t – t1) = m1.2500.(36 - 19) ⇔ Q1 = 42500 m1 - Nhiệt lượng mà nước tỏa là: Q2 = m2.c2 (t2 - t) = m2.4200.(100 - 36) ⇔ Q2 = 268800 m2 áp dụng phương trình cân nhiệt ta có: Qtỏa = Qthu vào Hay Q1= Q2 ⇒ 42500 m1 = 268800 m2 (1) Mà theo đề ta có : m1 + m2 = 0,14 Kết hợp (1) (2) ta có: m1 = 0,121 (kg) = 121 (g) (2) m2 = 0,019 (kg) = 19 (g) Vậy khối lượng rượu 121g, nước 19g Bài 3: Người ta bỏ miếng hợp kim chì kẽm có khối lượng 50g nhiệt độ 136 0C vào nhiệt lượng kế có nhiệt dung (nhiệt lượng cần thiết cho vật nóng lên 10C) 50 J/độ chứa 100g nước 14 0C Xác định khối lượng kẽm chì hợp kim? Biết nhiệt độ cân nhiệt 18 0C, bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh Nhiệt dung riêng kẽm, chì nước 337 J/kg.K; 126 J/kg.K; 4200J/kg.K Lời Giải - Nhiệt lượng hợp kim tỏa là: Q1 = m1.c1.∆t1 + m2.c2.∆t1 = (m1.c1 + m2.c2 ).(t1-t) Q1 = (m1.337 + m2.126).(136-18) ⇒ Q1 = 4484.m1 + 14868.m2 - Nhiệt lượng nhiệt lượng kế nước thu vào là: Q2 = q.∆t2+ m3.c3.∆t2 ⇒ Q2 = (q + m3.c3).(t – t2) Q2 = (50 + 0,1.4200).(18-14) ⇒ Q2 = 1880 áp dụng phương trình cân nhiệt ta có: Qtỏa = Qthu vào Hay Q1= Q2 ⇒ 4484 m1 + 14868.m2 = 1880 Mặt khác ta có: m1 + m2 = 0,05 Kết hợp (1) (2) ta có: m1 = 0,038 (kg) = 38 (g) m2 = 0,012 (kg) = 12 (g) Vậy khối lượng kẽm 38g, chì 12g (1) (2) Bài 4: Cho hệ vật gồm n vật có khối lượng m 1; m2; m3… mn; có nhiệt độ ban đầu t1; t2; t3… tn; nhiệt dung riêng c1; c2; c3… cn; tham gia trao đổi với a/ Xác định nhiệt độ chung hệ có cân nhiệt b/ Vận dụng giải tập sau: Có bình cách nhiệt A ;B; C đựng nước có nhiệt độ ban đầu là: t1; t2; t3 múc bình ca trộn với ta hỗn hợp có nhiệt độ 60 0C Nếu múc ca nước bình A trộn với ca nước bình B hỗn hợp có nhiệt độ 90 0C Nếu múc ca nước bình B trộn với ca nước bình C hỗn hợp có nhiệt độ 44 0C Hỏi muốn có hỗn hợp nhiệt độ 30 0C phải pha nước bình A với bình B nước bình B với nước bình C theo tỷ lệ nào? Biết khối lượng nước lần múc Bỏ qua hao phí nhiệt với mơi trường Lời Giải a/ Câu a Giả sử hệ có x vật ban đầu tỏa nhiệt, số lại (n-x) vật thu nhiệt Nhiệt lượng tỏa x vật chúng hạ từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ chung t là: Qtỏa = m1 c1 (t1 – t) + m2.c2.(t2– t) + …… + mx cx (tx– t) Nhiệt lượng thu vào n-x vật lại chúng tăng từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ chung t là: Qthu = mx+1.cx+1 (t – tx+1) + …….+ mn.cn (t– tn) Ta có phương trình cân nhiệt là: Qtỏa = Qthu vào 3t2 + 2t3 = 2200 Sau giải hệ phương trình ta có: t1 = 1000C: t2 = 600C: t3 = 200C Ta thấy T4 = 30 0C < t2< t1 trộn nước bình A bình B với Mà phải trộn nước bình B với bình C Gọi x số ca nước lấy bình B y số ca nước lấy bình C ( x,y ∈N*) ta nước T4 = 30 0C Do ta có: T4 = ⇔ T4 = ⇔ xc.m.t + yc.m.t c.m.( xt + yt ) = xc.m + yc.m c.m.( x + y ) xt + yt x+ y 60 x + 20 y =30 x+ y ⇔ 30x + 30y = 60x + 20y ⇔ 30x = 10y ⇔ 3x = y ⇔ x = y x Vậy cần lấy nước bình B bình C để trộn với theo tỷ lệ y = hỗn hợp nước có nhiệt độ là: T4 = 30 0C c Bài tập vận dụng Bài 5: Một bình nhiệt lượng kế đồng khối lượng 128g chứa 240g nước nhiệt độ 8,4 0C Người ta thả vào bình miếng kim loại khối lượng 192g nung nóng tới 100 0C Nhiệt độ bắt đầu có cân nhiệt 21,5 0C Xác định nhiệt dung riêng kim loại? Cho biết nhiệt dung riêng đồng 380 J/kg.k; nước 4200 J/kg.k Đáp số: c = 918 J/kg.k Bài 6: Hai bình giống nhau, chứa hai lượng nước Bình thứ có nhiệt độ t1, bình thứ hai có nhiệt độ t2 = t1.Sau trộn lẫn với nhau, nhiệt độ sau cân 25 0C Tìm nhiệt độ ban đầu bình? Đáp số: t1 = 20 0C t2 = 30 0C Bài 7: Một bình cách nhiệt ngăn làm hai phần vách ngăn cách nhiệt Hai phần chứa hai chất lỏng có nhiệt dung riêng C C2 với nhiệt độ ban đầu t1, t2 Bỏ vách ngăn hai chất lỏng khơng có tác dụng hóa học với có nhiệt độ cân t Tìm tỉ số m1/m2 ? Biết (t1-t) = m1 (t1-t2) C2 Đáp số: m = C 6.1.3.2 Dạng 2: Bài tập trao đổi nhiệt có thay đổi trạng thái a Phương pháp - Xác định vật tham gia trao đổi nhiệt - Xác định trạng thái vật, biện luận để tìm nhiệt độ chung hệ - Viết phương trình cân nhiệt - Giải phương trình biện luận kết b Bài tập minh họa Bài 1: Trong bình có chứa m1= 2kg nước t1= 25 0C Người ta thả vào bình m2 kg nước đá t2= -20 0C Hãy xác định nhiệt độ chung, khối lượng nước khối lượng nước đácó bình có cân nhiệt trường hợp sau đây? a m2= kg b c m2= 0,2 kg d m2= 6kg Cho biết: nhiệt dung riêng nước đá 2100 J/kg.K; nước 4200 J/kg.K; nhiệt nóng chảy nước đá là: λ = 340000 J/kg Lời Giải a, - Nếu nước hạ từ 25 0C đến 0C toa nhiệt lượng là: Q1 = m1.c1.(t1- t0) = 2.4200.(25 - 0) ⇔ Q1 = 210000 (J) - Nhiệt lượng cung cấp để m2 kg nước đá tăng từ -200C đến 00C Q2 = m2.c2.(t0- t2) = 1.2100.[0 – (-20)] ⇔ Q2 = 42000 (J) Ta thấy Q1 > Q2 nước đá bị nóng chảy - Nhiệt lượng cần cung cấp để nước đá nóng chảy hồn tòan: Q3 = m2 λ = 1.340000 = 340000 (J) Q1 < Q2 + Q3 có phần nước đá bị nóng chảy nhiệt độ cân hệ t0= 0C - Gọi m khối lượng nước đá nóng chảy có phương trình cân nhiệt Q1 = Q2 + Q hay 210000 = 42000 + m’ λ ( λ =340000) ⇒ m’ = (210000 - 42000):340000 = 0,494(kg) Vậy sau cân nhiệt, khối lượng nước đá có bình là: m3 = – 0,494 ⇒ m3 = 0,506 (kg) Khối lượng nước bình là: + 0,494 = 2,494 (kg) b, - Nhiệt lượng để m2 kg tăng từ -20 0C đến 0C là: Q2 = m2.c2.(t0- t2) = 0,2.2100 [0 - (20) ] = 8400 (J) - Nhiệt lượng để nước đá nóng chảy hồn tồn là: Q3 = m2 λ = 0,2.340000 = 68000 (J) Ta thấy Q1 > Q2 + Q3 nước đá nóng chảy hết nhiệt độ hệ sau cân là: t 0C > 0C - áp dụng phương trình cân nhiệt Q1 = Q2 + Q3 + Q4 ⇔ 21000 = 42000 + 68000 + m2.c2.(t- t0) (với t0 = 0C) Thay số ta được: t = 210000 − 42000 − 68000 = 14,46 0C 0,2.4200 c, - Nhiệt lượng cung cấp để m2 = kg nước đá tăng từ -20 0C đến 0C là: Q2 = m2.c2.(t0- t2) = 6.2100 [0 - (20) ] = 252000 (J) - Ta thấy Q1 < Q2 nước bị đông đặc - Nhiệt lượng nước bị đông đặc tỏa là: Q3 = m1 λ = 1.340000 = 340000 (J) Ta thấy Q1 + Q3 > Q2 nước bị đông đặc phần - áp dụng phương trình cân nhiệ ta có: Q1 + Q = Q2 hay 210000 + m λ = 252000 ⇒ m= 252000 − 210000 = 0,1235 (kg) 340000 Vậy khối lượng nước sau cân là: m3 = 0,8765 (kg) Khối lượng nước đá 6,1235 (kg) Bài 2: Một bình đồng, khối lượng 800g chứa kg nước nhiệt độ 40 0C, người ta thả vào cục nước đá nhiệt độ –10 0C Khi cócân nhiệt, ta thấy sót lại 150g nước đá chưa tan Xác định khối lượng ban đầu nước đá? Cho biết nhiệt dung riêng đồng 400 J/kg.k nước 4200 J/kg.K nước đá 2100 J/kg.K Lời Giải - Khi có cân nhiệt, lượng nước đá sót lại 150g, nhiệt độ hệ sau cân 00C - Nhiệt lượng bình nước tỏa là: Q1 = (m1.c1 + m2.c2).(t1-t) = (0,8.400 + 1.4200).(40 - 0) ⇒ Q1 = 180800 (J) - Nhiệt lượng nước đá thu vào: + Để tăng từ -100C đến 00C Q2 = m3.c3 (t-t2) = 21300 m3 + Để phần tan thành nước Q3 = (m3 – 0,15).340000 - áp dụng phương trình cân nhiệt ta có: Q1 = Q2 + Q3 hay 180800 = 21000.m3 + (m3 – 0,15).340000 ⇒ m3 = 0,624 (kg) Bài 3: Trong bình đồng khối lượng 0,6 kg có chứa 4kg nước đá -150C, người ta dẫn vào 1kg nước 100 0C Xác định nhiệt độ chung khối lượng nước có bình có cân nhiệt Cho biết nhiệt dung riêng đồng 400 J/kg.K nước đá 2100 J/kg.K; nhiệt nóng chảy nước λ = 340000 J/kg; Nhiệt hóa nước L = 2,3.106 J/kg Lời Giải - Nhiệt lượng mà bình đồng nước đá thu vào để tăng từ -15 0C đến 00C là: Q1 = (m1.c1 + m2.c2).(t0-t1) = (0,6.400 + 4.2100).[0 – (-15)] Q1 = 129600 (J) - Nhiệt lượng nước đá nóng chảy hồn tồn thu vào là: Q2 = m2 λ = 4.340000 = 1360000 (J) - Nhiệt lượng mà nước ngưng tụ tỏa là: Q3 = m3.L = 2,3.106 = 2300000 (J) Ta thấy Q1 + Q2 < Q3 Do nước đá nóng chảy hoàn toàn nhiệt độ hệ sau cân 1000C > t > 00C - áp dụng phương trình cân nhiệt ta có: Q1 + Q2 + Q4 = Q3 + Q’3 Hay 129600 + 1360000 + (m1.c1 + m2.c3).t = 2300000 + m3.c3(100 - t) ⇒ 129600 + 1360000 + (0,6.400 + 4.4200).t = 2300000 + 1.4200(100 - t) ⇒ t=580C Vậy nhiệt độ sau cân t = 580C Bài 4: Trong bình dạy kín có cục nước đá khối lượng m = 0,1kg mặt nước Trong cục nước đá có viên chì khối lượng m=5g Hỏi phải tốn nhiệt lượng để viên chì bắt dầu chìm xuống nước? Cho khối lượng riêng chì 11,2 g/cm 3; nước g/cm3 ; nước đá 0,9 g/cm3; nhiệt nóng chảy nước đá 3,4.10 J/kg (Trong tan viên chì ln nằm cục nước đá) Lời Giải - Cục nước đá bắt đầu chìm xuống khối lượng riêng hỗn hợp chì đá khối lượng riêng nước - Gọi m1 khối lượng nước đá lại, nước đá bắt đầu chìm ta có m + m1 = Dn V Dh = Dn hay m m Ta có: m + m1 = Dn ( D + D ) chi da m m mà V = D + D chi da hay + m1 = 1.( m + 1) 11,3 0,9 ⇒ m1 = 41 (g) Vậy khối lượng nước đá tan là: 100 – 41 = 59 (g) Cần cung cấp nhiệt lượng là: Q = m2 λ = 0,059.340000 = 20060 (J) c Bài tập vận dụng Bài 1: Rót m1 = 0,4 kg nước nhiệt độ t 1= 400C vào bình đồng khối lượng m3 = 1,5 kg m = 10 kg nước đá t 2= -200C Tính nhiệt độ khối lượng nước đá có bình có cân nhiệt Biết nhiệt dung riêng nước đá, bình c = 4200 J/kg.K; c2 = 2100 J/kg.K; c3 = 380 J/kg.K; Nhiệt nóng chảy nước đá là: 340000 J/kg.k Đáp số: Nhiệt độ hệ : t = -10,180C Khối lượng nước đá 10,4 kg Bài 2: Thả 1,6kg nước đá -100C vào nhiệt lượng kế đựng 1,6kg nước 800C; bình nhiệt lượng kế đồng có khối lượng 200g có nhiệt dung riêng c = 380 J/kg.K a Nước đá có tan hết khơng? b.Tính nhiệt độ cuối nhiệt lượng kế Cho biết nhiệt dung riêng nước đá cđ = 2100 J/kg.K nhiệt nóng chảy nước đá λ =336.103J/kg Đáp số: a Nước đá không tan hết b 00C Bài 3: Thả cục nước đá lạnh có khối lượng m = 900g vào m2 =1,5 kg nước nhiệt độ t = 60C có cân nhiệt, lượng nước lại 1,47 kg xác định nhiệt độ ban đầu cục nước đá? Cho biết nhiệt dung riêng cựa nước đá c1 = 2100 J/kg.K, nước c = 4200J/kg.K, nhiệt nóng chảy nước đá λ = 3,4.105 J/kg Đáp số: Nhiệt độ ban đầu nước đá t1 = - 25,40C 6.1.3.3.Dạng 3: Bài tập có nhiều q trình trao đổi nhiệt: a.Phương pháp: - Xác định vật tham gia trình trao đổi nhiệt - Viết phương trình cân nhiệt cho trình - Giải hệ phương trình tìm kết b Bài tâp minh họa Bài 1: Có hai bình cách nhiệt: bình thứ chứa m = kg nước t1 = 400C, bình hai chứa m2 = 1kg t2 = 200C Nếu chút từ bình 1sang bình lượng m kg nước, để bình nhiệt độ ổn định lại trút từ bình sang bình lượng m kg nước , nhiệt độ cân bình lúc t 1, = 380C Tính lượng mkg nước trút nhiệt độ cân t2, bình 2? Lời giải: - Khi trút m kg nước từ bình sang bình thì: + Nhiệt lượng m kg nước tỏa là: Qtỏa = m.c.(t1 – t2,) + Nhiệt lượng bình thu vào là: Qthu = m2 c ( t2, - t2) + áp dụng phương trình cân nhiệt ta có: m.c.(t1 – t2,) = m2 c ( t2, - t2) m.(t1 – t2,) = m2.( t2, - t2) hay (1) - Khi trút m kg nước từ bình sang bình : + Nhiệt lượng m kg nước thu vào là: Qthu = m.c.(t1, - t2,) + Nhiệt lượng m kg nước tỏa là: Qtỏa = c.(m1 –m ) (t1 – t1,) + áp dụng phương trình cân nhiệt lần ta có: c.(m1 –m ) (t1 – t1,) = mc.(t1, - t2,) (m1 –m ).(t1 – t1,) = m.(t1, - t2,) hay (2) - Từ (1) (2) ta có: m1 (t1 − t1, ) + m2 t t = m2 , thay số vào ta có: t2, =240C thay t2, =240C giá trị tương ứng khác vào phương trình (1) để tìm m ta : m = 0,25kg Bài 2: Có hai bình cách nhiệt đựng chất lỏng Một học sinh múc ca chất lỏng bình trút vào bình ghi nhiệt độ lại cân nhiệt bình sau lần trút: 10 0C ; 17,50C; bỏ sót lần khơng ghi ; 250C Hãy tính nhiệt độ có cân nhiệt lần bị bỏ sót khơng ghi nhiệt độ chất lỏng bình 1? Coi nhiệt độ khối lượng ca chất lỏng lấy từ bình Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường Lời giải: - Nhiệt độ bình tăng dần chứng tỏ t > t2(nhiệt độ bình cao nhiệt độ bình 2) - Sau lần trút thứ hai ta có phương trình cân nhiệt là: m2 c.(17,5-10) = m.c.(t1 -17,5) (m2 khối lượng nước bình sau lần trút thứ nhất) suy ra: m2(17,5-10) = m(t1 -17,5) (1) - Sau lần trút thứ ba ta có phương trình cân nhiệt là: m2 c.(t – 17,5) + m.c.(t-17,5) = m.c.(t1-t) suy ra: m.(t1 – 2t +17,5) = m2 (t-17,5) (2) - Sau lần trút thứ tư ta có phương trình cân nhiệt là: m2 c.(25-t) +2 m.c.(25-t) = m.c.(t1-25) suy ra: m.(t1 +2t -75) = m2 (25-t) (3) - Từ (1) (3) ta có: m2 = m(2t1 − 57,5) 7,5 - Thay m2 vào biểu thức (1) ta được: (4) t1 = 400C - Thay biểu thức (4) t1 vào biểu thức (1) ta được: t= 22 0C Vậy nhiệt độ lần bỏ sót 220C Bài 3: Có hai bình cách nhiệt bình chứa chất lỏng khác Nhiệt độ chúng lần lươt t = 200C , t2 = 600C Nếu đổ nửa lượng chất lỏng từ bình sang bình nhiệt độ bình sau có cân nhiệt t 2, =300C bỏ qua hao phí nhiệt với mơi trường a Nếu đổ nửa lượng chất lỏng từ bình sang bình nhiệt độ bình sau có cân nhiệt bao nhiêu? b Nếu trộn lẫn tồn chất lỏng hai bình với nhiệt độ chung sau có cân nhiệt bao nhiêu? Lời giải: - Khi đổ nửa lượng nước từ bình sang bình ta có phương trình cân nhiệt sau: , m2 c2 (t2-t2,) = m1 c1 (t − t1 ) thay số vào ta có: m2 c2 (60-30) = m1 c1 (30 − 20) suy ra: m1 c1 =6m2 c2 (1) a, Nếu đổ nửa chất lỏng từ bình sang bình ta có phương trình cân nhiệt sau: m2 c (t − t1, ) = m1 c1 (t1, − t1 ) - Thay t1, t2 biểu thức (1) vào biểu thức (2) ta được: (2) t1, = 23,10C b, Khi trút tồn chất lỏng bình với ta có: m2 c2 (t2 -t) = m1 c1 (t-t1) (3) - Thay t1, t2 biều thức (1)vào (3) ta : t = 25,70C c.Bài Tập vận dụng Bài 1: Một nhiệt lượng kế ban đầu chưa đựng Đổ vào nhiệt lượng kế ca nước nóng thấy nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm 50C Sau đổ thêm ca nước nóng thấy nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng 30C.Hỏi lúc đổ ca nước nóng nói nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm độ nữa? Nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm 12,50C Đáp số: Bài 2: 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 số nhiệt kế 400C; 80; 390C ; 9,50C Hỏi đến lần nhúng nhiệt kế bao nhiêu? Nhiệt kế 380C Đáp số: Bài 3: Có hai bình cách nhiệt Bình chứa m1 = kg nước nhiệt độ t1 = 200C; bình chứa m2 = kg nước t2 = 400C Người ta trút lượng nước m từ bình sang bình Sau nhiệt độ hai bình ổn định, người ta lại trút lượng nước m từ bình sang bình Nhiệt độ hai bình cân t 2, = 380C Hãy tính lượng nước m trút lần nhiệt độ ổn định t1, bình 1? Đáp số: m = 1kg t1, = 240C 6.2 Khả áp dụng sáng kiến: Trong thời gian giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi thân thấy muốn học sinh đạt kết cao, giáo viên cần ln ln có ý thức trau dồi chun mơn cách thường xuyên, đặn Người giáo viên phải nhìn kiến thức cách tổng quát, xác Từ đưa dạng tương ứng với mảng kiến thức Vật lí học với phương pháp giải dạng tập Học sinh định hướng giáo viên giúp em có kỹ tốt để giải tập từ đơn giản đến phức tạp cách xác, hiệu Mặc dù sáng kiến đề cập số dạng tập vận dụng sáng kiến vào thực tế thấy học sinh tiếp thu nhanh hơn, hứng thú q trình học tập Những thơng tin cần bảo mật: Khơng có Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến: - Nhà trường cần tạo điều kiện thuận lợi công tác chọn học sinh để bồi dưỡng, tạo điều kiện thuận lợi thời gian nhân lực cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi - Tổ, nhóm chun mơn cần lên kế hoạch bồi dưỡng học sinh giỏi từ đầu năm học, cuối năm học có sơ kết, tổng kết công tác bồi dưỡng học sinh giỏi - Giáo viên dạy học sinh giỏi áp dụng sáng kiến cần liên tục học tập nâng cao trình độ, rút kinh nghiệm để năm sau thực tốt năm trước - Học sinh cần yêu thích mơn, có niềm say mê nghiên cứu khoa học vật lý Đánh giá lợi ích thu áp dụng sáng kiến: 9.1 Đánh giá lợi ích thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tác giả: Học sinh u thích học tập mơn, số lượng, chất lượng giải năm sau cao năm trước Học sinh say mê học tập môn, chăm làm tập, có khả tự học Giáo viên có thêm hứng thú việc bồi dưỡng học sinh giỏi 9.2 Đánh giá lợi ích thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tổ chức, cá nhân khác: Là điển hình việc bồi dưỡng học sinh giỏi từ năm học 20142015 đến Áp dụng sáng kiến công tác bồi dưỡng học sinh giỏi nên chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi ngày nâng cao Năm học Số học sinh đội tuyển Điểm đạt Vòng huyện Vòng tỉnh 2014-2015 12 2015-2016 12 10 Danh sách tổ chức/cá nhân tham gia áp dụng thử áp dụng sáng kiến lần đầu: Phạm vi, lĩnh vực áp STT Tên tổ chức/cá nhân Địa dụng sáng kiến Hoàng Thị Hồng Trường THCS Phú Bồi dưỡng học sinh Hạnh Xuân- Bình Xuyêngiỏi Vật lí lớp 8, Khoa Vĩnh Phúc học tự nhiên lớp Nhóm giáo viên Vật Trường THCS Phú Bồi dưỡng học sinh lí trường THCS Phú Xn- Bình Xungiỏi Vật lí lớp 8, Khoa Xuân Vĩnh Phúc học tự nhiên lớp Phú Xuân, ngày tháng 10 năm 2016 Phú Xuân, ngày 10 tháng 10 năm 2016 THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ TÁC GIẢ SÁNG KIẾN Nguyễn Xuân Quỳnh Hoàng Thị Hồng Hạnh ... học Từ lí thúc nghiên cứu ứng dụng sáng kiến kinh nghiệm Một số dạng tập áp dụng phương trình cân nhiệt” Tên sáng kiến: Một số dạng tập áp dụng phương trình cân nhệt Chủ đầu tư tạo sáng kiến:... khoa, rèn kỹ giải tập khó - Với mong muốn vậy, sáng kiến kinh nghiệm “ Một số dạng tập áp dụng phương trình cân nhiệt”, tơi trình bày ý kiến ban đầu phương pháp xử lý số dạng tập nêu Nhằm giúp... (kg) 6.1.3 Một số dạng tập 6.1.3.1 .Dạng 1: Bài tập có nhiều vật tham gia trao đổi nhiệt a Phương pháp: - Xác định vật tỏa nhiệt, vật thu nhiệt - Viết phương trình cân nhiệt - Giải phương trình tìm