Một số giải pháp giúp hình thành và phát triển kỹ năng giải bài tập phần nhiệt học cho HS lớp 8 trường THCS nga giáp

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HỐ PHỊNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGA SƠN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIÚP HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN KỸ NĂNG GIẢI BÀI TẬP PHẦN NHIỆT HỌC CHO HỌC SINH LỚP TRƯỜNG THCS NGA GIÁP Người thực hiện: Bùi Thị Bình Ngày sinh 10 tháng năm 1969 Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THCS Nga Giáp SKKN thuộc mơn: Vật lý THANH HỐ NĂM 2021 MỤC LỤC Nội dung Mở đầu 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Kết luận, kiến nghị 3.1 Kết luận 3.2 Kiến nghị Trang 1 2 2 13 14 14 14 Mở đầu 1.1 Lý chọn đề tài Mơn Vật lí mơn khoa học tự nhiên mà mục tiêu giáo dục yêu cầu phải hình thành, phát triển học sinh lực khoa học tự nhiên, bao gồm thành phần: nhận thức khoa học tự nhiên, tìm hiểu tự nhiên, vận dụng kiến thức, kỹ học Đồng thời với môn học hoạt động giáo dục khác góp phần hình thành phát, phát triển phẩm chất chủ yếu lực chung, đặc biệt tình yêu thiên nhiên, giới quan khoa học, tự tin, trung thực, khách quan, thái độ úng xử với giới tự nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững để trở thành người cơng dân có trách nhiệm, người lao động có văn hóa, cần cù, sáng tạo đáp ứng nhu cầu nghiệp xây dựng, bảo vệ đất nước thời đại tồn cầu hóa cách mạng cơng nghiệp Trong q trình giảng dạy tơi nhận thấy em làm quen mơn Vật lí từ lớp 6, lớp giai đoạn cung cấp cho học sinh kiến thức Vật lí dạng định tính, khái niệm chưa đầy đủ Vật lí em bắt đầu làm quen với toán định lượng nên nhiều học sinh chưa định hướng yêu cầu toán, chưa có phương pháp giải số em biết cách làm trình bày chưa chặt chẽ, chưa khoa học Vật lí chia làm hai phần: phần học phần nhiệt học Nhiệt học bốn phần kiến thức Vật Lí trang bị cho học sinh THCS Lượng kiến thức phần không nhiều so với phần khác, tập phần khơng q khó song em tiếp xúc với tập định lượng nên việc định hướng giải tập vật lý nói chung tập phần nhiệt nói riêng học sinh trường THCS Nga Giáp cịn khó khăn với em em chưa có phương pháp giải, dẫn đến nhiều em có tâm lý ngại học mơn vật lý Mặt khác tập phần nhiệt học phần trọng tâm chương trình thi học sinh giỏi vật lý Xuất phát từ thực tế trên, băn khoăn trăn trở đến chất lượng học mơn vật lý nói chung mơn Vật Lý nói riêng, làm để em tiếp thu kiến thức tốt hơn, tạo cho em niềm đam mê hứng thú với mơn học Đó lý chọn đề tài: “Một số giải pháp giúp hình thành phát triển kỹ giải tập phần nhiệt học cho học sinh lớp trường THCS Nga Giáp’’ 1.2 Mục đích nghiên cứu Mục đích đề tài “Một số giải pháp giúp hình thành phát triển kỹ giải tập phần nhiệt học cho học sinh lớp trường THCS Nga Giáp’’ hướng dẫn học sinh nắm vững dạng tập phương pháp giải dạng tập phần Nhiệt học Học sinh biết vận dụng kiến thức học vào giải tập rèn luyện cách trình bày toán Vật Lý chặt chẽ khoa học Đồng thời giúp em định hướng tập, biết phương pháp làm tập, biết cách trình bày tốn khoa học từ tạo nên hứng thú học tập, phát huy tính tích cực chủ động em học tập, em khơng cịn ngại học mơn Vật Lý đồng thời nâng cao chất lượng mơn, góp phần hoàn thành mục tiêu giáo dục nâng cao chất lượng học sinh mũi nhọn đạt mục tiêu mà đặt viết sáng kiến 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Nghiên cứu toán trao đổi nhiệt chất - Nghiên cứu số toán khai thác phát triển lên từ toán trao đổi nhiệt chất - Nghiên cứu phương pháp cách giải dạng toán trao đổi nhiệt chất 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập tài liệu: SGK, SGV, SBT, SNC - Phương pháp vấn: Trao đổi với đồng nghiệp - Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin, thống kê xử lý số liệu Phương pháp tổng kết kinh nghiệm, thực nghiệm, đàm thoại, đổi kiểm tra đánh giá học sinh - Các phương pháp dạy học theo hướng đổi Nội dung sáng kiến kinh nghiệm Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm - Nhiệt lượng phần nhiệt mà vật nhận thêm hay bớt trình 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 - Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra, thu vào Q = m.c ∆ t Trong ( ∆ t = t1- t2 t2 - t1) Q: nhiệt lượng thu vào (toả ra) chất (J) m: khối lượng chất thu vào(toả ra) (kg) c: nhiệt dung riêng chat thu vào (toả ra) (J/kg.K) ∆ t: độ tăng (giảm) nhiệt độ chất (°C) - Phương trình cân nhiệt Q toả = Q thu vào - Nhiệt lượng toả nhiên liệu (bài HS tự đọc) Q = m.q Q: nhiệt lượng toả nhiên liệu bị đốt cháy(J) m: khối lượng nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn (kg) q: suất toả nhiệt nhiên liệu (J/kg) - Cơng thức tính hiệu suất Qi H= Q Qi : nhiệt lượng có ích (J) Qtp : nhiệt lượng toàn phần (J) - Hiệu suất động nhiệt (bài HS tự đọc) A H= Q A: công mà động thực (J) Q: nhiệt lương nhiên liệu bị đốt cháy toả (J) 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm: Từ thực tế giảng dạy rút kinh nghiệm cho thân Đối với học sinh nông thôn mức độ tư đa số thấp, khả liên hệ vấn đề có tính tương tự chưa nhanh Vì tốn mà khơng có cách giải tổng qt khơng phân dạng để giải em khó tiếp thu, đưa em không định hướng cách làm Nên giáo viên phải gợi ý hướng dẫn giải mẫu, tóm tắt bước giải Sau cho em làm tương tự mà em cịn mơ màng Bởi q trình giảng dạy tơi ln cố gắng tìm cung cấp cho em phương pháp giải dạng toán Qua giảng dạy mơn Vật lí phần Nhiệt học nhận thấy việc định hướng giải tập định lượng em yếu mặt sau: - Kĩ tìm hiểu đề em hạn chế, em chưa xác định đề cho yếu tố gì, cần phải tìm yếu tố - Các em chưa xác định trình trao đổi nhiệt - Các em chưa xác định đối tượng trao đổi nhiệt - Các em chưa xác định bước giải tập - Kĩ vận dụng kiến thức toán vào tính tốn cịn chậm - Kỹ vận dụng kiến thức học vào giải tập Vật lý cách có hiệu vận dụng kiến thức Vật Lý vào giải thích tượng vật lý đời sống hạn chế * Kết thực trạng Sau học xong phần nhiệt học môn vật lý năm 2019 – 2020 thử cho em giải tốn dạng thơng qua kiểm tra 45 phút (đề phụ lục), kết thu sau: Bảng thống kê chất lượng chưa áp dụng sáng kiến kinh nghiệm vào thời điểm tháng 5/2020 năm học 2019-2020: Khá TB Yếu Kém Tổng Giỏi số SL (%) SL (%) SL (%) SL (%) SL (%) 46 10,9 12 26,1 21 45.7 17.3 0 Nhìn vào bảng thống kê ta thấy kết giải dạng tốn cịn hạn chế Từ thực trạng trên, để kết giảng dạy tốt góp phần ơn luyện học sinh khá, giỏi hiệu cao hơn, mạnh dạn đưa “Một số giải pháp giúp hình thành phát triển kỹ giải tập phần nhiệt học cho học sinh lớp trường THCS’’ Với mong muốn làm để em hiểu vận dụng kiến thức phần nhiệt học vào giải tập học sinh đại trà tập nâng cao học sinh khá, giỏi 2.3 Các giải pháp sử dụng để gải vấn đề 2.3.1 Chuẩn bị giáo án, trang thiết bị chu đáo trước đến lớp - Giáo viên soạn kĩ bài, khắc sâu kiến thức - Giáo viên đọc thêm sách tham khảo để sưu tầm nhiều dạng tập chọn phương pháp giải dễ hiểu - Cần phải tổ chức cho học sinh hoạt động học tập cách tích cực giúp cho em có tính tự học, tự giác - Cần hướng dẫn nhắc lại cho học sinh số kiến thức có liên quan - Đưa phương pháp giải ngắn gọn, dễ hiểu - Với tập phải giúp học sinh định hướng phương pháp giải, đưa dạng toán để gặp khác học sinh vận dụng giải được, tránh giải rập khn máy móc - Với tập có nhiều đại lượng cần ý rèn kĩ tóm tắt đề đổi đơn vị - Ở tiết học phải dành thời gian hướng dẫn học sinh làm tập nhà Luôn đổi phương pháp dạy học giúp học sinh phát huy khả tư thân 2.3.2 Từ tập SGK, khai thác phát triển thành tập nâng cao 2.3.3 Phân loại tập định hướng cách giải phù hợp với loại đối tượng học sinh * Ví dụ minh họa Dạng 1: Bài tập có q trình thu nhiệt chất hay nhiều chất Bài tập 1:(SGK –trang 86) Tính nhiệt lượng cần truyền cho 5kg đồng để tăng nhệt độ từ 20°C lên 50°C Biết nhiệt dung riêng đồng 38J/kg.K Phân tích bài: ? Bài tốn có đối tượng tham gia thu nhiệt ? Nhiệt lượng đồng thu vào tính theo cơng thức Giáo viên chốt lại: Bài tốn có đối tượng tham gia thu nhiệt 5kg đồng để tăng tư 20°C lên 50°C Tóm tắt: m = kg c1 = 380J/kg.K Q=? Giải Nhiệt lượng cần truyền cho 5kg đồng để tăng từ 20°C đến 50°C là: Q = m.c ∆ t = 5.380 (50 – 20) = 57 000(J) Từ toán ta phát triển thành tốn có hai hay nhiều vật thu nhiệt Bài tập 2: (Được phát triển từ tập 1) Một ấm đun nước nhơm có khối lượng 0,6kg chứa 2,5 lít nước 25°C Muốn đun sơi ấm nước cần nhiệt lượng bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K, đồng 880J/kg.K Phân tích tốn: ? Bài tốn có đối tượng tham gia thu nhiệt Nhiệt lượng thu vào đối tượng tính theo cơng thức ? Nhiệt lượng để đun sôi ấm nước tính Giáo viên chốt lại: Bài tốn có hai đối tượng tham gia thu nhiệt 0,6kg nhơm 25°C 2,5 lít nước 25°C Vậy nhiệt lượng để đun sôi ấm nước nhiệt lượng cung cấp cho nước để tăng từ 25°C đến 100°C nhiệt lượng cung cấp cho ấm nhôm để tăng từ 25°C đến 100°C Từ phân tích ta có lời giải sau: Tóm tắt m1 = 0,6 kg m2 = 2,5 kg c1 = 880J/kg.K c2 = 4200J/kg.K Q=? Giải Nhiệt lượng cần để đun 0,6 kg nhôm từ 25°C đến 100°C là: Q1 = m1.c1 ∆ t = 0,6.880 (100 – 25) = 39 600(J) Nhiệt lượng cần để đun kg nước từ 25°C đến 100°C : Q2 = m2.c2 ∆ t = 2,5.4200.(100 – 25) = 787 500(J) Nhiệt lượng cần để đun sôi ấm nước : Q = Q1+ Q2 = 39 600 + 787 500 = 827 100 (J) Phương pháp giải : Bước 1: Phân tích tìm đối tượng thu nhiệt Bước 2: Dùng công thức Q = m.c ∆ t để tính nhiệt lượng theo yêu cầu Chú ý phải đổi đơn vị (nếu cần) Từ dạng ta phát triển thành dạng 2: có q trình thu nhiệt q trình tỏa nhiệt Dạng 2: Bài tập có q trình thu nhiệt trình toả nhiệt Bài tập 1: Người ta thả miếng đồng khối lượng 0,5kg vào 500g nước Miếng đồng nguội từ 80°C xuống 20°C Hỏi nước nhận nhiệt lượng nóng lên thêm độ? Phân tích tốn: ? Bài tốn có đối tượng tham gia vào trình trao đổi nhiệt ? Đối tượng thu nhiệt, đối tượng tỏa nhiệt ? Yêu cầu tốn ? Nhiệt lượng tỏa tính nào? ? Nhiệt lượng thu vào tính ? Dựa vào đâu để tính nước nóng lên thêm độ Giáo viên chốt lại: Bài tốn có hai đối tượng tham gia vào trình trao đổi nhiệt Đồng vật tỏa nhiệt nước vật thu nhiệt Nhiệt lượng đồng tỏa nhiệt lượng nước thu vào Tóm tắt m1= 0,5kg m2 = 500g = 0,5kg t1 = 80°C t = 20°C c1 = 880J/kg.K c2 = 4200J/kg.K Q2 = ? ∆ t2 = ? Giải Nhiệt lượng đồng tỏa hạ nhiệt độ từ 80°C xuống 20°C : Q1 = m1.c1 ∆ t1= 0,5.880.(80 – 20) = 26 400 (J) Nhiệt lượng nước thu vào nhiệt lượng đồng tỏa ta có : Q2 = m2.c2 ∆ t2 = Q1= 26 400(J) Nước nóng lên thêm : ∆ t2 = Q2 26400 = 13°C = m2 c 0,5.4200 Vậy nước nhận nhiệt lượng 26 400J nóng lên thêm 13°C Chú ý: Bài tập yêu cầu tính khối lượng, nhiệt dung riêng, nhiệt độ cân trình trao đổi nhiệt ta giải tương tự Bài tập 2: Đổ 738 g nước nhiệt độ 15°C vào nhiệt lượng kế nhơm có khối lượng 100g, thả vào miếng kim loại có khối lượng 200g nhiệt độ 100°C Nhiệt độ bắt đầu cân nhiệt 17°C Tính nhiệt dung riêng miếng kim loại đó, lấy nhiệt dung riêng nước 4186J/kg.K, nhơm 880J/kg.K Phân tích tốn: Bài tốn có đối tượng tham gia vào q trình trao đổi nhiệt Nước nhiệt lượng kế vật thu nhiệt miếng kim loại tỏa nhiệt Nhiệt lượng nước nhiệt lượng kế thu vào nhiệt lượng miếng kim loại tỏa Tóm tắt m1=738g = 0,738kg m2 = 100g = 0,1kg m3 = 200g = 0,2kg t1 = t2 = 15°C t3 = 100° t = 17°C c1 = 4186 J/kg.K c2 = 380J/kg.K c3 =? Giải Nhiệt lượng nước nhiệt lượng kế thu vào : Q1= m1.c1 ∆ t1 =0,738.4186 (17 – 15) =6179(J) Q2 = m2.c2 ∆ t2 = 0,1.880 (17 – 15) = 176(J) Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa : Q3 = m3.c2 ∆ t3 = 0,2 c3.(100 -17) = 16,6.c3 Vì nhiệt lượng miếng kim loại tỏa nhiệt lượng nước nhiệt lượng kế thu vào nên: Q1 + Q2 = Q3 Thay số vào phương trình tính giá trị c3 C3 = 383J/kg.K(kim loại đồng) Phương pháp giải: Bước 1: Phân tích đề tìm đối tượng tỏa nhiệt, đối tượng thu nhiệt Bước 2: Dùng cơng thức tính nhiệt lượng để tính nhiệt lượng tỏa ra, nhiệt lượng thu vào Bước 3: Dùng phương trình cân nhiệt Q toả = Q thu vào để tính đại lượng chưa biết theo yêu cầu đề Từ dạng ta phát triển thành dạng 3: tập có nhiều đối tượng tham gia trao đổi nhiệt liên quan đến hiệu suất Dạng 3: Bài tập có nhiều đối tượng tham gia trao đổi nhiệt liên quan đến hiệu suất Bài tập: Dùng bếp lị nung nóng khối nhơm hình hộp chữ nhật có kích thước (25x16x10)cm Hỏi: a, Nhiệt lượng bếp lị cung cấp cho khối nhơm để tăng nhiệt độ từ 25 C đến 200 C Biết khối lượng riêng nhôm Dnh = 2700kg / m nhiệt dung riêng nhôm C nh = 880 j / kg.k , hiệu suất bếp lò 70% b, Nếu dùng nhiệt lượng để đun 6kg nước 25 C đựng ấm nhôm có khối lượng 500g nước có sơi khơng? Biết nhiệt dung riêng nước C n = 4200 J / Kg K Phân tích tốn: ? Bài tốn cho , hỏi ? Câu a đại lượng thu nhiệt, đại lượng tỏa nhiệt ? Hiệu suất bếp tính theo cơng thức ? Trong trường hợp nhiệt lượng nhiệt lượng có ích, nhiệt lượng nhiệt lượng toàn phần ? Câu b đại lượng tỏa nhiệt, đại lượng thu nhiệt, từ viết phương trình cân nhiệt Giải a Thể tích khối nhôm: ( ) Vnh = 25.16.10 = 4000 cm = 4.10 −3 m Khối lượng nhôm: mnh = Vnh Dnh = 4.10 −3.2700 = 10,8kg Nhiệt lượng thu vào khối nhôm Qnh = mnh C nh ( t nh − t1nh ) = 10,8.880.( 200 − 25) = 1663200( J ) Nhiệt lượng lò cung cấp cho khối nhôm: Q1 = Qnh / H = 1663200 : 0,7 = 2376000( J ) b Theo ra, nước nhận nhiệt lượng mà khối nhôm thu nên ta có: ( C n mn + C m0 ).( t − t1 ) = Qnh ( 4200.6 + 880.0,5).( t − 25) = 1663200 t = 90 C Vậy nước không sôi Phương pháp giải: Bước 1: Phân tích đề tìm đối tượng toả nhiệt, đối tượng thu nhiệt Bước 2: Dùng cơng thức tính nhiệt lượng để tính nhiệt lượng toả ra, nhiệt lượng thu vào Bước 3: Dùng cơng thức tính hiệu suất để tính nhiệt lượng bếp lị cung cấp Bước 4: Dùng phương trình cân nhiệt Q toả = Q thu vào để tính đại lượng chưa biết theo yêu cầu đề Từ dạng ta phát triển thành dạng 4: tập có nhiều đối tượng tham gia trao đổi nhiệt có nhiều giai đoạn trao đổi nhiệt Dạng 4: Bài tập có nhiều đối tượng tham gia trao đổi nhiệt có nhiều giai đoạn trao đổi nhiệt Bài tập 1: Người ta dùng cốc để đổ loại nước nóng vào nhiệt lượng kế chưa chứa chất Lần đổ cốc đầy nước nóng vào, có cân nhiệt thấy nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm 0C Lần đổ tiếp cốc đầy nước nóng, có cân nhiệt thấy nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm 30C Lần người ta lại đổ tiếp cốc đầy nước nóng, xác định nhiệt độ tăng thêm nhiệt lượng kế sau lần đổ Bỏ qua hấp thụ nhiệt cốc trao đổi nhiệt hệ với môi trường ngồi Phân tích tốn ? Bài tốn cho biết ? u cầu tốn ? Bài có đối tượng tham gia trao đổi nhiệt, có lần tra đổi nhiệt ? Lần trao đổi nhiệt thứ đại lượng tỏa nhiệt, đại lượng thu nhiệt ? Lần trao đổi nhiệt thứ hai đại lượng tỏa nhiệt, đại lượng thu nhiệt ? Lần trao đổi nhiệt thứ ba đại lượng tỏa nhiệt, đại lượng thu nhiệt ? Nhiệt lượng toả lần trao đổi nhiệt tính ? Nhiệt lượng thu vào lần tra đổi nhiệt tính ? Viết phương trình cân nhiệt lần trao đổi nhiệt Giải Gọi khối lượng nhiệt lượng kế m 1; Khối lượng cốc nước nóng m Nhiệt độ nước nóng ban đầu la t n; Nhiệt độ nhiêt lượng kế ban đầu t Nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng lên đổ tổng cộng cốc nước nóng vào nhiệt lượng kế ∆ t C1; C2 nhiệt dung riêng nhiệt lượng kế nước Theo đề ta có phương trình cân nhiệt: Đổ lần 1: m1.c1.5 = m2.c2.(tn - t0 - 5) (1) Đổ lần 2: m1.c1.8 = 2.m2.c2.( tn - t0 - 8) (2) Đổ lần 3: m1.c1 ∆ t = 9.m2.c2.(tn - t0 - ∆ t) (3) t n − t0 − 5 Chia (1) cho(2) ta được: = 2(t − t − 8) n ⇒ tn - t0 = 20 0C 2(tn − t0 − 8) Chia (2) cho (3) ta : ∆t = 9(t − t − ∆t ) n ∆ Thay tn - t0 = 20 vào tính t = 15 0C ⇒ Nhiệt độ tăng thêm nhiệt lượng kế sau lần đổ cốc đầy nước nóng là: 15 – = 0C Bài tập 2: Có bình cách nhiệt Bình thứ chứa 10 lít nước nhiệt độ 80 0C, bình thứ hai chứa lít nước nhiệt độ 400C a) Nếu chuyển tồn nước bình thứ vào thùng nhơm có khối lượng 2kg nhiệt độ 300C Tính nhiệt độ nước thùng bắt đầu xảy cân nhiệt b) Nếu rót phần nước từ bình thứ sang bình thứ hai, sau bình thứ hai đạt cân nhiệt, người ta lại rót trở lại từ bình thứ hai sang bình thứ lượng nước hai bình lại có dung tích nước lúc ban đầu Sau thao tác nhiệt độ nước bình thứ 78 0C Hỏi rót nước từ bình thứ sang bình thứ hai ngược lại? Biết khối lượng riêng nước 1000kg/m 3, nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K, nhiệt dung riêng nhôm 880J/kg.K (bỏ qua trao đổi nhiệt với mơi trường) Phân tích tốn: ? Bài có đối tượng tham gia trao đổi nhiệt, có lần tra đổi nhiệt ? Lần trao đổi nhiệt thứ đại lượng tỏa nhiệt, đại lượng thu nhiệt ? Lần trao đổi nhiệt thứ hai đại lượng tỏa nhiệt, đại lượng thu nhiệt Giải Đặt V1= 10(l), t1 = 800C, V2=2 (l), t2 = 400C, m3= 2kg, t3= 300C a Khi chuyển nước bình vào thùng nhơm: Gọi t nhiệt độ nước thùng nhôm bắt đầu xảy cân nhiệt Nhiệt lượng bình tỏa là: Q1 = cnước.m1 (80-t) Nhiệt lượng thùng nhôm thu là: Q2 = cnhôm m3(t-30) Ta có Q1= Q2 hay cnước.m1 (80-t) = cnhơm m3(t-30) Thay số: 4200.10.(80-t) = 880.2(t-30) Biến đổi tìm t ≈ 780C Vậy nhiệt độ nước thùng bắt đầu xảy cân nhiệt 780C b Do q trình rót nước từ bình sang bình ngược lại thể tích hai bình khơng đổi so với ban đầu Ở lần rót cuối nhiệt độ bình giảm ∆ t1 = 20C, nên nhiệt độ bình tăng, gọi ∆ t2 nhiệt độ tăng thêm bình Khi nước bình bị giảm phần nhiệt lượng là: Q1’ = m1.cnước ∆ t1 Khi nước bình thu vào phần nhiệt lượng là: Q2’ = m2.cnước ∆ t2 Áp dụng phương trình cân nhiệt ta có: m1.cnước ∆ t1= m2.cnước ∆ t2  20 = ∆ t2 => ∆ t2= 100C Vậy nhiệt độ nước bình xảy cân nhiệt là: 40 + 10 = 500C Mặt khác xét lần rót Gọi ∆ m khối lượng nước rót từ bình thứ sang bình thứ hai Ta có phương trình cân nhiệt: cnước ∆ m (80-50) = cnước m2 (50-40) => 30 ∆ m = 20 => ∆ m = kg Bài tập3: Dùng ca múc nước thùng chứa nước A có nhiệt độ t A = 20°C Và thùng chứa nước B có nhiệt độ t B = 80°C đổ vào thùng chứa nước C Biết trước đổ, thùng C có sẵn lượng nước nhiệt độ tC = 40°C tổng số ca nước vừa đổ thêm vào Tính số ca nước phải múc thùng A B để có nhiệt độ thùng C 50°C Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường, với bình chứa ca múc Phân tích tốn : Bài tốn có đối tượng tham gia vào trình trao đổi nhiệt Nước múc thùng A thu, nước có sẵn thùng C thu nhiệt, nước múc thùng B tỏa nhiệt Hướng dẫn: ? Gọi c nhiệt dung riêng nước, m khối lượng nước chứa ca, n1 n2 số ca nước múc thùng Avà thùng B số ca nước có sẵn thùng c (biểu diễn qua n1 n2) ? Viết phương trình biểu diền nhiệt lượng tỏa n ca nước múc từ thùng B ? Viết phương trình biểu diền nhiệt lượng lượng thu vào n ca nước múc từ thùng A ? Viết phương trình biểu diền nhiệt lượng thu vào lượng nước có sẵn thùng C ? Ta có phương trình cân nhiệt 10 Giải Gọi c nhiệt dung riêng nước, m khối lượng nước chứa ca, n1 n2 số ca nước múc thùng A thùng B số ca nước có sẵn thùng C (n1 + n2) Nhiệt lượng n1 ca nước thùng A đổ vào thùng C thu vào là: Q1 = n1 mc(50 – 20) = 30cmn1 Nhiệt lượng n1 ca nước thùng B đổ vào thùng C tỏa là: Q2 = n2 mc(80 – 50) = 30cmn2 Nhiệt lượng ( n1 + n2) ca nước thùng C hấp thụ là: Q3 = ( n1 + n2)mc(50 – 40) = 10cm( n1 + n2) Ta có phương trình cân nhiệt: Q1 + Q3 = Q2 30cmn1 + 10cm( n1 + n2) = 30cmn2 n2 = 2n1 Vậy múc n ca nước thùng A phải múc 2n ca nước thùng B Bài tập 4: Cho bình nhiệt lượng kế ban đầu chứa nước nhiệt độ t0 = 200C Người ta thả vào bình cầu giống đốt nóng đến 1500C Sau thả cầu thứ nhiệt độ nước bình cân nhiệt t1 = 300C Biết nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường bình nhiệt lượng kế Giả sử nước khơng bị tràn ngồi bình a Nếu thả tiếp cầu thứ hai, thứ ba nhiệt độ nước bình cân nhiệt bao nhiêu? b Cần thả cầu để nhiệt độ nước bình cân 72 C ? Phân tích tốn: ? Bài tốn cho , hỏi ? Có đối tượng tham gia vào trình trao đổi nhiệt câu a, đại lượng thu nhiệt, đại lượng tỏa nhiệt Hãy viết phương trình cân nhiệt trường hợp với nhiệt dung riêng bình q, nước q0 ? Gọi số cầu cần thả câu b n, t nhiệt độ cân ta thả n cầu lúc kết có thay đổi khơng viết phương trình cân nhiệt ? Từ hai phương trình cân nhiệt tính t đại lượng mà toán yêu cầu Giải a Gọi nhiệt dung bình nước cầu q , q0 Khi thả cầu thứ nhất, ta có phương trình cân nhiệt: q(30 – 20) = q0(150 – 30) Suy : q = 12q0 Gọi t nhiệt độ cân sau thả cầu thứ n vào bình 11 Giả sử cầu thả vào bình lúc, sau trình cân nhiệt thiết lập ta có: q(t – 20) = n.q0(150 – t) ⇔ 12q0(t – 20) = nq0(150 – t) (1) ⇒t = 150n + 240 12 + n Khi thả thêm cầu thứ ta có n = ⇒ t ≈ 38,6 (0C) Khi thả thêm cầu thứ ta có n = ⇒ t = 46 (0C) b 12(t − 20) 150 − t 12(72 − 20) Với t = 72 0C ta có n = =8 150 − 72 Từ (1) suy n = Vậy cần thả cầu vào bình để nhiệt độ cân nước đạt 720C Bài tập 5: Có hai bình cách nhiệt, bình chứa m1 =5kg nước t1 = 80 0C, bình chứa m2 = 2kg nước t2 = 20oC Người ta rót lượng nước từ bình sang bình 2, sau cân nhiệt, người ta lại rót lượng nước từ bình sang bình 1, nhiệt độ cân bình lúc t’1 =76 0C a Tính lượng nước rót lần b Tính nhiệt độ cân bình Phân tích tốn: ? Bài có đối tượng tham gia trao đổi nhiệt, có lần tra đổi nhiệt ? Lần trao đổi nhiệt thứ đại lượng tỏa nhiệt, đại lượng thu nhiệt ? Lần trao đổi nhiệt thứ hai đại lượng tỏa nhiệt, đại lượng thu nhiệt Hướng dẫn: ? Sau rót lượng nước m từ bình sang bình 2, nhiệt độ cân bình t’2 ta có phương trình cân nhiệt nào? Vì sao? ? Sau lần rót thứ lượng nước bình cịn lại bao nhiêu? ? Sau lần rót thứ ta có phương trình cân nhiệt nào? sao? Từ haiphương trình cân nhiệt nói biểu diễn m qua đại lượng cịn lại tìm m t’2 Giải a Gọi x lượng nước lần rót, c nhiệt dung riêng nước - Sau rót lượng nước x từ bình sang bình 2, nhiệt độ cân bình t’2 ta có phương trình cân nhiệt: xc(t1 – t’2) = c m2(t’2 - t2) Hay x(t1 – t’2) = m2(t’2 - t2) Suy : t’2 = (m2t2 +xt1) : (m2+x) (1) - Tương tự cho lần rót tiếp theo, nhiệt độ cân bình t’1 lúc lượng nước bình cịn m1 – x Ta có phương trình cân nhiệt: x c(t’1– t’2) = (m1 – x)c( t1 – t’1) 12 Hay x(t’1– t’2) = (m1 – x)( t1 – t’1) Suy : t’2 = t1 + m2(t’1– t1) : x (2) Từ (1) (2) ta tìm x = 0,4kg Vậy lượng nước rót lần 0.4kg b Thay x = 0,4 số liệu vào (1) ta tìm t’2 = 300 C Vậy nhiệt độ cân bình 300 C Phương pháp giải: Bước 1: Phân tích đề tìm đối tượng toả nhiệt, đối tượng thu nhiệt Bước 2: Chọn ẩn, biểu diễn số liệu chư biết qua ẩn Bước 3: Dùng cơng thức tính nhiệt lượng để tính nhiệt lượng toả ra, nhiệt lượng thu vào lần trao đổi nhiệt Bước 4: Dùng phương trình cân nhiệt Q toả = Q thu vào để tính đại lượng chưa biết theo yêu cầu đề Sau dạng tập giáo viên chốt lại phương pháp giải thêm tập tương tự để học sinh nhà luyện giải 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Sáng kiến “Một số giải pháp giúp hình thành phát triển kỹ giải tập phần nhiệt học cho học sinh lớp trường THCS Nga Giáp’’ ứng dụng công tác giảng dạy trường THCS Nga Giáp Bước đầu đánh giá kết khả quan cụ thể là: Đa số họ sinh có kỹ giải tương đối thành thạo tập Vật lý nói chung, tập phần nhiệt học nói riêng Học sinh lĩnh hội kiến thức nhanh hơn, tiếp nhận thông tin Vật Lý nhẹ nhàng hơn, kiến thức nắm vững vàng học sinh yêu thích học tập môn hơn, học sôi Học sinh sử dụng tương đối thành thạo kĩ Vật lý như: Quan sát, mơ tả, phân tích, nhận xét trình bày đối tượng Vật lý, biết vận dụng kiến thức học để tìm hiểu tượng vật lý đời sống Giải thích tuợng vật lý đơn giản vận dụng vào thực tế đời sống Rèn luyện cho học sinh khả thu thập, xử lý, tổng hợp thông tin Vật lý; rèn kĩ sống: tìm kiếm xử lí thơng tin, so sánh, phán đốn, tự tin, tự nhận thức, làm chủ thân, phản hồi, lắng nghe tích cực Học sinh động việc tìm lời giải tốn Vật lý, tự tìm mối liên hệ đại lượng Vật lý đa số em tự giải tập SGK SBT, Học sinh đội tuyển giải tương đối tốt tập nâng cao phần nhiệt học Sau học xong phần nhiệt học năm 2021, thực khảo sát kiểm tra 45 phút học sinh khối trường THCS Nga Giáp (vẫn với đề phụ lục), kết thu sau: 13 Giỏi Khá TB Yếu Kém SL (%) SL (%) SL (%) SL (%) SL (%) 13 20,0 26 40,0 22 33,9 6,1 0 Kết so sánh học sinh trước sau thực nghiệm giải pháp sáng kiến kinh nghiệm thể hiện: - Loại giỏi tăng 9,1% - Loại tăng 13,9% - Loại trung bình giảm 11,8% - Loai yếu giảm 11,2% Đặc biệt chất lượng mũi nhọn nâng lên đáng kể thể kết học sinh giỏi cấp huyện môn Vật lý năm học qua năm học Kết luận, kiến nghị 3.1 Kết luận Căn vào kết thực nghiệm hướng dẫn học sinh giải tập Vật lý cho học sinh lớp trường THCS Nga Giáp, với đóng góp ý kiến đồng nghiệp Trong lĩnh vực tơi thấy rằng: Việc đưa kinh nghiệm giúp học sinh hình thành phát triển kỹ giải tập Vật lý kinh nghiệm dạy học tích cực phù hợp với xu hướng đổi phương pháp dạy học lấy học sinh làm trung tâm Các em hồn tồn chủ động q trình nhận thức, lĩnh hội kiến thức, giáo viên đóng vai trị chủ đạo hướng dẫn học sinh hình thành phát triển kỹ Góp phần hình thành, phát triển phẩm chất chủ yếu lực chung, đặc biệt tình yêu thiên nhiên, giới quan khoa học, tự tin, trung thực, khách quan, thái độ ứng xử với giới tự nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững để trở thành người công dân có trách nhiệm, người lao động có văn hóa, cần cù, sáng tạo đáp ứng nhu cầu nghiệp xây dựng, bảo vệ đất nước thời đại tồn cầu hóa cách mạng cơng nghiệp Sử dụng giải pháp dạy học giúp học sinh hình thành phát triển kỹ giải tập Vật lý nói chung giải tập phần nhiệt học nói riêng vào giảng dạy giúp giúp cho em hình thành kỹ năng, kỹ xảo tốt Từ học sinh u thích học tập mơn, u mến thiên nhiên, có ý thức tiết kiệm nhiêu liệu góp phần bảo vệ mơi trường; có niềm tin vào khả thân , áp dụng kiến thức Vật lý phục vụ sống 3.2 Kiến nghị Giáo dục quốc sách hàng đầu Đảng Nhà nước ta, để phù hợp với tình hình xu tơi thiết nghĩ nên thường xuyên có trao đổi, thảo luận kinh nghiệm phương pháp dạy học Từ giáo viên có hội học hỏi, trao đổi với bạn bè đồng nghiệp vướng mắc, băn khoăn nội dung phương pháp giảng dạy - Ngoài việc học bồi dưỡng mạng hện nay, tơi đề nghị phịng giáo dục nên mở lớp học bồi bưỡng tập trung để giáo viên nâng cao chất lượng dạy Tổng số 65 14 - Tăng cường thời lượng đặc biệt hoạt động ngoại khóa để học sinh ứng dụng kiến thức môi trường vào thực tế - Vật lý mơn khoa học thực nghiệm, phịng chức riêng cho môn chưa đảm bảo yêu cầu, mong nhà trường cấp lãnh đạo tạo điều kiện sở vật chất, thiết bị, kĩ thuật cần thiết để đảm bảo cho công tác giảng dạy mơn Vật lí việc bồi dưỡng HSG đạt kết cao Sáng kiến kinh nghiệm có nội dung khơng thân nghiêm túc nghiên cứu thực Những kết mong góp phần nhỏ bé vào q trình đổi nội dung phương pháp dạy học nói chung dạy học mơn Vật lý nói riêng, từ góp phần nâng cao chất lượng giáo dục Kính mong đồng nghiệp, cấp quản lí giáo dục tham khảo, góp ý Tơi xin trân trọng cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Nga Giáp, ngày 13 tháng năm 2021 Tôi xin cam đoan đề tài viết, khơng chép nội dung người khác Người viết Bùi Thị Bình 15 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sách giáo khoa Vật lý Bộ GD&ĐT [2] Sách giáo viên Vật lý8 Bộ GD&ĐT [3] Hướng dẫn thực chuẩn kiến thức, kĩ môn vật lý THCS NXB Giáo dục - 2009 [4].Sách tập Vật lý Bộ GD&ĐT [5] Những vấn đề chung đổi giáo dục THCS Bộ GD& ĐT [6] Phương pháp dạy học theo hướng tích cực (NXB Đại học sư phạm) [7] Nguồn tài liệu mạng Internet [8] Tuyển chọn đề thi học sinh giỏi trung học sở môn Vật lý nhà xuất đại học sư phạm 16 DANH MỤC SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NGÀNH GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN, TỈNH VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Bùi Thị Bình Chức vụ đơn vị cơng tác: Trường THCS Nga Giáp TT Tên đề tài SKKN Phương pháp giảng dạy tiết ôn tập chương trình hình học theo hướng đổi Một số giải pháp giúp học sinh tự kiểm tra lại giải số tốn chương trình tốn học sinh trường THCS Nga Giáp Cấp đánh giá xếp loại Kết đánh giá xếp loại (Ngành GD cấp huyện/tỉnh; Tỉnh ) (A, B, C) Cấp Huyện C Cấp Huyện C Năm học đánh giá xếp loại 2008 - 2009 2019 -2020 17 PHỤ LỤC Đề khảo sát (Thời gian làm 45 phút) Câu 1(8 điểm): Một học sinh thả 300g chì 100 0C vào 120g nước 58,5 C, làm cho nước nóng lên đến 600C a Hỏi nhiệt độ chì có cân nhiệt b.Tính nhiệt lượng nước thu vào c Tính nhiệt dung riêng chì d So sánh nhiệt dung riêng chì tính với nhiệt dung riêng chì tra bảng giải thích lại có chênh lệch Lấy nhiệt dung riêng nước 4200 J/kg.K Câu 2(2 điểm): Muốn có 100 lít nước nhiệt độ 35 0C phải đổ lít nước sơi vào lít nước nhiệt độ 15 0C Lấy nhiệt dung riêng nước 4190 J/kg.K 18 ... phát triển kỹ giải tập phần nhiệt học cho học sinh lớp trường THCS Nga Giáp? ??’ 1.2 Mục đích nghiên cứu Mục đích đề tài ? ?Một số giải pháp giúp hình thành phát triển kỹ giải tập phần nhiệt học cho học. .. dụng giải pháp dạy học giúp học sinh hình thành phát triển kỹ giải tập Vật lý nói chung giải tập phần nhiệt học nói riêng vào giảng dạy giúp giúp cho em hình thành kỹ năng, kỹ xảo tốt Từ học sinh... phương pháp giải thêm tập tương tự để học sinh nhà luyện giải 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Sáng kiến ? ?Một số giải pháp giúp hình thành phát triển kỹ giải tập phần nhiệt học cho học sinh lớp trường