Sáng kiến kinh nghiệm Giải các dạng bài tập nâng cao phần nhiệt học trong bộ môn Vật lý 8 ở trường THCS

Thực trạng của nội dung cần nghiên cứu

Qua giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý, tôi nhận thấy việc định hướng giải bài tập định lượng phần nhiệt học của học sinh còn yếu những mặt sau:

+ Kỹ năng tìm hiểu đề bài: học sinh chưa xác định được đề bài cho yếu tố gì, cần phải tìm yếu tố nào; chưa xác định đúng đối tượng và các quá trình trao đổi nhiệt.

+ Các bước giải bài tập: học sinh còn chưa thực hiện chính xác, đầy đủ các bước giải bài tập phần nhiệt học.

+ Kỹ năng tính toán còn hạn chế.

Với thực trạng trên nên khi gặp các dạng bài tập phần này học sinh còn lúng túng, không có hứng thú giải bài tập, kết quả bài làm không cao.

Vậy nguyên nhân nào làm cho các em không có định hướng giải bài tập phần nhiệt như thế? Theo tôi có nhiều nguyên nhân trong đó có nguyên nhân khách quan và chủ quan:

*Nguyên nhân khách quan

+Phòng thực hành ở trường THCS chưa đáp ứng được yêu cầu đối với bộ môn.

+Trang thiết bị phục vụ cho giảng dạy không có chất lượng, cùng một loại đồ dùng khi thí nghiệm lại có các kết quả khác nhau nên việc xử lý kết quả để rút ra kiến thức không thể thực hiện được, từ đó học sinh không hứng thú học tập.

+ Tài liệu tham khảo còn ít, chưa phân dạng bài tập và phương pháp giải.

+ Chương trình sách giáo khoa Vật lý 8 toàn bộ các tiết dạy đều là lý thuyết, không có tiết bài tập nên giáo viên chưa rèn luyện kỹ năng giải bài tập cho học sinh. Trong khi đó ở lớp 6, 7 các em ít được làm quen với bài tập định lượng nhất là phần nhiệt học.

 

doc17 trang | Chia sẻ: Hải Thượng | Ngày: 04/05/2023 | Lượt xem: 384 | Lượt tải: 3Download
Bạn đang xem tài liệu "Sáng kiến kinh nghiệm Giải các dạng bài tập nâng cao phần nhiệt học trong bộ môn Vật lý 8 ở trường THCS", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ác công thức hoặc gián tiếp qua các phép biến đổi.
Bước 3: Giải toán
Lưu ý: cho học sinh giải phương trình chữ trước, sau đó thu gọn phương trình chữ rồi mới thay các số liệu đã cho để đi đến kết quả.
Bước 4: Kiểm tra, biện luận
Sau khi giải xong, ta tiến hành kiểm tra xem cách giải trên có đúng không? Đã phù hợp với thực tế chưa? Đơn vị đã đúng chưa? Có cùng thứ nguyên không?
 Phương pháp giải các dạng bài tập nhiệt học nâng cao
2.3.1 Dạng toán tính nhiệt lượng và các đại lượng liên quan
*Phương pháp giải: Áp dụng công thức tính nhiệt lượng
+ Nhiệt lượng một vật thu vào để nóng lên: Với 
+ Nhiệt lượng một tỏa ra để lạnh đi: Với 
*Ví dụ 1: Tính nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 2000cm3 nước đựng trong ấm nhôm có khối lượng 500g ở nhiệt độ 200C (nước sôi ở 1000C) biết nhiệt dung riêng của nước và của nhôm lần lượt là c1 = 4200J/kg.K , c2 = 880J/kg.K
Phân tích bài: Đọc bài toán ta thấy có hai đối tượng tham gia thu nhiệt là: 2000cm3 nước ở 200c và 500g nhôm ở 200c.
Vậy nhiệt lượng để đun sôi ấm nước bằng nhiệt lượng cung cấp cho nước để nó tăng từ 200C đến 1000C cộng với nhiệt lượng cung cấp cho ấm nhôm để nó tăng từ 200C đến 1000C
Từ sự phân tích đó ta có lời giải sau:
Tóm tắt
m1 = 2kg
m2 = 0,5kg 
c1 = 4200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
Tính: Q = ?
Giải
Nhiệt lượng cần để đun 2000cm3 nước từ 200C đến 1000C là:
Q1 = m1.c1. t = 2.4200.(100-20) = 672000(J)
Nhiệt lượng cần để đun 500g nhôm từ 200C đến 1000C là:
Q2 = m2.c2. t = 0,5.880.(100-20) = 35200(J)
Nhiệt lượng cần để đun sôi ấm nước là:
Q = Q1+ Q2 = 672000 + 35200 = 707200(J)
*Ví dụ 2: Một bếp dầu đun sôi 1,25kg nước đựng trong ấm bằng nhôm khối lượng 0,4kg thì sau thời gian phút nước sôi. Nếu dùng bếp trên để đun 2,5 kg nước trong cùng điều kiện thì sau bao lâu nước sôi? Cho nhiệt dung riêng của nước và của nhôm lần lượt là. Biết nhiệt do bếp dầu cung cấp một cách đều đặn.
Hướng dẫn: 
Gọi là nhiệt lượng cần cung cấp cho nước và ấm nhôm trong hai lần đun; 
 là khối lượng nước trong lần đun đầu và sau, là khối lượng của ấm nhôm.
Nhiệt lượng phải cung cấp cho mỗi lần:
Do nhiệt tỏa ra một cách đều đặn, thời gian đun càng lâu thì nhiệt tỏa ra càng lớn. Nghĩa là nhiệt cung cấp tỉ lệ thuận với thời gian nên Q=kt (với k là hằng số, t là thời gian)
Áp dụng cho hai lần đun ta có:
=> 
phút
*Bài tập vận dụng
Một thỏi đồng có khối lượng 3,5 kg và nhiệt độ là 260oC. Sau khi nó tỏa ra một nhiệt lượng 250kJ thì nhiệt độ của nó là bao nhiêu? Cho biết nhiệt dung riêng của đồng là 380J/kg.K
Dạng toán liên quan đến sự trao đổi nhiệt
Loại 1: Trao đổi nhiệt chưa dẫn đến sự chuyển thể
*Phương pháp giải:
Dựa vào phương trình cân bằng nhiệt: Qtoả ra = Qthu vào
Nếu hỗn hợp có hai chất: chất 1 có m1, c1, nhiệt độ ban đầu t1 và chất 2 có m2, c2, nhiệt độ ban đầu t2. Khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ hỗn hợp là t.
Ta có: 
Nếu hỗn hợp gồm nhiều chất thì: 
*Ví dụ 1: Một thau nhôm khối lượng 0, 5kg đựng 2kg nước ở 20 oC. Thả vào thau nước một thỏi đồng có khối lượng 200g lấy ra ở lò. Nước nóng đến 21,20C. Tìm nhiệt độ của bếp lò. Biết nhiệt dung riêng của nhôm, nước, đồng lần lượt là c1 =880J/kg.K, c2 =4200J/kg.K, c3 =380J/kg.K. Bỏ qua sự toả nhiệt ra môi trường Hướng dẫn: 
Gọi t0C là nhiệt độ củ bếp lò, cũng là nhiệt độ ban đầu của thỏi đồng 
Nhiệt lượng thau nhôm nhận được để tăng từ 200C đến 21,20C
(là khối lượng thau nhôm)
Nhiệt lượng nước nhận được để tăng từ 200C đến 21,20C
là khối lượng nước
Nhiệt lượng đồng toả ra để hạ từ t0C đến 21,20C
(khối lượng thỏi đồng)
Do không có sự toả nhiệt ra môi trường nên theo phương trình cân bằng nhiệt ta có: 
 = 
Thay số vào ta được t = 160,780C
*Chú ý: Dạng bài tập này có thể yêu cầu tính khối lượng của vật tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt, nhiệt dung riêng của vật tỏa nhiệt hoặc thu nhiệt thì ta cũng giải tương tự.
C¸ch gi¶i:
 B­íc 1: Ph©n tÝch ®Ò bµi t×m ®èi t­îng to¶ nhiÖt, ®èi t­îng thu nhiÖt
 B­íc 2: Dïng c«ng thøc tÝnh nhiÖt l­îng ®Ó tÝnh nhiÖt l­îng to¶ ra, nhiÖt l­îng thu vµo
 B­íc 3: Dïng ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt Qto¶ = Qthu ®Ó tÝnh ®¹i l­îng ch­a biÕt theo ®Ò bµi yªu cÇu (Qto¶ = tæng c¸c nhiÖt l­îng to¶ ra, Qthu = tæng c¸c nhiÖt l­îng thu vµo)
*Ví dụ 2: Thả một quả cầu nhôm khối lượng 0,15kg được nung nóng tới 100 oC vào một cốc nước ở 20 oC. Sau một thời gian nhiệt độ của hệ thống là 25 oC. Tính lượng nước ở trong cốc coi như chỉ có quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau, lấy nhiệt dung riêng của nước bằng 4200J/kg.k, nhiệt dung riêng của nhôm bằng 880J/kg.K 
Tóm tắt
m1 = 0,15kg
c1 = 880J/kg.K 
c2 = 4200J/kg.K
t1 = 100 oC
t2 = 20 oC
t3 = 25 oC
Tính: m = ?
Giải
Nhiệt lượng của quả cầu nhôm toả ra khi nhiệt độ hạ từ 100oC xuống 25oC là:
Q1 = m1.c1t = 0,15.880.(100-25) = 0,15.880.75 = 9900J
Nhiệt lượng của nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ 20oC lên 25oC là :
Q2 = m2.c2.t = m2.4200.(25-20) = m2.4200.5 = m2.21000J
Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có:
Q1 = Q2 9900 = 21000.m2 m2 = 9900 : 21000 
m2 = 0,47kg
*Bài tập vận dụng 
Bài 1: Thả miếng đồng khối lương 500g đã được nung nóng ở 200oC vào cái chậu chứa 2lít nước ở 20oC. Tính nhiệt độ của hệ thống khi có cân bằng nhiệt. Cho rằng chỉ có nước và đồng truyền nhiệt cho nhau. Biết nhiệt dung riêng của nước bằng 4200J/kg.k , nhiệt dung riêng của đồng bằng 380J/kg.K
Bài 2: Để xác định nhiệt dung riêng cảu kim loại người ta bỏ vào nhiệt lượng kế chứa 500g nước ở 13oC một miếng kim loại có khối lượng 400g được nung nóng tới 100oC. Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 20oC. Tính nhiệt dung riêng của kim loại. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng nhiệt lượng kế và không khí, lấy nhiệt dung riêng của nước bằng 4200J/kg.K
Loại 2: Trao đổi nhiệt có sự chuyển thể của các chất
*Phương pháp giải:
Bước 1: - Xác định các đối tượng tham gia vào quá trình nhiệt 
 - Xác định xem từng đối tượng trải qua mấy quá trình
 - Xác định đối tượng toả nhiệt, đối tựng thu nhiệt
Bước 2: - Dùng công thức tính nhiệt lượng cho các quá trình 
 - Tính Qtoả, Qthu
 - Dùng phương trình cân bằng nhiệt Qtoả = Qthu để tính đại lượng cần tìm
Chú ý: ở bài tập trên có thể yêu cầu tính nhiệt độ ban đầu của nước đá hoặc nước.
*Ví dụ 1: Thả cục nước đá ở nhiệt độ t1= -50oC vào một lượng nước ở nhiệt độ t2 = 6 oC người ta thu được 25kg nước ở nhiệt độ 25oC. Tính khối lượng nước đá và nước? Biết nhiệt dung riêng cảu nước đá và nước là c1= 1800J/kg.K, c2=4200J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là = 3,4.105J/kg
Hướng dẫn: 
Gọi khối lượng của cục nước đá ở -50oC và nước ở 60oC lần lượt là m1, m2
Vì ta thu được 25kg nước ở 250C nên ta có: m1 + m2 = 25 (1)
Nhiệt lượng cần thiết để cục nước đá từ -500C tăng nên 00C là:
Q1 = m1.c1. t = m1.1800.50 = 90000.m1
Nhiệt lượng cần thiết để cục nước đá ở 00c nóng chảy hoàn toàn là:
Q2 = m1. = m1.3,4.105 = 340000.m1
Nhiệt lượng cần thiết để m1kg nước ở 00C tăng nên 250C là:
Q3 = m1.c2. t = m1.4200.25 = 105000.m1
Nhiệt lượng thu vào của cục nước đá là:
Qthu = Q1 + Q2 + Q3 = 90000.m1 + 340000.m1 + 105000.m1 = 535000.m1
Nhiệt lượng toả ra của m2 kg nước từ 600C hạ xuống 250C là:
Qtoả = m2.c2. t = m2.4200.35 = 147000.m2
Theo phương trình cân bằng nhiệt ta được: Qtoả = Qthu
147000.m2 = 535000.m1 147.m2 = 535.m1 (2)
Từ (1) m1 = 25 - m2 thay vào (2) ta được 147.m2 = 535.(25-m2)
147.m2 = 13375 - 535.m2
682.m2 = 13375
m2 = 19,6kg
m1 = 25 - 19,6 = 5,4kg
Vậy khối lượng cục nước đá là: 5,4kg
 khối lượng nước là: 19,6kg
*Ví dụ 2: Thả 400g nước đá vào 1kg nước ở 50C. Khi có cân bằng nhiệt thì thấy khối lượng nước đá tăng thêm 10g. Xác định nhiệt độ ban đầu của nước đá. Biết nhiệt dung riêng cảu nước đá và nước là c1= 1800J/kg.K, c2=4200J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là = 3,4.105J/kg
Hướng dẫn:
Bước 1: Bài toán có hai đối tượng tham gia vào quá trình nhiệt là:
 - Nước đá ở t0C
 - Nước ở 50C
Vì khi có cân bằng nhiệt thì thấy khối lượng nước đá tăng thêm 10g nên:
Nước ở 50C trải qua các quá trình là:
+ hạ nhiệt độ từ 50C xuống 00C
+ một phần nước ở 00C đông đặc thành nước đá (phần này có khối lượng bằng 10g)
Nước đá ở t0C chỉ có một quá trình là tăng nhiệt độ từ t0C đến 00C
Vậy nước ở 50C toả nhiệt, nước đá ở t0C thu nhiệt
Bước 2: Nhiệt lượng cần để 1kg nước hạ nhiệt độ từ 50C xuống 00C là:
Q1 = m2.c2.t = 1. 4200 5 = 21000J
Nhiệt lượng cần để 10g nước ở 00c đông đặc hoàn toàn là:
Q2 = m. = 0,01.3,4.105= 3400J
Nhiệt lượng toả ra của nước ở 50C là:
Qtoả = Q1 + Q2 = 21000 + 3400 = 24400J
Nhiệt lượng thu vào của nước đá tăng từ t0C nên 00C là:
Qthu = m1.c1. t = 0,4.1800.(-t) = - 720.t
Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có: Qtoả = Qthu 24400 = -720.t
 t = 24400:(-720) = - 340C
Vậy nhiệt độ ban đầu của nước đá là -340C 
*Bài tập vận dụng: Thả một quả cầu bằng thép có khối lượng m1 = 2kg được nung nóng tới nhiệt độ 6000C vào hỗn hợp nước và nước đá ở 00C. Hỗn hợp có khối lượng là m2 = 2kg. Tính khối lượng nước đá có trong hỗn hợp. Biết nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là 500C, nhiệt dung riêng của thép, của nước là c1 = 460J/kg.K, c2 = 4200J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là = 3,4.105J/kg
Loại 3: Trao đổi nhiệt qua thanh và các vách ngăn
*Kiến thức
- Khi nhiệt được trao đổi qua thanh sẽ có một phần nhiệt lượng hao phí trên thanh dẫn nhiệt. Nhiệt lượng này tỉ lệ với diện tích tiếp xúc của thanh với môi trường, tỷ lệ với độ chênh lệch nhiệt độ của thanh dẫn với nhiệt độ môi trường và phụ thuộc vào chất liệu làm thanh dẫn.
- Khi hai thanh dẫn khác nhau được mắc nối tiếp thì năng lượng có ích truyền trên hai thanh là như nhau. Khi hai thanh dẫn khác nhau mắc song song thì tổng nhiệt lượng có ích truyền trên hai thanh đúng bằng nhiệt lượng có ích của hệ thống.
- Khi truyền nhiệt qua các vách ngăn. Nhiệt lượng trao đổi giữa các chất qua vách ngăn tỷ lệ với diện tích các chất tiếp xúc với các vách ngăn và tỷ lệ với độ chênh lệch nhiệt độ giữa hai bên vách ngăn.
*Ví dụ: Trong một bình cách nhiệt chứa hỗn hợp nước và nước đá ở 0oC. Qua thành bên của bình, người ta đưa vào một thanh đồng có một lớp cách nhiệt bao quanh. Một đầu của thanh tiếp xúc với nước đá, đầu kia được nhúng trong nước sôi ở áp suất khí quyển. Sau thời gian 12 phút thì nước đá ở trong bình tan hết. Nếu thay thanh đồng bằng thanh thép có cùng tiết diện và cùng chiều dài thì nước đá tan hết sau 38,4 phút. Cho rằng nhiệt lượng truyền qua mỗi thanh phụ thuộc vào thời gian T, vào vật liệu làm thanh và hiệu nhiệt độ giữa hai đầu thanh theo công thức Q=(với k là hệ số truyền nhiệt, là độ lớn độ chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu thanh, T là thời gian truyền nhiệt)
a. Tìm tỉ số hệ số truyền nhiệt của thanh đồng so với thanh thép.
b. Cho hai thanh đó nối tiếp với nhau rồi cho đầu thanh đồng tiếp xúc với nước sôi thì nhiệt độ t tại điểm tiếp xúc giữa hai thanh là bao nhiêu?
Hướng dẫn:
Nhiệt lượng truyền qua thanh đồng và thanh thép lần lượt là:
Vì nhiệt lượng truyền từ nước sôi qua mỗi thanh sang nước đá để nước đá tan hết là như nhau nên , lại có: 
Khi mắc nối tiếp hai thanh thì nhiệt lượng truyền qua mỗi thanh trong đơn vị thời gian là như nhau nên: . Gọi nhiệt độ ở điểm tiếp xúc giữa hai thanh là t ta có:
*Bài tập vận dụng
Trong một bình có tiết diện thẳng là hình vuông được chia làm 3 ngăn như hình vẽ: hai ngăn nhỏ có tiết diện thẳng cũng là hình vuông có cạnh bằng nửa cạnh của bình. Đổ nước vào các ngăn đến cùng một độ cao: ngăn một là nước ở nhiệt độ t1=65oC; ngăn 2 là nước ở nhiệt độ t2=35oC; ngăn 3 là nước ở nhiệt độ t3=20oC. Biết rằng thành bình cách nhiệt rất tốt nhưng vách ngăn có thể dẫn nhiệt. Nhiệt lượng truyền qua vách ngăn trong một đơn vị thời gian tỉ lệ với diện tích tiếp xúc của nước và với hiệu nhiệt độ hai bên vách ngăn. Sau một thời gian thì nhiệt độ ngăn 1 giảm . Hỏi ở hai ngăn còn lại nhiệt độ biến đổi bao nhiêu trong thời gian nói trên. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của bình và môi trường.
Bài toán có sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài
*Phương pháp giải
+ Nếu không có hao phí nhiệt thì H=100% khi đó Qtoả = Qthu 
+ Nếu có hao phí nhiệt ra bên ngoài thì H<100% và khi đó Qthu = H.Qtỏa	
*Ví dụ 1: Có 3 lít nước sôi đựng trong một cái ấm. Hỏi khi nhiệt độ của nước giảm đi còn 40oC thì nước tỏa ra môi trường xung quanh nhiệt lượng là bao nhiêu? Cho biết nhiệt dung riêng và trọng lượng riêng của nước lần lượt là c=4200J/kg.K và d=104N/m3.
Hướng dẫn:
+ Khối lượng của nước: m=D.V=d/10.V=3kg
+ Khi nước sôi nhiệt độ t1=100oC, vì nhiệt tỏa ra môi trường xung quanh nên nhiệt độ giảm xuống còn t2=40oC. Do đó nhiệt lượng mà nước đã tỏa ra môi trường xung quanh là:
*Ví dụ 2: Một thau nhôm có khối lượng 0,5kg đựng 2kg nước ở 20oC. Thả vào thau nước một thỏi đồng có khối lượng 200g lấy ra ở lò. Nước nóng đến 21,2oC. Tìm nhiệt độ của bếp lò. Biết nhiệt dung riêng của nhôm, nước, đồng lần lượt là. Biết nhiệt tỏa ra môi trường là 10% nhiệt lượng cung cấp cho thau nước.
Hướng dẫn:
Gọi t0C là nhiệt độ củ bếp lò, cũng là nhiệt độ ban đầu của thỏi đồng 
Nhiệt lượng thau nhôm nhận được để tăng từ 200C đến 21,20C
(là khối lượng thau nhôm)
Nhiệt lượng nước nhận được để tăng từ 200C đến 21,20C
 (là khối lượng nước)
Nhiệt lượng đồng toả ra để hạ từ t0C đến 21,20C
(khối lượng thỏi đồng)
Thực tế do có sự toả nhiệt ra môi trường nên phương trình cân bằng nhiệt được viết lại : 
Hay 
 = + 
t’ = 174,740C
*Bài tập vận dụng:
 Một ấm điện bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2kg nước ở =25oC. Muốn đun sôi lượng nước đó trong 20 phút thì ấm phải có công suất là bao nhiêu. Biết nhiệt dung riêng của nước, nhôm lần lượt là c=4200J/kg.K, =880J/ kg.K và 30% nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanh.
Bài toán về năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu. Hiệu suất động cơ nhiệt
*Kiến thức:
+ Nhiệt lượng toả ra của nhiên liệu:
 Q = m.q m: khối lượng của nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn (kg)
 q: năng suất toả nhiệt của nhiên liệu(J/kg) 
+ Động cơ nhiệt là động cơ trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng.
+ Hiệu suất của động cơ nhiệt: 
Trong đó: là nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu
 =A là phần nhiệt có ích chuyển thành công có ích (J)
 H là hiệu suất động cơ.
*Ví dụ 1: Người ta dùng bếp dầu hoả để đun sôi 2 lít nước từ 20°C đựng trong một ấm nhôm có khối lượng 0,5kg. Tính lượng dầu hoả cần thiết, biết chỉ có 30% nhiệt lượng do dầu hoả toả ra làm nóng nước và ấm. Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K, của nhôm là 880J/kg.K, năng suất toả nhiệt của dầu hoả là 46.106J/kg.
*Hướng dẫn:
 ? Bài toán trên có mấy đối tượng tham gia vào quá trình truyền nhiệt.
 ? Những đối tượng nào thu nhiệt, toả nhiệt.
 ? Nhiệt lượng nào là nhiệt lượng có ích.
 ? Nhiệt lượng nào là nhiệt lượng toàn phần.
 ? Hiệu suất của bếp bằng bao nhiêu.
 ? Để tính được khối lượng của dầu hoả thì phải tính được được đại lượng nào.
 Giải 
Nhiệt lượng cần thiết để đun nóng nước từ 20°C đến 100°C là : 
Q1 = m1.c1.t = 2.4200.(100 -20) = 672000(J)
Nhiệt lượng cần thiết để đun nóng ấm từ 20°C đến 100°C là : 
Q2 = m2.c2.t = 0,5.880.(100 – 20) = 35200(J)
Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi ấm nước là :
Q = Q1+ Q2 = 672000 + 35200 = 707 200 (J)
Nhiệt lượng do dầu hoả toả ra là : 
Qtp = = = =2357333(J)
Lượng than cần thiết để đun sôi ấm nước là : 
Qtp = m.q m == = 0,051(kg)
Tóm tắt 
m1 = 2kg
m2 = 0,5kg
t1 = 20°C
t2 = 20°C
c1 = 4200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
q = 46.106 J/kg
m = ?
Chú ý : Bài tập này có thể yêu cầu tính hiệu suất hoặc tính nhiệt độ của bếp ta cũng làm tương tự.
Cách giải : Bước 1: Phân tích đề bài xác định xem nhiệt lượng có ích dùng để làm gì, xác định xem nhiệt lượng toàn phần lấy ra từ đâu.
 Bước 2: Dùng mối liên hệ H = suy luận tìm các đại lượng liên quan.
*Ví dụ 2: Một ôtô chạy được quãng đường 100 km với lực kéo trung bình 700N, tiêu thụ hết 5 lít xăng (khoảng 4 kg). Tính hiệu suất của động cơ ôtô.
Hướng dẫn: 
 ? Nêu công thức tính hiệu suất của động cơ.
 ? Tính công mà động cơ thực hiện được như thế nào.
 ? Nhiệt lượng mà xăng bị đốt cháy toả ra được tính như thế nào.
 Tóm tắt 
s = 100km = 100000m
F= 700N
m = 4kg
q= 46.106J/kg
H = ?
 Giải
Công mà động cơ thực hiện được là : 
A = F.s = 700.100000 = 70 000 000 (J)
Nhiệt lượng do xăng bị đốt cháy toả ra là : 
Q = m.q = 4. 46.106 = 184 000 000 (J)
Hiệu suất của động cơ là : 
H = 38%
Chú ý : Bài toán này có thể yêu cầu tính quãng đường, lực kéo hoặc tính khối lượng ta cũng làm tương tự.
Cách giải : Bước 1: Tính công mà động cơ thực hiện hoặc nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy toả ra.
 Bước 2: Dựa vào công thức H =suy luận để tìm các đại lượng liên quan.
*Bài tập vận dụng:Một bếp dầu hỏa có hiệu suất 30%.
Tính nhiệt lượng toàn phần mà bếp dầu tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 50g dầu hỏa?
Với lượng dầu hỏa nói trên có thể đun sôi được bao nhiêu lít nước ở t1=30oC. Biết năng suất tỏa nhiệt của dầu hỏa là 44.106J/kg, nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K.
Bài toán liên quan đến đồ thị nhiệt
*Phương pháp giải:
+ Căn cứ vào đồ thị suy ra các số liệu ứng với các đại lượng tương ứng.
+ Từ các đại lượng đã tìm được liên hệ với công thức thích hợp có chứa đại lượng đã tìm được từ đó suy ra đại lượng khác.
*Ví dụ 1: Sự biến thiên nhiệt độ của khối nước đá đựng trong ca nhôm theo nhiệt lượng cung cấp được cho trên đồ thị. Tìm khối lượng nước đá và khối lượng ca nhôm. Biết QB=204 kJ, QC=220,12 kJ, nhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 3,4.105 J/kg, nhiệt dung riêng của nước c1 = 4200J/kg.K, nhiệt dung riêng của nhôm c2 = 880J/kg.K
 *Hướng dẫn:
Gọi khối lượng nước đá là m1, ca nhôm là m2.
Từ đồ thị ta thấy nước đá có nhiệt độ ban đầu là t1=0oC, nhiệt lượng thu vào để làm nước đá nóng chảy là Q1=204 kJ. Ta có:
Tổng nhiệt lượng thu vào của ca nhôm và nước đá để chuyển từ nước đá ở t1=0oC đến t2=5oC là Q=220,12 kJ. t(oC)
Ta có: 	
Thay số, giải PT ta được m2=0,8kg 
	 5 C
	0	B Q(kJ)
*Bài tập vận dụng: Sự biến thiên nhiệt độ của khối nước đá đựng trong ca nhôm theo nhiệt lượng cung cấp được cho trên đồ thị. Tìm khối lượng ca nhôm. Biết nhiệt hóa hơi của nước là L=2,3.106J/kg, nhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 3,4.105 J/kg, nhiệt dung riêng của nước c1 = 4200J/kg.K, nhiệt dung riêng của nhôm c2 = 880J/kg.K t(oC)
 100
 0 196 656 Q(kJ)
3. Kết quả đạt được
Qua việc áp dụng các biện pháp để giúp học sinh giải tốt bài tập phần nhiệt vào quá trình dạy học đã khẳng định được học sinh yêu thích môn học hơn, tỉ lệ học sinh không thích và cảm thấy khó học đã giảm đáng kể. Học sinh sau khi sử dụng sáng kiến làm tài liệu tham khảo đã có kĩ năng giải bài tập vật lý từ đó kích thích khả năng học tập của học sinh làm cho chất lượng môn học được nâng cao.
Cụ thể tiến hành làm bài khảo sát sau khi áp dụng sáng kiến kết quả đạt được như sau:
Lớp
Sĩ số
Giỏi
Khá
Trung bình
Yếu
Kém
SL
%
SL
%
SL
%
SL
%
SL
%
8
79
12
15,2
18
22,8
31
39,2
18
22,8
0
0
*Biểu đồ so sánh kết quả đạt được trước và sau khi thực hiện SKKN
*Phân tích biểu đồ
Nội dung
Giỏi
Khá
Trung bình
Yếu
Kém
Tăng
05 – 6,3%
03 – 3,9%
Giảm
04- 5,1%
02– 2,6 %
2-2,6%
III. KẾT LUẬN
1. Ý nghĩa của sáng kiến
Áp dụng đề tài này vào dạy học đại trà và bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý 8 đã mang lại hiệu quả đáng kể. Đề tài đã trang bị cho các em các kiến thức cơ bản và mở rộng phần nhiệt học cũng như phương pháp giải các dạng bài tập phần nhiệt, qua đó bồi dưỡng năng lực tự học, tự nghiên cứu cho các em. 
Sáng kiến này được bổ sung đầy đủ phần lý thuyết và các dạng bài tập một cách lôgic nên đối với giáo viên có thể sử dụng sáng kiến này làm tài liệu tham khảo trong quá trình giảng dạy của mình.
2. Kiến nghị, đề xuất
Trên đây là một số kinh nghiệm mà bản thân tôi đã rút ra được từ thực tế quá trình giảng dạy bộ môn Vật lý ở trường THCS. Để sáng kiến có điều kiện áp dụng có hiệu quả tôi có một số đề xuất như sau :
Về sách giáo khoa Vật lý lớp 8: Nên có những tiết bài tập ở trên lớp để giáo viên có thêm thời gian củng cố, khắc sâu kiến thức cho các em, hướng dẫn các em giải bài tập đặc biệt là phần nhiệt học.
Về nhà trường : Nên tổ chức học phụ đạo môn Vật lý cho học sinh lớp 8,9.
Về phương pháp: Giáo viên giảng dạy bộ môn nên phân rõ dạng bài tập và định hướng cách giải để các em có thể xác định được hướng giải các bài tập Vật lý.

File đính kèm:

  • docsang_kien_kinh_nghiem_giai_cac_dang_bai_tap_nang_cao_phan_nh.doc
Sáng Kiến Liên Quan