- Khảo sát chất lượng đầu năm học của khối 8 để tìm ra học sinh khá và giỏi.
b. Cách giả i:
Bước 1: Phân tích đề bài tìm đối tượng toả nhiệt, đối tượng thu nhiệt.
Bước 2: Dùng công thức tính nhiệt lượng để tính nhiệt lượng toả ra, nhiệt lượng thu vào.
Bước 3: Dùng phương trình cân bằng nhiệt Qtoả ra = Qthu vào để tính đại lượng chưa biết theo yêu cầu của đề bài.
c. Hướng dẫn giải bài tập cụ thể:
Ví dụ 1 : Một quả cầu nhôm có khối lượng 0,105kg được đun nóng tới 1420C rồi thả vào chậu nước ở nhiệt độ 200C. Sau một thời gian, nhiệt độ của quả cầu và của nước đều bằng 420C. Xác định khối lượng của nước, coi như quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau. Cho biết cnước = 4200J/kg.K, Cnh = 880J/kg.K.
Bước 1: Giáo viên yêu cầu học sinh đọc đề
Bước 2: Hướng dẫn học sinh phân tích hiện tượng vật lý bên trong bài toán. ? Bài toán trên có mấy đối tượng tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt. ? Đối tượng nào thu nhiệt, đối tượng nào toả nhiệt.
? Nhiệt lượng toả ra được tính như thế nào? ? Nhiệt lượng thu vào được tính như thế nào. ? Dựa vào đâu để tính được khối lượng của nước.
Giáo viên chốt lại: Bài toán trên có hai đối tượng tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt, quả cầu nhôm là vật toả nhiệt còn nước là vật thu nhiệt. Nhiệt lượng quả cầu toả ra bằng nhiệt lượng nước thu vào.
Bước 3: Mời học sinh vận dụng công thức để giải bài tập này thời gian 8 phút Bước 4: Gọi học sinh lên bảng thực hiện
Từ phần hướng dẫn học sinh phân tích hiện tượng vật lý bên trong bài toán đó, học sinh sẽ hiểu rõ bản chất của vấn đề, từ đó vận dụng các bước khi giải bài tập vật lý mà giải bài tập hoàn chỉnh như sau:
Tóm tắt m1= 0,105kg t1 = 142°C t = 42°C t2= 20°C c1 = 880J/kg.K c2 = 4200J/kg.K m2 = ? Giải:
Nhiệt lượng quả cầu nhôm tỏa ra khi hạ nhiệt từ 1420C xuống 420C.
Q1 = m1c1( t1 – t) = 0,105.880.(142-42) =9240J
Nhiệt lượng nước thu vào để nó tăng nhiệt độ từ 200C đến 420C.
Q2 = m2.c2 ( t – t2 ) = m2.4200(42 – 20) = 92400m2J Theo phương trình cân bằng nhiệt , ta có:
Q1 = Q2 9240 = 92400m2 => m2 = 0,1kg.
Bước 5: Giáo viên giúp HS kiểm tra lại xem cách giải trên đã đúng chưa? Có đúng với thực tế không?
Đơn vị có phù hợp chưa? - Có cùng thứ nguyên không?
Chú ý: Bài tập này có thể yêu cầu tính độ tăng (độ giảm) nhiệt độ, nhiệt dung
riêng, nhiệt độ cân bằng của quá trình trao đổi nhiệt thì ta cũng giải tương tự.
Đối với dạng toán mà hệ gồm ba hay bốn vật trao đổi nhiệt với nhau thì sao?
Ví dụ 2: Một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 0,1kg chứa 0,5kg nước ở 200C. Người ta thả vào nhiệt lượng kế nói trên một thỏi đồng có khối lượng 0,2kg đã được đun nóng đến 2000C. Xác định nhiệt độ cân bằng của hệ thống. Cho biết cnước = 4200J/kg.K, cCu = 380J/kg.K.
Bước 1: Giáo viên yêu cầu học sinh đọc đề
Bước 2: Hướng dẫn học sinh phân tích hiện tượng vật lý bên trong bài toán.
Bài toán trên có 3 đối tượng tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt. Nhiệt lượng kế và nước là vật thu nhiệt còn đồng là vật tỏa nhiệt. Nhiệt lượng nước và nhiệt Lượng kế thu vào bằng nhiệt lượng đồng toả ra
Bước 3: Học sinh hoạt động nhóm vận dụng công thức để giải bài tập này 12 phút Bước 4: Giáo viên chiếu đáp án và thang điểm cho các nhóm nhận xét chấm bài thống nhất kết quả.
Giải:
- Gọi t2 là nhiệt độ cân bằng:
Nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế thu vào(để tăng từ 200C lên t2 0C): Q1= m1c1(t2–t1)=0,1.380(t2–20)=38(t2 – 20)
Nhiệt lượng nước thu vào(để tăng từ 200C lên t2 0C): Q2 = m2.c2( t2 – 20) = 0,5.4200( t2- 20) = 2100( t2 – 20). Nhiệt lượng đồng tỏa ra(Khi hạ từ 2000C xuống t2 0C ):
Q3 = m3.c3.( t”1 – t2) = 1,2.380.( 200 – t2) = 76( 200 – t2) Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có: Q3 = Q1 + Q2
38t2 – 760 + 2100t2 – 4200 = 15200 – t2 => t2 = 26,10C
Bước 5: Giáo viên giúp HS kiểm tra lại xem cách giải của các nhóm đúng chưa? Có đúng với thực tế không?
Đơn vị có phù hợp chưa? - Có cùng thứ nguyên không? - Đánh giá cách thức tiến trình thực hiện biện pháp:
Học sinh yêu thích môn học hơn, tỉ lệ học sinh không thích và cảm thấy khó học đã giảm đáng kể từ đó kích thích khả năng học tập của học sinh làm cho chất lượng môn học được nâng cao.
+ Đã rèn kĩ năng giải bài tập cho học sinh.
+ Kết quả cho thấy tỉ lệ học sinh đạt điểm khá giỏi cao và đặc biệt tỉ lệ học sinh yếu rất thấp.
+ Vận dụng biện pháp vào bồi dưỡng học sinh giỏi: có học sinh đạt danh hiệu học sinh giỏi cấp huyện và vào đội sơ tuyển
2.3. Kết quả, hiệu quả của biện pháp trong việc nâng cao chất lượng công tác giảng dạy ở cơ sở:
+ Đối với học sinh giỏi khối 8:
Trước đây kết quả giảng dạy trên lớp đạt 70% đến 80% trung bình trở lên, khi sử dụng các kinh nghiệm trên. Kết quả giảng dạy tăng lên từ 94% đến 96% trung bình trở lên.
+ Đối với học sinh giỏi khối 9: Tự học và giải được các dạng bài tập vật lí nhiệt học nâng cao