vận dụng kiến thức bài học công thức tính nhiệt lượng và phương tr̀nh cân bằng nhiệt để giải bài tập

TÊN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: VẬN DỤNG KIẾN THỨC BÀI HỌC CƠNG THỨC TÍNH NHIỆT LƯỢNG VÀ PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT ĐỂ GIẢI BÀI TẬP I Đặt vấn đề: Sau nhiều năm giảng dạy Vật lý, đồng thời qua việc tìm hiểu, trao đổi chun mơn với đồng nghiệp thông qua tiết giảng dạy bồi dưỡng học sinh (HS) giỏi phụ đạo HS yếu Tơi nhận thấy đa số HS có ham mê học mơn Vật Lí, giải tập Vật Lí em chưa định hướng giải tốt chưa biết cách trình bày lời giải khoa học Đặc biệt dạy học: “Cơng thức tính nhiệt lượng” học: “Phương trình cân nhiệt” mức độ sách giáo khoa, thấy nhiều HS chưa biết suy luận từ cơng thức Q = mc∆t để tính đại lượng tương ứng mà đề yêu cầu Ở tập tổng hợp HS chưa hiểu đề kiến thức: Nguyên lí truyền nhiệt vận dụng linh hoạt công thức Qtỏa = Qthu vào nên kết học tập đa số HS chưa cao Mặt khác đặc điểm HS nhà trường khu vực có điều kiện kinh tế đặc biệt khó khăn, chủ yếu gia đình khó khăn, chưa quan tâm mức, chưa có nhiều điều kiện học tập… ảnh hưởng phần đến kết học tập Ngồi ra, tơi nhận thấy thực trạng nêu tồn nguyên nhân sau: - HS chưa có phương pháp tổng quan để giải tốn Vật Lí - HS chưa hiểu chất tập chưa vận dụng tốt kiến thức, nguyên lí định luật Vật Lí… - HS chưa có kỹ tính tốn; khả suy luận nhiều hạn chế - Mặt khác thời gian dành cho việc giải tập lớp hai học cịn Trước thực sáng kiến kinh nghiệm (SKKN) tiến hành kiểm tra khảo sát học sinh lớp Trường TH&THCS Phong Thạnh A số tập ứng với mức độ nội dung kiến thức ĐỀ KHẢO SÁT I Lý thuyết: Câu Viết cơng thức tính nhiệt lượng Giải thích đại lượng cơng thức? Câu Viết phương trình cân nhiệt? Câu Nêu nguyên lí truyền nhiệt? II Bài tập: Câu Để đun nóng lít nước từ 20 0C lên 400C, cần nhiệt lượng? Câu Người ta cung cấp cho 10 lít nước nhiệt lượng 840kJ Hỏi nước nóng lên thêm độ? Câu Một nhiệt lượng kế chứa lít nước nhiệt độ 15 0C Hỏi nước nóng lên tới độ bỏ vào nhiệt lượng kế cân đồng thau khối lượng 500g nung nóng tới 1000C Lấy nhiệt dung riêng đồng thau 380J/kg.K, nước 4200J/kg.K Bỏ qua nhiệt lượng truyền cho nhiệt lượng kế môi trường bên Kết thu sau: Trung bình Yếu SL % SL % SL % SL % 40 5% 20% 20 50% 10 25% Xuất phát từ thực trạng nêu trên, mạnh dạn viết báo cáo SKKN: “Vận dụng kiến thức học cơng thức tính nhiệt lượng phương trình cân nhiệt để giải tập” Với mục đích giúp HS có phương pháp cách giải dạng tập chủ đề Đồng thời coi tài liệu tham khảo cho HS, phụ huynh HS đồng nghiệp trực tiếp giảng dạy mơn Vật Lí – Bậc THCS làm tài liệu ôn luyện bỗi dưỡng HS giỏi, phụ đạo HS yếu II Phần nội dung: Tính mới, tính sáng tạo, tính khoa học: Q trình cơng tác tích lũy kiến thức tơi nhận thấy phần “Nhiệt học” có ý nghĩa quan trọng lĩnh vực: Khoa học – Kỹ thuật đời sống Chính lẽ tơi ấp ủ suy nghĩ, hướng tới viết SKKN Theo ý kiến chủ quan tôi: SKKN làm bật tiêu chí sau: a) Tính mới: Bổ sung đầy đủ phần lý thuyết tập dạng bản, nâng cao theo cấp độ, để HS có cách nhìn nhận cách tổng thể b) Tính sáng tạo: Mở rộng phần lý thuyết có đủ dạng tập mà SGK tiết học khóa chưa giới thiệu Có thêm mục giúp hiểu sâu; nhìn xa hơn, học giải tốn để HS suy ngẫm c) Tính khoa học: Trình bày nội dung lơgic, xác hợp lý Cơ sở lý thuyết: 2.1 Nhiệt lượng vật thu vào để nóng lên phụ thuộc yếu tố nào? - Nhiệt lượng phần nhiệt mà vật nhận thêm hay bớt trình truyền nhiệt - Nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên phụ thuộc vào khối lượng, độ tăng nhiệt độ vật nhiệt dung riêng chất làm nên vật 2.2 Nhiệt dung riêng: - Nhiệt dung riêng chất cho biết nhiệt lượng cần truyền cho kg chất để nhiệt độ tăng thêm 1oC - Kí hiệu: c; đơn vị: J/kg.K 2.3 Cơng thức tính nhiệt lượng: - Cơng thức tính nhiệt lượng: Q thu = m.c.∆t hay Q thu = m.c.(t2 – t1), đó: + m khối lượng vật (kg) + ∆t độ tăng nhiệt độ vật (oC) + c nhiệt dung riêng chất làm nên vật (J/kg.K) + Q nhiệt lượng thu vào vật (J) + t1, t2 nhiệt độ đầu nhiệt độ cuối vật (oC) - Lưu ý: Khi vật thu nhiệt nhiệt độ đầu nhỏ nhiệt độ cuối 2.4 Nguyên lý truyền nhiệt: Khi có hai vật truyền nhiệt cho thì: Lớp Sĩ số Giỏi Khá - Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp - Sự truyền nhiệt xảy nhiệt độ hai vật cân ngừng lại - Nhiệt lượng vật tỏa nhiệt lượng vật thu vào 2.5 Phương trình cân nhiệt: Nếu khơng có trao đổi nhiệt (nhiệt) với mơi trường thì: Q thu vào = Q tỏa Q thu vào: Tổng nhiệt lượng vật thu vào (J) Q tỏa ra: Tổng nhiệt lượng vật tỏa (J) Sự trao đổi nhiệt hai vật: m1c1(t1 – t) = m2c2(t – t2) (*) m1: khối lượng vật (kg) t1: nhiệt độ vật (oC) c1: nhiệt dung riêng chất làm vật (J/kg.K) m2: khối lượng vật (kg) t2: nhiệt độ vật (oC) c2: nhiệt dung riêng chất làm ta vật (J/kg.K) t: nhiệt độ cân (oC) Phương trình (*) viết dạng: m1c1(t1 – t) + m2c2(t2 – t) = (với t2 < t < t1) Áp dụng cho hệ vật gồm nhiều vật trao đổi nhiệt với m1c1(t1 – t) + m2c2(t2 – t) + m3c3(t3 – t) + ……… + mncn(tn – t) = 2.6 Năng suất tỏa nhiệt nhiên liệu: Q = q.m, đó: + Q: nhiệt lượng nhiên liệu tỏa (J) + q: suất tỏa nhiệt nhiên liệu (J/kg) + m: khối lượng nhiên liệu bị đốt cháy hồn tồn (kg) 2.7 Nhiệt nóng chảy: Q = λ.m, đó: + Q: nhiệt lượng cần thiết vật thu vào để nóng chảy hồn tồn m (kg) chất nhiệt độ nóng chảy (J) + m: khối lượng vật (kg) + λ: nhiệt nóng chảy chất làm vật (J/kg) 2.8 Nhiệt hóa hơi: Q = L.m, đó: + Q: nhiệt lượng cần thiết vật thu vào để hóa hồn tồn m (kg) chất nhiệt độ sôi (J) + m: khối lượng vật (kg) + L: nhiệt hóa chất làm vật (J/kg) 2.9 Giúp hiểu sâu: Xem bảng nhiệt dung riêng số chất, ta thấy nhiệt dung riêng đất 800J/kg.K nước 4200J/kg.K Điều có nghĩa ta có lượng đất lượng nước với khối lượng nhau, ta muốn chúng nóng thêm lên số độ nhau, ta phải cung cấp cho nước nhiệt lượng gấp lần nhiệt lượng cần cung cấp cho đất Ngược lại, muốn chúng lạnh số độ nhau, nước phải nhiệt lượng gấp lần nhiệt lượng mà đất Có thể nói nước thay đổi nhiệt độ khó đất gấp lần Điều giải thích miền gần biển, gần hồ lớn, có khí hậu ơn hịa miền xa khối nước lớn Khi trời nắng nóng, đất nóng nhanh nước nhiệt độ cao nhiệt độ nước Vì thế, vừa nhận nhiệt lượng Mặt Trời cung cấp, vừa truyền bớt phần nhiệt lượng cho nước biển, lại nguội bớt chút Khi trời lạnh đi, đất lạnh nhanh nước, nhiệt độ thấp nhiệt độ nước Vì vừa bớt nhiệt lượng đi, vừa nhận thêm nhiệt lượng mà nước biển truyền cho nó, đất ấm lên chút Như biển có tác dụng điều hịa khí hậu, làm cho miền đất lân cận đỡ nóng đỡ lạnh miền đất xa biển thời tiết thay đổi Nguyên lí truyền nhiệt định lí tổng quát truyền nhiệt Ta chứng minh nó, kinh nghiệm đời sống kinh nghiệm khoa học cho thấy truyền nhiệt tuân theo ngun lí Khi ta nói nhiệt truyền từ vật nóng sang vật lạnh, giống nước chảy từ chỗ cao xuống chỗ thấp, cách so sánh để minh họa, chứng minh Trong phương trình cân nhiệt, Q tỏa Q thu vào tính cơng thức Q = m.c.∆t, ∆t = t1  t2 = t2  t1 Ở ∆t số học, nghĩa ta cần lấy nhiệt độ cao trừ nhiệt độ thấp, không cần quan tâm đâu nhiệt độ đầu, đâu nhiệt độ cuối Phương trình cân nhiệt xây dựng từ thuyết chất nhiệt người cơng nhận Các nhà vật lí cho chất nhiệt khơng tự sinh khơng tự đi, chảy từ vật sang vật khác, nhiệt lượng vật nóng tỏa phải nhiệt lượng vật lạnh thu vào Sau thuyết chất nhiệt bị loại bỏ phương trình cân nhiệt cơng nhận, phản ánh trình diễn truyền nhiệt Cơ sở phương trình cân nhiệt định luật bảo tồn chuyển hóa lượng 2.10 Nhìn xa “Cân nhiệt”: Nhiệt kế thơng thường chế tạo dựa nguyên lí phát biểu đơn giản rằng: Khi hai vật cân nhiệt với vật thứ ba chúng cân nhiệt với Khi đặt thức ăn, ví dụ thịt, bánh,… vào lị nướng nhiệt lò nướng truyền sang thức ăn Quá trình tiếp tục có cân nhiệt thức ăn khơng khí bên lị nướng Khi đó, thức ăn khơng khí bên lị nướng có nhiệt độ 2.11 Học giải tốn: a) Tính nhiệt lượng: Nhiệt lượng vật thu vào tỏa phụ thuộc khối lượng, độ tăng giảm nhiệt độ vật nhiệt dung riêng chất làm vật: Q = mc∆t b) Phương trình cân nhiệt: Các bước giải toán: - Bước 1: Tóm tắt, đổi đơn vị Do có hỗn hợp, nên thêm số vào đại lượng tương ứng vật - Bước 2: Xác định vật thu nhiệt, vật tỏa nhiệt (dựa vào so sánh nhiệt độ ban đầu nhiệt độ cuối hỗn hợp) Viết cơng thức tính nhiệt lượng thu vào hay tỏa vật - Bước 3: Viết phương trình cân nhiệt Q thu = Q tỏa Nhiệt lượng thu vào nhiệt lượng vật tăng nhiệt độ - Bước 4: Xác định đại lượng cần tìm dựa vào kết thu từ bước Viết đáp số ghi rõ đơn vị Một số tập ví dụ: 3.1 Dạng 1: Tính nhiệt lượng thu vào, khối lượng, nhiệt độ đầu hay nhiệt độ cuối nhiệt dung riêng vật bỏ qua hao phí nhiệt: Phương pháp giải: Áp dụng cơng thức tính nhiệt lượng thu vào: Qthu = m.c.∆t hay Qthu = m.c.(t2 – t1) Qthu Q Khối lượng vật: m  thu hay m  c. t2  t1  c.t Qthu Q Nhiệt dung riêng: c  thu hay c  m. t2  t1  m.t Q Độ tăng nhiệt độ: t  thu m.c Q Q Nhiệt độ đầu vật: t2  t1  thu � t1  t2  thu m.c m.c Q Q Nhiệt độ sau vật: t2  t1  thu � t2  t1  thu m.c m.c Công thức tính khối lượng vật biết thể tích khối lượng: m = D.V Bài tập 1: Trong bảng nhiệt dung riêng số chất sách giáo khoa ta thấy nhiệt dung riêng chì 130J/kg.K a) Con số có ý nghĩa nào? b) Tính nhiệt lượng thu vào kg chì để tăng nhiệt độ từ 20 oC đến 50oC Biết nhiệt dung riêng chì 130J/kg.K Giải: a) Con số 130J/kg.K có ý nghĩa 1kg chì muốn tăng thêm oC (hay 1K) ta cần cung cấp cho nhiệt lượng 130J b) Nhiệt lượng thu vào kg chì để tăng nhiệt độ từ 20oC đến 50oC là: Q = m.c.(t2 – t1) = 5.130.(50 – 20) = 19500(J) Bài tập 2: Cần cung cấp nhiệt lượng để đun sơi lít nước từ 30oC Biết ấm đựng nước làm nhơm có khối lượng 200g, nhiệt dung riêng nhôm nước 800J/kg.K 4200J/kg.K Khối lượng riêng nước 1000kg/m3 Bỏ qua nhiệt lượng mơi trường ngồi hấp thụ Tóm tắt: mnh = 200g = 0,2kg ; Vn = 2lít → mn = 2kg t1 = 30oC ; t2 = 100oC cnh = 800J/kg.K ; cn = 4200J/kg.K Q = ? (J) Giải: Nhiệt lượng thu vào ấm nhôm là: Qâ = mnh.cnh.(t2 – t1) = 0,2.880.(100 – 30) = 12320 (J) Nhiệt lượng thu vào lít nước là: Qn = mn.cn.(t2 – t1) = 2.4200.(100 – 30) = 58800 (J) Vì bỏ qua nhiệt lượng mơi trường ngồi hấp thụ nên nhiệt lượng thu vào ấm nước từ 30oC đến sôi là: Q = Qâ + Qn = 12320 + 58800 = 600320 (J) Bài tập 3: Một vật làm thép 20oC, sau nhận thêm nhiệt lượng 184000J nhiệt độ lên đến 100 oC Hỏi vật có khối lượng bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng thép 460J/kg.K Tóm tắt: t1 = 20oC ; t2 = 100oC Q = 184000J ; c = 460J/kg.K m = ? (kg) Giải: Q c. t2  t1  Q 184000   (kg) Khối lượng vật là: m  c. t2  t1  460.(100  20) Bài tập 4: Một vật có khối lượng kg nhận thêm nhiệt lượng 1188kJ nhiệt độ tăng thêm 150 oC Hỏi vật làm chất gì? Cho sử dụng bảng nhiệt dung riêng số chất sách giáo khoa Tóm tắt: m = 9kg; Q = 1188kJ = 1188000J; ∆t = 150oC Từ công thức: Q = m.c.(t2 – t1) � m  c = ? (J/kg.K) Giải: Q Từ công thức: Q thu = m.c.∆t � c  thu m. t Q 1188000  880 (J/kg.K) Vậy nhiệt dung riêng: c  thu  m. t 9.150 Tra bảng nhiệt dung riêng số chất SGK ta thấy nhiệt dung riêng nhôm 880J/kg.K Vậy, chất làm nhơm Bài tập 5: Sau nhận thêm nhiệt lượng 2310kJ nhiệt độ tượng đồng lên đến 200oC Hỏi nhiệt độ ban đầu tượng đồng Biết khối lượng nhiệt dung riêng đồng 15kg 880J/kg.K, (Bỏ qua nhiệt lượng mơi trường xung quanh hấp thụ) Tóm tắt: Q = 2310kJ = 2310000J ; t2 = 200oC m = 15kg ; c = 880J/kg.K t1 = ? (oC) Giải: Q Q � t1  t2  m.c m.c 2310000 t1  200   25o C 15.880 3.2 Dạng 2: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho vật khơng bỏ hao phí nhiệt: Phương pháp giải: Áp dụng công thức: Q cung cấp = Q vật thu + Q hao phí - Cách tính Q vật thu dạng - Cách tính Q hao phí , tùy theo đề bài, mà ta tính theo cách khác Bài tập 1: Một khối chì hình lập phương, cạnh 20 cm nhiệt độ 27 oC Khi nung nóng khối chì lên đến nhiệt độ nóng chảy lò nung cần cung cấp nhiệt lượng bao nhiêu? Biết khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy nhiệt dung riêng chì 11300kg/m 3, 327oC 130J/kg.K Nhiệt lượng hao phí 40% nhiệt lượng lị cung cấp Giải: Thể tích khối chì: V = 20 = 8000(cm3) = 8.10-3 (m3) Khối lượng khối chì: m = V.D = 8.10-3.11300 = 90,4 (kg) Gọi Q, Qc Qhp nhiệt lượng tỏa lò nung, nhiệt lượng thu vào khối chì nhiệt lượng hao phí Ta có: - Nhiệt lượng thu vào khối chì là: Qc = m.c.(t2 – t1) = 90,4.130.(327 – 27) = 3525600 (J) - Nhiệt lượng hao phí nhiệt lượng cung cấp lò là: Qhp = 0,4Q; Q = Qc + Qhp = Qc + 0,4Q Từ đó, suy ra: 0,6Q = Qc Q � Q  c  5876000( J )  5876(kJ ) 0,6 Bài tập 2: Một bếp dầu có hiệu suất 50% Hỏi tỏa nhiệt lượng 3360 kJ đun sơi lít nước Biết nhiệt độ ban đầu nước 20oC nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K Giải: Nhiệt lượng thu vào nước: Qci = H.Qtp = 0,5.3360000 = 1680000(J) Ta có: Qci = mn.cn.(t2 – t1), Qci 1680000   5(kg ) Suy ra: mn  cn (t2  t1 ) 4200.(100  20) Ta có: Q = m.c.(t2 – t1), suy ra: t2  t1  3.3 Dạng 3: Dựa vào phương trình cân nhiệt để tính đại lượng có liên quan bỏ qua hao phí nhiệt: Phương pháp giải: Áp dụng cơng thức tính nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra: Q th = m.c.∆t hay Q th = m.c.(t1 – t2) Q t = m.c.∆t hay Q t = m.c.(t2 – t1) Áp dụng phương trình cân nhiệt: Qt = Q th Nếu hai vật truyền nhiệt cho ta có: Qt = mt.ct.(t1t – t2) Qth = mth.cth.(t2 – t1th) Suy ra: mt.ct.(t1t – t2) = mth.cth.(t2 – t1th) (1) - Tính khối lượng vật tỏa nhiệt hay thu nhiệt Ta có: m c  t  t  m c  t  t  mt  th th 1th � mth  t t 1t ct  t1t  t2  cth  t2  t1th  - Tính nhiệt độ hỗn hợp sau cân nhiệt: Từ (1) ta có: mt.ct.t1t – mt.ct.t2 = mth.cth.t2 – mth.cth.tth suy ra: mt ct t1t  mth cth t1th mt.ct.t1t + mth.cth.t1th = (mt.ct + mth.cth).t2 � t2  mt ct  mth cth - Tính nhiệt độ ban đầu vật tỏa nhiệt hay thu nhiệt: mth cth  t2  t1th  m c (t  t ) � t1t  th th 1th  t2 Từ (1) ta có: t1t  t2  mt ct mt ct mt ct  t1t  t2  m c (t  t ) � t1th  t2  t t 1t Suy ra: t2  t1th  mth cth mth cth Bài tập 1: Một nhiệt kế có khối lượng 50g, nhiệt dung riêng 138J/kg.K nhiệt độ 10oC Đem nhiệt kế nhúng toàn vào 500g nước Nếu nhiệt kế 45oC, giá trị thực nhiệt độ nước nhúng nhiệt kế vào bao nhiêu? Nêu nhận xét (lấy nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K) Giải: Nhiệt lượng mà nhiệt kế hấp thụ từ nước tỏa ra: Q1 = m1.c1.∆t1 = 0,050.138.(45 – 10) = 241,5J Phương trình cân nhiệt cho biết nhiệt lượng nhiệt kế hấp thụ vào nhiệt lượng tỏa nước: Ta có: Q2 = m2.c2.∆t2 = 241,5J 241,5 241.5   0,12o C Suy ra: t2  m2 c2 0.500.4200 Hay ∆t2 = t2 – t1 → t2 = t1 + 0,12oC = 45oC + 0,12oC = 45,12oC Vậy nhiệt độ thực nước 45,12oC Nhận xét: Nhiệt độ thực nước có cao so với nhiệt độ nhiệt kế chỉ, ta nhúng nhiệt kế vào nhiệt kế hấp thụ phần nhiệt lượng làm nhiệt độ nước giảm xuống Đây nguyên nhân gây sai số đo Bài tập 2: Pha lít nước sơi 100 oC lít nước nguội 20oC ta thu hỗn hợp lít nước nhiệt độ bao nhiêu? (Bỏ qua mát nhiệt mơi trường xung quanh) Giải: Hỗn hợp nước tích là: V = + = 15 (lít) Nhiệt lượng nước nguội thu vào: Qth = mnng.cnng.(t2 – t1nng) (1) Nhiệt lượng nước nóng tỏa ra: Qt = mnn.cnn.(t1nn – t2) (2) Theo phương trình cân nhiệt ta có: Qt = Qth (3) Từ (1), (2) (3) ta có: mnng.(t2 – t1nng) = mnn.(t1nn – t2) Suy ra: (mnn + mnng).t2 = mnng.t1nng + mnn.t1nn Từ đó, tính được: m t  mnn t1nn 9.20  6.100 t2  nng 1nng   25o C mnn  mnng 96 Vậy ta thu 15 lít nước 250C Bài tập 3: Thả thỏi nhơm có khối lượng 0,44kg vào lít nước o 80 C nhiệt độ cuối nước sau cân nhiệt 75 oC Hỏi nhiệt độ ban đầu thỏi nhôm bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng nước nhôm 4200J/kg.K 880J/kg.K Bỏ qua nhiệt lượng bình mơi trường ngồi hấp thụ Giải: Gọi t1nh nhiệt độ cuối hỗn hợp có cân nhiệt Ta có: Nhiệt lượng nước tỏa ra: Qt = mn.cn.(t1n – t2) (1) Nhiệt lượng thỏi nhôm thu: Qth = mnh.cnh.(t2 – t1nh) (2) Theo phương trình cân nhiệt: Qt = Qth (3) Từ (1), (2) (3) ta có: mn.cn.(t1n – t2) = mnh.cnh.(t2 – t1nh) Suy ra: m c  t  t  m c  t  t  t2  t1nh  n n 1n � t1nh  t2  n n 1n mnh cnh mnh cnh Từ đó, ta tính được: m c  t  t  1.4200. 80  75  t1nh  t2  n n 1n  75  �21o C mnh cnh 0,44.880 3.4 Dạng 4: Dựa vào phương trình cân nhiệt để tính đại lượng có liên quan khơng bỏ qua hao phí: Phương pháp giải: Áp dụng công thức: Q cung cấp = Q vật thu + Q hao phí - Cách tính Q vật thu dạng - Cách tính Q hao phí, tùy theo đề bài, mà ta tính theo cách khác Bài tập: Đổ lít nước sơi vào nồi nhơm nhiệt độ 20 oC Nhiệt độ nồi nước sau cân nhiệt 45oC Hỏi khối lượng nồi nhôm bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng nhôm nước 880J/kg.K 4200J/kg.K, nhiệt lượng môi trường xung quanh hấp thụ chiếm 30% nhiệt lượng nước tỏa Giải: Gọi t2 nhiệt độ cuối nồi nước có cân nhiệt Ta có: Nhiệt lượng nước tỏa ra: Qt = mn.cn.(t1n – t2) (1) Nhiệt lượng nồi nhôm thu vào: Qnhth = mnh.cnh.(t2 – t1nh) (2) Nhiệt lượng mơi trường ngồi hấp thụ: Qmtth = 0,3.Qt = 0,3.mn.cn.(t1n – t2) (3) Theo phương trình cân nhiệt ta có: Qt = Qth (4) Từ (1), (2), (3) (4) ta có: mn.cn.(t1n – t2) = mnh.cnh.(t2 – t1nh) + 0,3.mn.cn.(t1n – t2) Suy ra: mnh.cnh.(t2 – t1nh) = 0,7 mn.cn.(t1n – t2) Vậy, khối lượng nồi nhôm là: 0,7.mn cn  t1n  t2  0,7.5.4200.(100  90) mnh   �2,4(kg ) cnh  t2  t1nh  880.(90  20) 3.5 Bài tập dạng khác: Bài tập 1: Trộn lẫn rượu vào nước, người ta thu hỗn hợp nặng 140 gam nhiệt độ t = 36oC Tính khối lượng nước rượu pha biết ban đầu rượu có nhiệt độ t = 19oC nước có nhiệt độ t = 100oC Nhiệt dung riêng rượu nước là: c1 = 2500J/kg.độ ; c2 = 4200J/kg.độ Giải: Gọi m1, m2 khối lượng rượu nước - Nhiệt lượng rượu thu vào: Q1 = m1.c1.(t – t1) - Nhiệt lượng nước tỏa ra: Q2 = m2.c2.(t2 – t) Khi có cân nhiệt: Q1 = Q2 m1.c1.(t – t1) = m2.c2.(t2 – t) m1 c2 (t2  t ) 4200(100  36)   �6,3 m2 c1 (t  t1 ) 2500(36  19) m1 = 6,3 m2 Mặt khác: m1 + m2 = 140 (g) 6,3m1 + m2 = 7,3m2 = 140 → m2 = 19,18 (g) m1 = 6,3.m2 = 6,3.19,18 ≈ 120,82 (g) Vậy, khối lượng ban đầu: m1 = 120,82 (g); m2 = 19,18 (g) Bài tập 2: Trộn lít nước 10 oC lít nước 30 oC vào nhiệt lượng kế có 10 lít nước có nhiệt độ là: A B C D 10oC 15oC 20oC 25oC lít lít 10oC 30oC 10 lít t Giải: Chọn C Giải thích chọn phương án trên: Theo phương trình cân nhiệt ta có: 5c  t  10   5c  30  t  � t  10  30  t � 2t  40 � t  20o C 10 Bài tập 3: Trộn 25 lít nước sơi với 75 lít nước 15 oC Tính nhiệt độ cuối * Hướng dẫn cách tìm o lời giải: 15 C t? o - m1 = 100 C 25kg; m2 = 75kg; mhh = 25 lít 75 lít 100 lít 100kg (Quy � m = kg) ước: V = lít - Nhiệt dung riêng nước giống nhau; t nhiệt độ cuối - Khi đó: Q1 + Q2 = 100 - Giản ước: Q1 Q2 cho 25c Giải: Phương trình cân nhiệt cho: 25c(100 – t) + 75c(t – 15) =100 (100 – t) + 3(t – 15) = 100 (*) t nhiệt độ cuối Từ (*) ta tính được: t = 22,5oC Bài tập 4: Một người dùng nước bể, có nhiệt độ 200C để pha nước ‘ba sơi hai lạnh’ Hãy tính nhiệt độ nước pha * Hướng dẫn cách tìm lời giải: - ‘Ba’ ‘hai’ cụm từ ‘ba sơi hai lạnh’ có nghĩa ‘ba thể tích nhau’ ‘hai thể tích nhau’, chẳng hạn, ‘ba gáo nước sôi hai gáo nước lạnh’, ‘ba lít nước sơi ba lít nước lạnh’ - Đại lượng giống m gáo nước sôi; nhiệt dung riêng giống c (chất lỏng nước); nhiệt độ nước sôi nước lạnh lượng nước hỗn hợp trao đổi nhiệt cân theo nguyên lí truyền nhiệt - Nhiệt độ sôi là: 1000C; nhiệt độ nước để pha: 200C; nhiệt độ cuối là: t Giải: Gọi m khối lượng gáo nước sôi nước lạnh Gọi t nhiệt độ cuối nước Theo đề ta có phương trình cân nhiệt nước sơi nước lạnh là: 3m.c(100  t)  2m.c(t  t ) (1) Chia hai vế (1) cho m.c ta được: 3m.c(100  t)  2m.c(t  t ) � 3(100  t)  2(t  t )  2(t  20) 340 � 300  3t  t  40 � 5t  340 � t   680 C Nhận xét: áo cáo SKKN này, triển khai đến HS lớp Báo cáo trước tổ chuyên môn hội đồng thẩm định SKKN nhà trường Được đánh giá có tính sáng tạo thiết thực GV HS, phân loại dạng tập cho đối tượng HS Qua GVBM lấy làm tư B 11 liệu để nâng cao trình độ chun mơn giảng dạy, HS nắm kiến thức lý thuyết bản, mở rộng phương pháp giải kiểu Điều làm cho HS u thích mơn học, đồng thời kết học tập tốt Như bước nâng cao chất lượng Dạy Học mơn SKKN có sở khoa học xây dựng sở lý thuyết khoa học nhà Bác học dày công nghiên cứu để lại, áp dụng vào thực hành giải toán Vật Lí… linh hoạt, có sáng tạo vào dạng tập mức độ từ đến nâng cao, thiết thực trình dạy học dạy học theo chủ đề tập Hiệu quả: 5.1 Số liệu điều tra trước thực SKKN: Lớp Sĩ số 40 Giỏi SL Khá % 5% SL Trung bình SL % 20 50% % 20% Yếu SL 10 % 25% 5.2 Số liệu điều tra sau thực báo cáo SKKN: Lớp Sĩ số 40 Giỏi SL Khá % 10% SL 15 Trung bình SL % 16 40% % 37,5% Yếu SL % 12,5% 5.3 Nhận xét: Nội dung Tăng Giảm Giỏi SL Khá % 5% SL % 17,5% Trung bình SL % 10% Yếu SL % 12,5% Khả điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến: - Sáng kiến dành cho GV HS mơn Vật Lí 8, áp dụng rộng rãi trường THCS thị xã - Điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến: + Giáo viên: Soạn nội dung tập Word Powerpoint, bảng phụ ghi nội dung phương pháp giải tập, phiếu tập phát cho HS, máy tính cầm tay + Học sinh: Sách giáo khoa, sách tập, đồ dùng học tập (gồm viết, thước, máy tính cầm tay, giấy nháp,….) M III Kết luận: ơn tự nhiên nói chung mơn Vật Lí nói riêng mơn học khó, đặc biệt HS sống vùng có điều kiện kinh tế khó khăn trường TH&THCS Phong Thạnh A Do u thích HS mơn ít, nhận thấy số HS phải có học lực trở lên Do nhận thấy người GV lên lớp bên cạnh việc chuẩn bị cẩn thận, chu đáo, phải sáng tạo, vận dụng linh hoạt phương pháp để truyền tải tới HS nội dung kiến thức mà em cần lĩnh hội Bản thân sau thực sáng kiến kinh nghiệm này, nhận thấy đa số em 12 đọc tài liệu, chuẩn bị đầy đủ trước đến lớp, có ý thức ham học Các em HS yếu, trung bình hiểu nhanh hơn, tự làm dạng tập tương tự, HS có tiến vượt bậc Có thành cơng nói nhờ có cố gắng nỗ lực thầy trị chúng tơi, kết đạt chưa thật mong muốn, chất lượng kiểm tra ý thức tự học em HS tăng lên Do với SKKN tin tưởng thân thực thành cơng năm học chia sẻ cho bạn đồng nghiệp tỉnh thực Trên báo cáo SKKN Mong hội đồng giám khảo, thầy cô giáo đồng nghiệp bạn đọc động viên; góp ý chân thành để báo cáo SKKN hồn thiện tốt năm học kế tiếp, thành công nhiều Xin chân thành cảm ơn! Phong Thạnh A, ngày 27 tháng năm 2018 XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG XÉT DUYỆT SÁNG KIẾN, GIẢI PHÁP TRƯỜNG NGƯỜI VIẾT Huỳnh Vũ Linh XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG XÉT DUYỆT SÁNG KIẾN, GIẢI PHÁP PHÒNG GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG XÉT DUYỆT SÁNG KIẾN, GIẢI PHÁP THỊ XÃ 13 ... mạnh dạn viết báo cáo SKKN: ? ?Vận dụng kiến thức học cơng thức tính nhiệt lượng phương trình cân nhiệt để giải tập? ?? Với mục đích giúp HS có phương pháp cách giải dạng tập chủ đề Đồng thời coi tài... 3.1 Dạng 1: Tính nhiệt lượng thu vào, khối lượng, nhiệt độ đầu hay nhiệt độ cuối nhiệt dung riêng vật bỏ qua hao phí nhiệt: Phương pháp giải: Áp dụng cơng thức tính nhiệt lượng thu vào: Qthu =... ra: t2  t1  3.3 Dạng 3: Dựa vào phương trình cân nhiệt để tính đại lượng có liên quan bỏ qua hao phí nhiệt: Phương pháp giải: Áp dụng cơng thức tính nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra: Q th = m.c.∆t