skkn 2019-2020 Trần Ngọc

MỤC LỤC Trang A ĐẶT VẤN ĐỀ I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ……………………………………………… … II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU…………………….……… III MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU……………………………………………… IV NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU……………………………………… … V PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………………………………… …… VI DỰ ĐOÁN NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI ……………………… B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI ………………………………….… … II THỰC TRẠNG CỦA ĐỀ TÀI …………………………………….…… III CÁC BIỆN PHÁP ĐÃ THỰC HIỆN ĐỂ GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI ……… Dạng Tính nhiệt lượng đại lượng liên quan Dạng Bài toán liên quan đến trao đổi nhiệt Dạng Hao phí nhiệt mơi trường bên ngồi Dạng Năng suất tỏa nhiệt nhiên liệu Hiệu suất động nhiệt Dạng Bài toán liên quan đến đồ thị IV MỘT SỐ BÀI TẬP THAM KHẢO …………………………………… V KẾT QUẢ CỦA VIỆC ỨNG DỤNG ĐỀ TÀI ……………… ………… VI KHẢ NĂNG ÁP DỤNG ĐỀ TÀI VII Ý NGHĨA CỦA SÁNG KIẾN ……………………………………… C KẾT LUẬN 6 13 15 17 22 23 24 24 I NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM…………………….……………… II KIẾN NGHỊ ĐỀ XUẤT…………………………………………… ….… D TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 25 26 A ĐẶT VẤN ĐỀ I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong trình phát triển, xã hội đề yêu cầu cho nghiệp đào tạo người Chính mà dạy Vật lý không ngừng bổ sung đổi để đáp ứng với đời địi hỏi xã hội Vì người giáo viên nói chung phải ln ln tìm tịi, sáng tạo, đổi phương pháp dạy học để đáp ứng với chủ trương đổi Đảng Nhà nước đặt Trong chương trình Vật lí THCS, dạng tập nhiệt học dạng bản, hay có nhiều tính thực tiễn, liên quan đến nhiều mơn khoa học, mà chương trình vật lí 6, lớp dành trọn chương Nhiệt Học để học sinh học tập nghiên cứu Tuy nhiên thời lượng tiết tập để học sinh rèn luyện cách làm q Nên giáo viên khơng có nhiều thời gian để luyện tập dạng tốn cho học sinh Bên cạnh loại sách tham khảo chưa thực cụ thể hóa dạng tập bồi dưỡng, nói cách khác chưa thực hướng dẫn cho học sinh nắm bắt dạng tập cách nhanh nhất, hiệu chưa thực đáp ứng yêu cầu Bản thân giáo viên phân công nhà trường phụ trách bồi dưỡng đội tuyển HSG Vật lí trường Qua q trình giảng dạy tơi thấy: Khi gặp tập Vật lí em thường lúng túng việc nhận dạng tìm phương pháp giải, dẫn đến nhiều thời gian giải tập đó, trình bày lời giải dài dịng khơng khoa học khơng giải Với kinh nghiệm qua nhiều năm dạy học nghiên cứu chương trình Vật lí bậc trung học sở; đúc rút đưa kinh nghiệm với tên gọi đề tài là: “Phân dạng phương pháp giải tập nhiệt học chương trình Vật lí THCS” II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Chương trình vật lí THCS hành Học sinh khá, giỏi trường THCS Phạm vi nghiên cứu Các tập phần nhiệt học chương trình vật lý THCS III MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nhằm giúp em nhận dạng tập nhiêt học, có kĩ phân tích tìm phương pháp giải số tập Vật lí dạng, biết trình bày cách giải khoa học, dễ hiểu Học sinh sau học hiểu nội dung, phương pháp giải tập Vật lí phần nhiệt học áp dụng kiến thức học vào số tình thực tế đời sống Giúp em tham dự kỳ thi học sinh giỏi cấp Trường, cấp Huyện, cấp Tỉnh thi vào Trường Chuyên, kỳ khảo sát chất lượng ngành đạt kết tốt Làm cho học sinh có hứng thú, đam mê học tập mơn Vật lí, phát triển khả trí tuệ Đặc biệt tạo hành trang cho em học tiếp chương trình THPT IV NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Nghiên cứu tình hình dạy học học vấn đề nhà trường Hệ thống hóa kiến thức phương phương giải tập nhiệt học Đưa kó cần thiết giải tập nhiệt học Tạo đam mê tìm hiểu, nghiên cứu, sáng tạo việc dạy học môn vật lý Tìm hiểu mức độ kết đạt triển khai đề tài Phân tích rút học kinh nghiệm V PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp nghiên cứu tài liệu Trong nhiều năm qua với mục đích xác định tơi tìm tịi tài liệu có liên quan đến tập nhiệt học ghi chép phân dạng tập Phương pháp điều tra, khảo sát Ban đầu điều tra khảo sát hai vấn đề Thứ học sinh tiếp cận tập nhiệt học xem em có hứng thú khơng, giải gặp khó khăn nào? Có nhiều học sinh biết giải khơng? Thứ hai giáo viên giảng dạy vấn đề nào? gặp khó khăn chổ nào? Khi dạy sử dụng tài liệu nào? Phương pháp thử nghiệm Trước thực đề tài chọn số học sinh lớp khá, giỏi làm kiểm tra với số tập Nhiệt học Phương pháp tổng kết kinh nghiệm Sau thử nghiệm tơi phân tích, đánh giá ngun nhân tồn từ tìm giải pháp khắc phục tồn Qua tổng kết đúc rút kinh nghiệm để thực đề tài VI DỰ ĐOÁN NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI Dạng tập nhiệt học nhiều sách tham khảo đưa tài liệu liên quan đến dạng tập sách tham khảo viết cách dàn trải q trình giải khơng đưa hướng dẫn phương pháp cụ thể cho dạng nên học sinh khó hiểu Trong đề tài phân dạng, với dạng cụ thể với phương án giải cách phù hợp, dễ hiểu để học sinh nắm bắt cách đơn giản Do đề tài thiết thực, giáo viên học sinh B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI: Nhiệt năng, nhiệt lượng: Các chất cấu tạo từ phân tử, phân tử có khoảng cách có lực liên kết phân tử phân tử Các phân tử lại chuyển động nhiệt hỗn loạn khơng ngừng phân tử có động Tổng động phân tử phân tử tất phân tử vật gọi nội vật Nội vật thay đổi cách thực công truyền nhiệt (Gồm dẫn nhiệt, đối lưu xạ nhiệt) Độ biến thiên nội vật truyền nhiệt gọi nhiệt lượng Đơn vị nội nhiệt lượng Jun (J) Khi cấp nhiệt lượng cho vật nhiệt độ tăng, xảy chuyển thể (nóng chảy, hóa hơi) Khi làm cho vật tỏa nhiệt nhiệt độ giảm, chuyển thể (đơng đặc, ngưng tụ) Nhiệt lượng nhiệt độ vật thay đổi tính theo cơng thức: Qthu = mc(t2 - t1) Qtỏa = mc(t1 - t2) Nhiệt lượng vật chuyển thể: Q = m. Q = m.L Nhiệt lượng tỏa nhiên liệu đốt cháy: Q = m.q Trong đó: Khối lượng: m (kg) Nhiệt dung riêng: c (J/kg.K) Nhiệt độ đầu: t1 (oC) Nhiệt độ cuối: t2 (oC) Nhiệt nóng chảy:  (J/kg) Nhiệt hóa hơi: L (J/kg) Năng suất tỏa nhiệt nhiên liệu: q (J/kg) Nguyên lý truyền nhiệt: Nhiệt lượng truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp Sự truyền nhiệt xảy nhiệt độ vật ngừng lại Nhiệt lượng tỏa nhiệt lượng thu vào, tức có phương trình cân nhiệt: Qtỏa = Qthu Từ nội dung lý thuyết ta phân dạng tập sau để học sinh dễ tiếp cận: Dạng Tính nhiệt lượng đại lượng liên quan Dạng Bài toán liên quan đến trao đổi nhiệt Dạng Hao phí nhiệt mơi trường bên Dạng Năng suất tỏa nhiệt nhiên liệu Hiệu suất động nhiệt Dạng Bài toán liên quan đến đồ thị II THỰC TRẠNG CỦA ĐỀ TÀI: Qua giảng dạy đúc rút kinh nghiệm nhiều năm dạy học, việc học sinh tiếp thu kiến thức vận dụng kiến thức phần nhiệt học cịn nhiều hạn chế, kết học tập chưa cao Sự nhận thức ứng dụng thực tế vận dụng vào việc giải tập Vật lý chưa tốt Đặc biệt phần nhiệt học yếu Đây thực trạng chung học sinh bậc THCS nói chung phần nhiệt em bước đầu học tập chưa có nhiều kiến thức lý thuyết, lúc phần tập cao cần địi hỏi nhiều kiến thức làm tập khó em thường khó định hướng tìm phương pháp giải Bên cạnh đó, số học sinh đội tuyển HSG kiến thức em dạng tốn nhiệt học cách định hướng giải cịn chưa biết Bản thân tơi gặp khơng khó khăn việc lựa chọn tài liệu giảng dạy phần nhiệt học Các tài liệu chưa phân rõ dạng tập Kinh nghiệm truyền thụ kiến thức cho học sinh cịn thiếu thốn Chính tơi ln tìm tịi nghiên cứu tài liệu, phân dạng tốn để học sinh dễ dàng nhận dạng toán từ có hướng giải vấn đề nhanh nhất, nâng cao chất lượng hiệu giảng dạy xây dựng đề tài III CÁC BIỆN PHÁP ĐÃ THỰC HIỆN ĐỂ GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI: Trong trình nghiên cứu, giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi phần nhiệt học chia số dạng tập phương pháp giải dạng tập sau: Dạng 1: Tính nhiệt lượng đại lượng liên quan - Nhiệt lượng vật thu vào để nóng lên: Q = mc∆t = mc (t2 - t1 ) (Với t2 > t1 nên ∆t gọi độ tăng nhiệt độ vật thu nhiệt) - Nhiệt lượng tỏa để vật lạnh đi: Q = mc∆t = mc (t1 – t2 ) (Với t1 > t2 nên ∆t gọi độ giảm nhiệt độ vật tỏa nhiệt) Bài tập Một bếp dầu đun sôi 1,25 kg nước đựng ấm nhơm khối lượng 0,4 kg sau thời gian t1 = 12 phút nước sôi Nếu dùng bếp để đun sôi 2,5kg nước điều kiện hết thời gian bao nhiêu? Cho biết nhiệt dung riêng nước nhôm c1=4200J/kg.K: c2=880J/kg.K Biết nhiệt bếp cung cấp cách đặn Giải Gọi Q1 Q2 nhiệt lượng cần cung cấp cho nước ấm nhôm hai lần đun: m1,m2 khối lượng nước lần đun đầu va lần đun sau, m khối lượng ấm nhôm Nhiệt lượng phải cung cấp cho lần là: Q1 = (m1c1 + m3c2) ∆t Q2 = (m2c1 + m3c2) ∆t Do nhiệt tỏa cách đặn, thời gian đun lâu nhiệt tỏa lớn Nghĩa nhiệt lượng cung cấp tỉ lệ thuận với thời gian nên: Q = kt ( với k số , t thời gian) Áp dụng cho hai lần đun ta có : Q1 = kt1 Q2 = kt2 Từ Q1 Q2 ta có: m c  m3c2 m c  m3c2 Q2 t2 t 2,5.4200  0, 4.880  �  � t2  t1  12  23, 246 phút Q1 t1 t1 m1c1  m3c2 m1c1  m3c2 1, 25.4200  0, 4.880 Bài tập Tính nhiệt dung riêng miếng kim loại A, biết phải cung cấp cho 5kg kim loại 200C nhiệt lượng 57 kJ để nóng lên đến 50 0C, kim loại tên gì? Cho biết nhiệt dung riêng số kim loại sau Nhôm 880J/Kg.K; Thép 460J/kg.K; Đồng 380J/Kg.k ; Chì 130J/kg.K Giải Đổi 57 kJ = 57000J Gọi c nhiệt dung riêng miếng kim loại A Nhiệt lượng thu vào miếng kim loại A để nhiệt độ tăng từ t =200C đến nhiệt độ 500C là: Q 57.1000 �c    380 J / kg.K m ( t  t ) 5(50  20) Q = mc(t – t ) Vậy kim loại Đồng Bài tập Có bếp dầu A ấm nước B, C làm nhôm chứa nước nhiệt độ Biết khối lượng ấm m = 0,5 kg, nước ấm B C m 2m1 Nếu dùng bếp A để đun ấm nước B sau thời gian t =12 ph nước sôi Nếu dùng bếp A để đun ấm nước C sau thời gian t = 20 phút nước sôi Cho nhiệt bếp cung cấp cách đặn việc hao phí mơi trường khơng đáng kể cho nhiệt dung riêng ấm nhôm nước c = 880J/kg.K; c 1= 4200J/kg.K Xác định giá trị m1? Giải Gọi Q1 Q2 nhiệt lượng cần cung cấp bếp A cho ấm nước B C Nhiệt lượng phải cung cấp cho bếp là: Q1 = (m1c1 + mc) ∆t Q2 = (2m1c1 + mc) ∆t Do nhiệt tỏa cách đặn, thời gian đun lâu nhiệt tỏa lớn Nghĩa nhiệt lượng cung cấp tỉ lệ thuận với thời gian nên: Q = kt ( với k số, t thời gian) Áp dụng cho hai ấm ta có : Từ Q1 Q2 ta có Q1 = kt1 Q2 = kt2 Q2 t2 t 2m c  m c 20 2m1 4200  0,5 880  � 2 11 �  � m1  0, 21kg Q1 t1 t1 m1c1  m c 12 m1 4200  0,5.880 Dạng 2: Bài toán liên quan đến trao đổi nhiệt Trong dạng tập ta cần phân hai loại khác để học sinh dễ tiếp cận giải 2.1 Loại 1: Trao đổi nhiệt chưa dẫn đến chuyển thể Phương pháp: Dựa vài phương trình cân nhiệt: Qtỏa = Qthu - Nếu hỗn hợp có hai chất: chất có m1, c1, nhiệt độ ban đầu t1 chất có m2, c2, nhiệt độ ban đầu t2 Khi cân nhiệt, nhiệt độ hỗn hợp t m c t  m2 c2t �t  11 m1c1  m2 c2 Ta có: m c (t – t) = m c (t –t ) 1 2 - Nếu hỗn hợp gồm nhiều chất thì: ∑Qtỏa = ∑ Qthu Từ hai chất ta khái quát cho n chất sau: m c t  m2 t2 c2  m3 c3 t3   mntn cn t 1 m1.c1  m2 c2  m3 c3   mn cn Lưu ý Khi trộn hai chất có nhiệt độ t 1< t2 hỗn hợp có nhiệt độ t ln ln thõa mãn điều kiện sau: t1< t < t2 Bài tập Một bình cách nhiệt chứa 500g nước 200C Người ta đổ cốc nước sơi 1000C có khối lượng 50g vào bình ghi lại nhiệt độ cân nhiệt Nhiệt độ cân sau lần đổ cốc 270C Tính nhiệt độ cân sau lần đổ cốc thứ ba Giải: Sau lần đổ cốc đầu tiên, khối lượng nước có bình m = 500 + 50 = 550g, nhiệt độ t1 = 270C Gọi t2 nhiệt độ cân nhiệt sau lần đổ cốc thứ hai Ta có phương trình cân nhiệt: m1c(t2 - t1) = m2c(100 - t2)  m1(t2 - t1) = m2(100 - t2)  m1t2 - m1t1 = 100m2 - m2t2  t2(m1 + m2) = 100m2 + m1t1  t2 = \f(100m2+m1t1,m1+m2 Thay số với m1 = 550g = 0,55kg; m2 = 50g = 0,05kg; t1 = 270C Ta có: t2 = \f(397,12 C Gọi t3 nhiệt độ cân nhiệt sau lần đổ cốc thứ ba Ta có phương trình cân nhiệt: m3c(t3 - t2) = m2c(100 - t3)  m3(t3 - t2) = m2(100 - t3)  m3t3 - m3t2 = 100m2 - m2t3  t3(m3 + m2) = 100m2 + m3t2  t3 = \f(100m2+m3t2,m3+m2 Thay số với m3 = m2 + 50 = 600g = 0,6kg; m2 = 50g = 0,05kg; t2 = \f(397,12 0C Ta có: t3 ≈ 38,2 0C Ghi chú: Ở tập trên, giáo viên cần ý cho học sinh khối lượng nước bình tăng lên thêm m2 sau lần đổ Từ tốn đó, ta có tốn sau: Bài tập Một khối sắt có khối lượng m nhiệt độ 150 0C thả vào bình nước nhiệt độ nước tăng từ 200C lên 600C Sau thả tiếp khối sắt thứ hai có khối lượng \f(m,2 nhiệt độ 1000C nhiệt độ cuối nước bao nhiêu? Coi có trao đổi nhiệt khối sắt nước Giải: Gọi khối lượng nước bình M Khi thả khối sắt có khối lượng m nhiệt độ 1500C vào bình nhiệt độ tăng từ 200C lên 600C nên ta có phương trình cân nhiệt: Mc1(60 - 20) = mc2(150 - 60)  40Mc1 = 90mc2  Mc1 = \f(9,4 mc2 (1) Gọi t nhiệt độ cân thả tiếp khối sắt thứ hai có khối lượng \f(m,2 nhiệt độ 1000C vào bình có M nước m sắt nhiệt độ 60 0C Khi phương trình cân nhiệt là: Mc1(t - 60) + mc2(t - 60) = \f(m,2c2(100 - t)  2Mc1t - 120Mc1 + 2mc2t - 120mc2 = 100mc2 - mc2t  (2Mc1 + 2mc2 + mc2)t = 100mc2 + 120Mc1 + 120mc2  t = \f(220mc2+120Mc1,2Mc1+3mc2 (2) Thay (1) vào (2) ta có: t = \f(9,4\f(9,4\f(220mc2+120.mc2,2.mc2+3mc2 = \f(15,2\f(490mc2,mc2 ≈ 650C Bài tập Có hai bình cách nhiệt Bình I chứa m = 2kg nước t1 = 200C, bình II chứa m2 = 4kg nước t2 = 600C Người ta rót lượng nước từ bình I sang bình II, sau cân nhiệt, người ta lại rót lượng nước từ bình II sang bình I Nhiệt độ cân bình I lúc t1’ = 21,950C Bỏ qua mát nhiệt a) Tìm lượng nước m lần rót nhiệt độ cân bình II b) Cứ thực nhiều lần rót nhiệt độ bình bao nhiêu? Giải: a) Sau rót lượng nước m từ bình I sang bình II Gọi nhiệt độ cân bình II t 2’ Phương trình cân nhiệt bình II lúc là: mc(t2’ - t1) = m2c(t2 - t2’)  m(t2’ - t1) = m2(t2 - t2’) (1) Lúc lượng nước bình I là: m1 - m Khi rót lượng nước m từ bình II sang bình I Phương trình cân nhiệt bình I lúc là: mc(t2’ - t1’) = (m1 - m)c(t2’ - t1)  m(t2’ - t1’) = (m1 - m)(t2’ - t1) (2) Từ (1) (2) ta có hệ: Thay số ta có t2’ = 590C; m = 0,1kg = 100g b) Cứ thực nhiều lần rót nhiệt độ hai bình cân Gọi nhiệt độ t Khi ta có phương trình cân nhiệt: m1c(t - t1) = m2c(t2 - t)  m1(t - t1) = m2(t2 - t)  t = \f(m1t1+m2t2,m1+m2 Thay số ta có t = 46,70C Bài tập ( Đề thi vào THPT chuyên Nguyễn Du – Đắc Lắc.) Có hai bình cách nhiệt bình thứ chứa m = 3kg nước nhiệt độ t1 = 900c, bình thứ hai chứa m2 = 2kg nước nhiệt độ t2 = 300c Nếu đổ m (kg) nước từ bình thứ sang bình sang bình thứ hai để bình hai có nhiệt độ cân ∆t Rồi lại đổ m(kg) nước từ bình hai sang bình nhiệt độ cân bình lúc ∆t1 = 800C Tính ∆t2 m ? Giải - Lần đổ m kg từ bình sang bình hai Nhiệt lượng m kg nước tỏa hạ nhiệt độ từ t1 xuống ∆t2 Q1 = mc( t1 - ∆t2) Nhiệt lượng m2 kg nước bình hai hấp thụ để tăng từ nhiệt độ t2 lên ∆t2 Q2 = m2c(∆t2- t2) Theo nguyên lí cân nhiệt ta có: t  t � m  m2 2 (1) t1  t2 mc( t - ∆t ) = m2c(∆t - t ) 2 - Lần đổ m kg từ bình hai sang bình Nhiệt lượng (m1 –m)kg nước cịn lại bình tỏa nhiệt để hạ từ t1 xuống ∆t1 Q3 = (m1 –m)c.(t1 - ∆t1) Nhiệt lượng m kg nước nhiệt độ ∆t2 hấp thụ vào để tăng lên nhiệt độ ∆t1 Q4 = mc(∆t1- ∆t2 ) Theo nguyên lý cân nhiệt � m  m1 t1  t1 (2) t1  t2 (m1 –m)c.(t1 - ∆t1) = mc(∆t1- ∆t2 ) t  t t  t1 m2 2  m1 � 2(t2  30)  3(90  80) � t2  450 t1  t2 t1  t2 Từ (1) (2) ta có: Thay ∆t2 = 450 vào (1) ta có m  45  30  kg 90  45 2.2 Loại 2: Trao đổi nhiệt có chuyển thể chất - Sự chuyển chất từ thể rắn sang thể lỏng gọi nóng chảy, ngược lại gọi đơng đặc - Sự chuyển chất từ thể lỏng sang thể gọi hóa hơi, ngược lại gọi sụ ngưng tụ Sự hóa mặt thống gọi bay - Nhiệt lượng thu vaofg nóng chảy tỏa đông đặc: Q = m  Trong : Q nhiệt lương tỏa hay thu vào, đơn vị J  nhiệt nóng chảy( nhiệt lượng cần thiết cho 1kg chất chuyển từ thể rắn sang thể lỏng, đơn vị J/kg) - Nhiệt lượng tỏa ngưng tụ thu vào bay hơi: Q = m L Trong đó: Q nhiệt lương tỏa hay thu vào, đơn vị J L nhiệt hóa hơi( nhiệt lượng cần thiết cho 1kg chất chuyển từ thể lỏng sang thể hơi, đơn vị J/kg) Trong dạng tập ta cần phân hai loại khác loại chuyển thể xẩy hoàn toàn loại chuyển thể xẩy khơng hồn tồn 2.2.1 Sự chuyển thể xẩy hoàn toàn Bài tập Người ta dẫn m1 = 100g nước nhiệt độ t1 = 1000C vào bình chứa m2 = 1,5kg nước nhiệt độ t = 100C Hỏi sau cân nhiệt nhiệt độ bình bao nhiêu? Bỏ qua trao đổi nhiệt với vỏ bình mơi trường, nhiệt hóa nước 1000C L = 2,3.106 J/kg, nhiệt dung riêng nước c = 4200J/kg.K Giải: Gọi nhiệt độ cuối bình t Nhiệt lượng nước thu vào nhận nước là: Qthu = m2c(t - t2) Nhiệt lượng nước tỏa ngưng tụ 1000C là: Qtỏa1 = m1.L Nhiệt lượng nước ngưng tụ tỏa hạ nhiệt độ từ 1000C xuống t là: Qtỏa2 = m1c(t1 - t) Sử dụng phương trình cân nhiệt ta có: Qthu = Qtỏa1 + Qtỏa2  m2c(t - t2) = m1.L + m1c(t1 - t)  t = \f(m1L+m1ct1+m2ct2,m1c+m2c Thay số ta t = 49,850C Bài tập Người ta đổ m1 kg nước nhiệt độ t1 = 600c vào m2 kg nước đá nhiệt độ t2 = -50C Khi cân nhiệt lượng nước thu kg có nhiệt độ t = 25 0C Tính khối lượng nước đá nước ban đầu Cho biết nhiệt dung riêng nước nước đá c1 =4200J/kg.K c2 = 1800J/kg.K, nhiệt nóng chảy nước đá  = 34.104J/kg Giải: 10 - Nhiệt lượng thu vào để chuyển từ nước đá có nhiệt độ t = -50c thành nước đá nhiệt độ t3 = 00c Q1 = m2c=(t3 – t2) = m21800.5 = 9000m2 J - Nhiệt lượng thu vào để nước đá chuyển thành nước lạnh 00c Q2 = m2  = 34000m2 J - Nhiệt lượng thu vào để nước nóng lên từ 00c lên 250C Q3 = m2c1(t – t3) = 105000m2 J - Nhiệt lượng tỏa m1 kg nước từ nhiệt đọ 600c thành nước 250C Q tỏa = m1c1(t1 – t) = 147000m1 J Theo phương trình cần nhiệt ta có: Q tỏa = Q thu = Q1 + Q2 + Q3 Hay 147000m1 = 9000m2 + 34000m2 + 105000m2 Suy 147m1 = 454m2 (1) Mà m1 + m2 = (2) Từ (1) (2) ta có: m1 = 3,777 kg, m2 =1,223 kg Bài tập Bỏ m1 = 25g nước đá t1 = 00C vào cốc nhơm có khối lượng m = 100g chứa khối lượng nước m2 = 0,5 kg nước nhiệt độ t2 = 400C Hỏi nhiệt độ cân nhiệt cốc ? Biết nhiệt dung riêng nước nhôm c2 = 4200J/kg.K c = 880J/kg.K, nhiệt nóng chảy nước đá  = 34.104J/Kg Giải Gọi nhiệt độ cuối cốc t - Nhiệt lượng thu vào để nước đá tan thành nước 00C Q1 = m1  = 0,025  = 34.104 = 8500 (J) - Nhiệt lượng thu vào để lượng nước m1 tăng từ t1 = 00C đến nhiệt độ t Q2 = m1.c2(t – t1) = 0,025 4200.( t – 0) = 105t (J) - Nhiệt lượng cốc nhôm nước cốc nhôm tỏa Q Tỏa = (mc + m2c2)(t2 – t) = ( 0,1 880 + 0,5.4200)(40 – t) = 2188( 40 – t) (J) Theo phương trình cân nhiệt ta có: Q tỏa = Q thu = Q1 + Q2 Hay 2188( 40 – t) = 8500 + 105t Suy 2293t = 79020 suy t = 34,460C 2.2.2: Sự chuyển thể khơng hồn tồn Bài tập Một nhiệt lượng kế đồng, có khối lượng M = 200g, chứa m = 300g nước nhiệt độ t1 = 250C Bỏ vào m2 = 200g nước đá có nhiệt độ t2 = -100C Xác định nhiệt độ nhiệt lượng kế cân nhiệt Biết nhiệt nóng chảy nước đá 00C  = 335000J/kg, nhiệt dung riêng nước c = 4200J/kg.K, nước đá c = 2100J/kg.K, đồng c3 = 380J/kg.K 11 Giải: - Nhiệt lượng mà m2 = 200g = 0,2 kg nước đá cần để nóng lên từ t2 = -100C lên 00C là: Q1 = m2c2(0 - t2) = 0,2.2100.[0 - (-10)] = 4200 J - Nhiệt lượng mà m2 = 200g = 0,2 kg nước đá cần để nóng chảy hết 00C là: Q2 = m2. = 0,2.335000 = 67000 J - Nhiệt lượng mà m2 = 200g = 0,2 kg nước đá cần để tăng nhiệt độ đến 0C nóng chảy hồn tồn 00C là: Q = Q1 + Q2 = 4200 + 67000 = 71200 J Nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế nước tỏa hạ nhiệt độ từ t1 = 250C xuống 00C là: Q’ = (Mc3 + mc1).(t1 - 0) = (0,2.380 + 0,3.4200).(25 - 0) = 33400 J Ta thấy Q’ < Q Q’ > Q1 Nghĩa nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế nước tỏa thừa đủ để nước đá nóng lên đến 00C, lại không đủ để nước đá tan hết Vậy, nước đá tan phần, tức cân nhiệt thiết lập, nhiệt lượng kế lại nước đá lẫn nước Hỗn hợp nước đá nước cân 0C Vậy nhiệt độ nhiệt lượng kế cân nhiệt 00C Bài tập Bỏ m1 = 200g nước đá nhiệt độ t1 =00c vào m2 = 300g nước nhiệt độ t2 = 200C Nước đá có tan hết khơng ? khơng tính khối lượng đá cịn lại Cho biết nhiệt độ nóng chảy của nước đá  = 34.104J/Kg Và nhiệt dung riêng nước c = 4200J/kg.K Giải - Nhiệt độ nước tỏa hạ từ nhiệt độ 200c xuống nhiệt độ 00C Q tỏa = Q1 = m2c(t2 – t1) = 0,3.4200.20 = 25200 (J) - Nhiệt lượng thu vào đá để nóng chảy hồn toàn Qthu = Q2 = m1  = 0,2.34.104 = 6800 (J) Do Qthu > Qtỏa nên nước đá không tan hết Nhiệt lượng Qtỏa làm cho phần nước đá nóng chảy Khối lượng phần nước đá nóng chảy m Q1 25200   0, 074kg  34.104 Vậy lượng nước đá chưa tan hết là: m3 = m1 – m = 0,2 – 0,074 = 0,126kg Dạng 3: Hao phí nhiệt mơi trường bên ngồi Để giải tập dạng ta cần ý đặc điểm sau - Nếu hao phí nhiệt H = 100% Qtỏa = Qthu - Nếu có hao phí bên ngồi H < 100% đó: Qthu =H Qtỏa Bài tập Một thau nhơm có khối lượng m1= 0,5kg đựng m2 = 2kg nước nhiệt độ t1 =200C Thả vào thau nước thỏi đồng có khối lượng m =200g lấy lò Nước nóng đến t =21,20C Tìm nhiệt độ bếp lị Biết nhiệt dung riêng nhôm, nước, 12 đồng c1= 880J/kg.K, c2 = 4200J/kg.K, c3 =380J/kg.K biết nhiệt tỏa môi trường 10% nhiệt lượng cung cấp cho thau nước Giải Gọi t0 C nhiệt độ bếp lò ( tức nhiệt độ ban đầu thỏi đồng vừa lấy khỏi lị) Nhiệt lượng thau nhơm thu vào để tăng từ nhiệt độ 200C lên nhiệt độ 21,20C Q1 = m1c1(t – t1) = 0,5.880.1.2 = 528 (J) Nhiệt lượng nước thu vào để tăng từ nhiệt độ 200C lên 21,20C Q1 = m2c2(t – t1) = 2.4200.1,2 = 10080(J) Nhiệt lượng đồng tỏa để hạ từ t0c đến 21,20C Q3 = m3c3(t0 - t ) = 0,2 380.(t0 – 21,2) (J) Thực tế có tỏa nhiệt mơi trường 10% Q tỏa = ( Q1 + Q2) + 0,1(Q1+ Q2) = 1,1(Q1 + Q2) Vậy ta có Q3 = 1,1(Q1 + Q2) � 0,2 380.(t0 – 21,2) = 1,1( 528 + 10080) Suy t0 = 174,74 0C Bài tập Một ấm điện nhơm có khối lượng m1= 0,5 kg chứa m2 = 2kg nước t1 = 250C Muốn đun sơi lượng nước 20 phút ấm phải có cơng suất Biết nhiệt dung riêng nước c = 4200J/kg.K, nhiệt dung riêng nhôm c1 = 880J/kg.K 30% nhiệt lượng tỏa môi trường xung quanh Giải Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ ấm nhôm từ nhiệt độ 250c tới nước sôi t = 1000C Q1 = m1c1( t – t1) = 0,5.880(100 – 25) = 33000 (J) Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ nước từ 250C lên 1000C Q2 = m2c( t – t1) = 2.4200(100 – 25) = 630000 (J) Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết( có ích) Q i = Q1 + Q2 = 663000 (J) Vì nhiệt hao phí mơi trường 30% nên hiệu suất cảu ấm H = 70% Vậy nhiệt lượng thực tế mà ấm phải cung cấp Qtp  QI 663000   974142,857( J ) H 0,7 P Qtp  789,3 t Công suất ấm W Dạng 4: Năng suất tỏa nhiệt nhiên liệu hiệu suất động nhiệt - Nhiên liệu thường gọi chất đốt chất sau: than , củi, xăng, dầu,…những chất cháy cho ta nhiệt lượng để sử dụng đơpì sống kỷ thuật - Đại lượng vật lí cho biết nhiệt lượng vật lí cho biết nhiệt lượng tỏa 1kg nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn gọi suất tỏa nhiệt nhiên liệu 13 - Nhiệt lượng tỏa nhiên liệu bị đốt cháy: Q = m.q Trong Q nhiệt lượng tỏa (J) q suất tỏa nhiệt nhiên liệu (J/kg) m khối lượng nhiên liệu bị đốt cháy hoàn tồn - Động nhiệt động phần lượng nhiên liệu bị đốt cháy chuyển hóa thành H Qi A  Qtp Qtp - Hiệu suất động nhiệt: Trong đó: Qi = A phần nhiệt có ích chuyển thành cơng có ích (J) Qtp nhiệt lượng tỏa đốt cháy nhiên liệu (J) H hiệu suất động Bài tập Một bếp ga dùng khí đốt có hiệu suất H = 60% a) Tính nhiệt lượng Q bếp tỏa đốt cháy hồn tồn 2kg khí đốt cho suất tỏa nhiệt khí đốt 44.106 (J/kg) b) Dùng bếp đun sơi lít nước 260C cho khối lượng riêng nhiệt dung riêng nước D = 1g/cm3 c = 2,2 J/g.k Giải 3 Đổi D = 1g/cm = 1000 kg/m , c = 4,2 J/g.k = 4200 J/kg.k a) Nhiệt lượng có ích tỏa đốt cháy hồn tồn kg chất đốt Q = m.q = 2.44.106 = 88.106 J b) Gọi m khối lượng nước đun đốt cháy hoàn toàn kg chất đốt - Nhiệt lượng cần thiết thu vào để đun sôi khối lượng m nước nhiệt độ t1 = 260C Q1 = mc (t2 – t1) = m.4200.( 100 - 26) = 310800m (J) - Vì hiệu suất bếp 60% nên nhiệt lượng mà 2kg chất đốt tỏa là: Q = Qtp.H = 88.106.0,6 = 528.105 (J) Theo phương trình cân nhiệt: Q tỏa – ích = Q thu Suy ra: 528.105 = 310800m � m = 170 kg V m 170   0,17m3  170 lít D 1000 Vậy thể tích nước đun là: Bài tập Để có nước sơi nhà thám hiểm phải đun nóng chảy 1kg băng có nhiệt độ ban đầu t1 = -100C dùng 4kg củi khơ a) Hãy tính hiệu suất bếp biết suất tỏa nhiệt củi khô q = 107 J/kg, nhiệt dung riêng băng 1800J/kg.k, nước 4200J/kg.K, nhiệt nóng chảy băng  = 34.104J/kg b) Cho nhận xét hiệu suất bếp giải thích sao? Giải 14 a) Nhiệt lượng cần thiết để thu vào để chuyển m1 = 1kg băng nhiệt độ t1 = -100C thành băng nhiệt độ t2 = 00C là: Q1 = m1c1(t2 – t1) = 1800.(0 + 10) = 18000 J Nhiệt lượng cần thiết thu vào để làm nóng chảy hồn tồn m1 = 1kg băng Q2 = m  = 34.104 = 340000 J Nhiệt lượng cần thiết thu vào để chuyển m1 = 1kg nước nhiệt độ t = 00C đến nước có nhiệt độ t3 = 1000C Q3 = m1c2(t3- t2) = 1.4200(100 – 0) = 420000 J Tổng nhiệt lượng thu vào Qthu = Q1 + Q2 + Q3 = 778000 J Nhiệt lượng toàn phần tỏa đốt cháy hoàn toàn m2 = 4kg củi khô Qtp = m2.q = 4.107 J H Qthu 778000 100%  100%  1,945% Q 4.107 Hiệu suất bếp b) Hiệu suất bếp nhỏ mơi trường xung quanh nhiệt độ thấp nên lượng nhiệt hao phí mơi trường xung quanh lớn Bài tập Một ô tô chạy với vận tốc v = 54km/h cơng suất máy phải sinh 45 kw Hiệu suất máy H = 30% Hỏi 100 km xe tiêu thụ hết lít xăng Biết xăng có khối lượng riêng D = 700kg/m3 suất tỏa nhiệt xăng q = 4,6.107 J/kg Giải Đổi v = 54km/h = 15m/s, p = 45kw = 45.1000w, s = 100km = 105m �F  P 45000   3000 N V 15 Lực kéo trung bình động cơ: p = F.V Cơng mà động phải sinh quảng đường s =100km A = F.S = 3000 105 = 3.108 J Vì hiệu suất động 30% nên cơng tồn phần động Atp  A 3.108   109 J H 0,3 Công tồn phần có lượng nhiệt đốt cháy xăng sinh Vậy nhiệt đốt cháy xăng sinh quảng đường 100 km Q = Atp Gọi m khối lượng xăng phải đốt cháy hoàn tồn để có lượng nhiệt Ta có: Q  m.q � m  Q 109   21, 74kg q 4, 6.107 V m 21,74   0, 031m3  31 lít D 700 Thể tích xăng cần dùng là: Dạng 5: Bài toán liên quan đến đồ thị 15 Phương pháp giải: Dựa vào đồ thị: Phân tích đồ thị xác định đoạn gấp khúc (nếu có) biểu diễn q trình nào? (tăng nhiệt độ; trình nguội hay trình chuyển thể chất nào?) Xác định tọa độ điểm gấp khúc để tìm giá trị cụ thể nhiệt độ nhiệt lượng cung cấp Sử dụng cơng thức tính nhiệt lượng hay phương trình cân nhiệt ứng với đoạn gấp khúc Từ tìm đại lượng suy ẩn phải tìm Ngược lại với toán yêu cầu vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc nhiệt độ vật (hay hỗn hợp nhiều vật) theo nhiệt lượng cung cấp, ta vẽ hệ trục tọa độ TOQ xác định biểu diễn điểm gấp khúc lên hệ trục tọa độ nối điểm lại ta đồ thị cần vẽ Chú ý: Khi chuyển từ thể rắn sang thể lỏng ngược lại thể tích vật thay đổi khối lượng vật không thay đổi Trong suốt trình chuyển thể nhiệt độ vật không thay đổi đồ thị biểu diễn phụ thuộc nhiệt độ vào nhiệt lượng cung cấp cho vật đường thẳng nằm ngang song song với trục nhiệt lượng cung cấp 5.1 Bài tập loại đọc đồ thị khai thác đồ thị Bài toán Căn vào đồ thị bên biểu diễn sơi nước ta biết thay đổi nhiệt độ nước sôi nào? t0C B 100 20 A t1 16 C t2 t Phân tích Đây đồ thị biến đổi trang thái biến đổi nước, biểu diễn biến thiên chất lỏng theo thời gian - Đoạn AB nhiệt nhiệt độ thời gian tỷ lệ thuận với nhiệt độ của nước tăng dần thời điểm t, chất lỏng bắt đầu biến đổi trạng thái, nước bắt đầu sôi - Tại thời điểm t2 thì nhiệt độ nhiệt độ thời điểm t1 - Khi ta cung cấp nhiệt độ cho nước tới 100 0c nước sôi đoạn BC nhiệt độ thời gian không phụ thuộc vào Giải: Căn vào độ thị ta thấy suốt thời gian sôi nhiệt độ nước không thay đổi giữ nguyên 1000C Bài toán Đồ thị biểu diễn thay đổi nhiệt độ nước theo thời gian đun để nguội đoạn đồ thị ứng với trình ? t0C 100 B C D 20 A t1 t2 t3 t Phân tích Đây đồ thị biểu diễn biến đổi nhiệt độ nước theo thời gian - Tại thời điểm ban đầu nước 200C - Tăng đến thời điểm t1 nhiệt độ nước đạt 1000C - Từ thời điểm t1 đến t2 nhiệt độ không thay đổi, nhiệt độ không phụ thuộc vào thời gian - Từ t2 đến t3 nhiệt độ tăng lúc không cung cấp thêm nhiệt nên nhiệt độ nước giảm dần, nhiệt độ tỷ lệ nghịch với thời gian Giải - Đoạn AB biểu diễn q trình đun nước nóng từ 200C đến 1000C - Đoạn BC biểu diễn trình nước sôi nhiệt độ không thay đổi 1000C - Đoạn CD biểu diễn trình nước nguội dần Bài toán Sự biến thiên nhiệt độ khối nước đá đựng ca nhôm theo nhiệt lượng cung cấp cho đồ thị Tìm khối lượng nước đá khối lượng ca nhôm 17 Cho nhiệt dung riêng nước đá nhôm c = 4200 J/kg.K; c2 = 880J/kg.K , nhiệt nóng chảy nước đá = 3,4.105J/kg toC B A 170 175 Q(KJ) Phân tích Đồ thị biểu diễn biến thiên khối nước đá theo nhiệt lượng cung cấp - Nhìn vào đồ thị ta biết nhiệt lượng nước đá thu vào nhiệt độ 00c để nóng chảy hồn tồn 170 kJ, từ tính khối lượng nước đá - Khi nhiệt độ tăng từ 00c đến 200C nhiệt độ thu vào nước ca nhơm biến thiên từ 170 kJ đến 175 kJ, từ ta tính khối lượng ca nhơm Giải Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy hồn tồn 00c 170kJ( lúc ca nhôm không thu nhiệt khơng tăng nhiệt độ) Từ khối lượng nước đá là: 170kJ m1 =  = = 0,5kg Nhiệt lượng nước ca nhôm thu vào để tăng từ 00C đến 20C là: 175 – 170 = 5kJ = 5000J Ta có : 5.000 = (m1C1 + m2 C2)( 2-0) � 2500 = 0,5 4200 +m2.880 � m2 = Bài toán Cho đồ thị biểu diễn thay đổi nhiệt độ khối chất lỏng theo nhiệt lượng cung cấp đồ thị Biết nhiệt dung riêng chất lỏng C = 2500J/kg.K a) Xác định nhiệt hóa chất lỏng b) Hãy nêu cách xác định nhiệt hóa chất lỏng thực nghiệm với dụng cụ : cốc, bếp đun, nhiệt kề, đồng hồ bấm giây Nhiệt dung riêng chất lỏng coi biết 18 t0C B 80 C 20 A 1,8 12,6 Q(x 105J) Phân tích Đây đồ thị biểu diễn thay đổi nhiệt độ khối chất phụ thuộc vào cung cấp nhiệt lượng theo thời gian - Đoạn AB nhiệt độ tăng từ 200C lên 800C, nhiệt lượng cần cung cấp 1,8.105 kJ - Đoạn BC q trình nhiệt độ khơng đổi, thu nhiệt - Từ muốn xác định nhiệt hóa ta cần xác định khối lượng m  Q từ tìm phương án giải Giải a) Nhìn vào đồ thị ta thấy Đoạn AB: chất lỏng nhận nhiệt lượng Q = 1,8.105J để tăng từ 200C lên 800C gọi m khối lượng chất lỏng ta có Q1 1,8.105   1, 2kg Q1 = mc(80-20) => m = c.60 2500.60 Đoạn BC: chất lỏng hóa Trong giai đoạn nhận thêm nhiệt lượng Q = Q2- Q1 = (12,6 – 1,8 ).105 J = 10,8.105J Và lượng nhiệt dùng để chất lỏng hóa hồn tồn nên: Q = Lm => L= J b) Dựa vào cahs giải ta thấy để xác định L ta phải xác định Q m.ta thực thí nghiệm sau Lấy cốc chất lỏng, dùng nhiệt kế để đo nhiệt độ ban đầu t1 0C Đun cốc chất lỏng bếp sôi, dùng nhiệt kế xác định t20C Nhờ đồng hồ bấm giây ta xác định thời gian kể từu lúc đun đến sôi T1 Tiếp tục đun, xác địn thời gian T2 kể từ sơi đến hóa hồn tồn Bỏ qua thu nhiệt cốc xem bếp tỏa nhiệt cahs đặn, ta có: Q1 = kT1 = mc = (t20C –t10C ) (1) Q2 = kT2 = Lm (2) ( k hệ số tỷ lệ ) 19 c(t2 0C  t10 C).T2 T1 Từ (1) (2) suy : L= 5.2 Dựa vào lời giải để vẽ đồ thị Bài tập Một chất lỏng có khối lượng m1 = 250g chứa bình có khối lượng m2 = 1kg, tất có nhiệt độ ban đầu t1 = 200C Nhiệt dung riêng chất lỏng 4000J/kg.độ, bình 500J/kg.độ người ta bắt đầu cấp nhiệt độ cho bình để nóng đến nhiệt độ t2 =600C Hãy vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc nhiệt độ bình chất lỏng vào nhiệt lượng Q mà bình thu vào, với trục hoành biểu thị nhiệt lượng, trục tung biểu thị nhiệt độ Giải Ta xem nhận nhiệt lượng nhiệt độ võ bình chất lỏng bình ln Nhiệt lượng cần cung cấp cho bình chất để đạt tới nhiệt độ t là: Q = (m1c1+m2c2)(t-t1) = (0,25 000 + 1 000)(t-t1) = 000(t-t1) Q Q Từ suy : t = t1 + 2000 = 20 + 2000 Thay gá trị Q : 20000J ; 40000J ; 60000 J……ta có bảng biên thiên sau : Q(J) 20 000 40 000 60 000 80 000 TC 30 40 50 60 Ta có độ thị biểu diễn phụ thuộc nhiệt độ bình chất lỏng nhiệt lượng Q mà bình thu vào sau: 50 40 30 20 20000 40000 60000 Q(J) Bài tốn Dùng bếp điện để đun nóng nồi đựng 2kg nước đá -200C Sau phút nước đá bắt đầu nóng chảy a) Sau nước đá nóng chảy hết 20 t0C b) Sau nước đá bắt đầu sơi c) Vẽ đồ thị biểu diến phụ thuộc nhiệt độ nước nước đá vào thời gian đun Giải a) Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng 2kg nước đá từ -200C đến 00C Q1= 2.2100 20 = 84 000J Nhiệt lượng cần cung cấp để nước đá nóng chảy hết thành nước 00C Lm Q2= Lm = qt2 Suy t2 = q = phút Tổng thời gian để đun cho nước đá nóng hết thành nước 00C t = t1+t2 = 10 phút b) Nhiệt lượng cần cung cấp để 2kg nước nóng từ 00C đến 1000C Q3 = 2.4190.100 = 838 000J Q3 � q Thời gian cần đun : t3= 20 phút Tổng thời gian từ đun đến nước bắt đầu sôi t4 = t + t3 =30 phút c) Vẽ đồ thị : t0C 100 10 20 Q(J) IV MỘT SỐ BÀI TẬP THAM KHẢO Bài ( Trích đề thi vào THPT chuyên Hưng Yên) Một bình đồng có khối lượng 800g có chứa 1kg nước nhiệt độ 40 0C Thả vào thỏi nước đá nhiệt độ -10 0C Khi cân nhiệt thấy cịn sót lại 200g nước đá chưa tan Hãy xác định khối lượng thỏi nước đá thả vào bình Biết nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K, đồng 380J/kg.K, nước đá 1800J/kg.K, nhiệt lượng để làm nóng chảy hồn tồn 1kg nước đá 0C 3,4.105J tỏa nhiệt môi trường 5% ( trích đề thi vào THPT chuyên Hưng Yên) 21 Bài ( Trích đề thi vào THPT chuyên Lê Qúy Đơn, Quảng Trị) Có bình nhiệt lượng kế đựng M = 120g nước nhiệt độ to hai viên bi đồng giống hệt giữ nhiệt độ t = 90 0C Thả viên bi thứ vào bình nhiệt lượng kế, cân nhiệt nhiệt độ nước bình t1 =200C Sau tiếp tục thả viên bi thứ haivaof bình nhiệt độ nước cân nhiệt t2 = 250C Bỏ qua trao đổi nhiệt với mơi trường bên ngồi Cho biết nhiệt dung riêng nước C1 = 4180J/kg.K nhiệt dung riêng đồng c2 = 380J/kg.K a Tính khối lượng viên bi b Tính nhiệt độ t0 ban đầu nước Bài (Trích đề thi vào THPT chuyên Lương Thế Vinh) Cho hai bình cách nhiệt A B Bình A chứa 20 lít nước 20 0C, Bình B chứa lít nước 600C Đổ khối lượng m nước từ bình A sang bình B Sauk hi cân nhiệt lại đổ khối lượng m nước từ bình B sang bình A Nhiệt độ cân bình A lúc 350C Tính khối lượng m nhiệt độ cân bình B Bỏ qua trao đổi nhiệt mơi trường Bài 4.( Trích đề thi vào THPT chuyên ĐH Khoa Học Tự Nhiên ĐHQGHN) Trong cốc mỏng có chứa m =400g nước nhiệt độ t1 = 200C có viên bi nước đá với khối lượng m2 = 20g nhiệt độ t2 = -50C.Hỏi a Nếu thả hai viên bi nước đá vào cốc nhiệt độp cuối nước cốc bao nhiêu? b Phải thả tiếp thêm vào cốc viên nước đá để cuối cốc có hỗn hợp nước đá? Cho biết nhiệt dung cốc( nhiệt lượng cần thiết để cốc nóng thêm 10C) q = 250J/độ Nhiệt dung riêng nước đá c1 = 4200J/kg.k, c2 = 1800J/kg.K, Nhiệt nóng chảy nước đá = 3,4.105J/kg V KẾT QUẢ CỦA VIỆC ỨNG DỤNG ĐỀ TÀI Trước sau dạy dạng tập sáng kiến kinh nghiệm tiến hành khảo sát học sinh thấy hứng thú học tập kết học tập tăng rõ rệt Các em chủ động, tự tin việc nhận dạng toán vật lí, nắm phương pháp giải cho dạng Kết khảo sát 25 HS có học lực giỏi mơn vật lý 15 HS lớp 10 HS lớp Khảo sát trước áp dụng Kết Hs không thực 22 Hs thực Hs thực đạt yêu Số HS chưa đạt yêu cầu cầu SL % SL % SL % 20 15 60 20 Khảo sát sau áp dụng Kết Hs không thực SL % Số HS 0 Hs thực chưa đạt yêu cầu SL % 16 Hs thực đạt yêu cầu, có kết tốt SL % 21 84 Tôi nhận thấy sáng kiến kinh nghiệm thật có hiệu giảng dạy thân, góp phần nâng cao hứng thú học tập, rèn luyện tư cho hoc sinh nơi đơn vị công tác VI KHẢ NĂNG ÁP DỤNG TRIỂN KHAI Qua kết nghiên cứu áp dụng đơn vị, nhận thấy sáng kiến mang lại kết khã quan Nó khơng giúp HS biết cách tiếp cận dạng tập vật lí mà HS làm tốt dạng vật lí ( từ 20% HS biết cách tiếp cận giải tốt sau áp dụng sang kiến số lên số 84%) Vì tơi nhận thấy sáng kiến áp dụng cách rỗng rại toàn quốc cho đối tượng HS mơn vật lí lớp 8, lớp dùng làm tài liệu tham khảo để bồi dưỡng HSG huyện mơn vật lí cho học sinh giáo viên Với nội dung sáng kiến bổ sung thêm số tập phức tạp dùng sáng kiến để tài liệu bồi dưỡng HSG vật lí cấp tĩnh ơn thi vào trường chun mơn vật lí phần nhiệt học VII Ý NGHĨA CỦA SÁNG KIẾN Như biết, dạng tập nhiệt học chương trình vật lí THCS quan trọng cho học sinh lớp 8, nói chung mà dạng tốn khó hay có mặt đề thi HSG vật lí cấp đề thi vào trường chun mơn vật lí Nhưng chương trình vật lí THCS có thời lượng tiết tập Vì HS khơng có thời gian rèn luyện làm tập kể dạng tập đơn giãn đưa dạng toán để dạy nâng cao cho em học sinh khá, học sinh bồi dưỡng HSG học sinh thi vào trường chuyên em bỡ ngỡ em làm không đạt yêu cầu Sau áp dụng sang kiến kết ngược lại HS tự tin tiếp cận dạng tốn làm tốt sáng kiến nhân rộng lĩnh vực giảng dạy HS dạng tập nhiệt học môn vật lí C KẾT LUẬN 23 I NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM Kinh nghiệm rút từ sáng kiến áp dụng cho cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 8, bậc THCS Giúp hệ thống hoá cho em kiến thức phần nhiệt học cách hiệu quả, sâu rộng, phát triển tư vật lý Qua việc nghiên cứu bên cạnh việc giúp cho thân nâng cao kiến thức, nâng cao nghiệp vụ, bồi dưỡng học sinh giỏi có hiệu quả, ngồi cịn giúp thân nâng cao phương pháp tự học, tự nghiên cứu để tiếp tục nghiên cứu vấn đề khác tốt suốt q trình dạy học Tơi nhận thấy dạng tập đề tài thật phong phú, đa dạng; trình nghiên cứu, ứng dụng chưa thể đưa hết được, mong bạn bè đồng nghiệp góp ý bổ sung vào nhiều dạng tập khác nhiều phương pháp giải khác nhau, để đề tài ngày phong phú hơn, với phương pháp giải tối ưu Chắc chắn đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót mong chun mơn cấp góp ý bổ sung để ngày hoàn thiện, nhằm đem lại hiệu cao dạy học II KIẾN NGHỊ ĐỀ XUẤT Tăng cường sinh hoạt chun đề cấp Phịng, để trao đổi chun mơn từ giáo viên trao đổi kinh nghiệm, bạn bè đồng nghiệp bổ sung góp ý kiến đưa số sáng kiến đạt bậc cấp huyện, cấp tĩnh để trao đổi cho đồng nghiệp từ làm tài liệu cho giáo viên học tập kho tài liệu lớn nghiên cứu công phu Mặc dù sáng kiến kinh nghiệm “Phân dạng phương pháp giải tập nhiệt học chương trình Vật lý THCS ” khẳng định tính khả thi giá trị áp dụng song với thời gian trải nghiệm chưa nhiều lực cá nhân cịn hạn chế nên tính bao qt tồn diện định cịn chưa hết Tơi mong muốn thân đồng nghiệp tiếp tục có tập bổ sung, đóng góp để sáng kiến ln giữ tính khả thi giá trị năm học, với việc dạy học theo định hướng phát triển lực học sinh việc dạy học theo chủ đề ngày quan tâm 24 D TÀI LIỆU THAM KHẢO T T Tên sách Chủ biên Tên NXB- Năm XB Ôn tập luyện thi vào lớp 10 Th S Lê Thị Thu Hà mơn vật lí 200 tập vật lí chọn lọc PGS-TS Vũ Thanh Khiết Tuyển chọn đề thi tuyển sinh Ngyễn Đức Tài vào lớp 10 chuyên mơn vật lí ĐH Quốc Gia Hà Nội - 2008 NXB Hà Nội- 2005 500 Bài Tập vật lí THCS ĐH Quốc Gia Thanh Phố Hồ Chí Minh Phan Hồng Văn ĐH SP Nguồn internet đề thi HSG năm trước 25