Chuyen de bai tap nhiet

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (527.08 KB, 34 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

CHUYÊN ĐỀ :

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Nội dung

:

I. Cơ sở thực hiện :

II. Mục đích :

III. Một số giải pháp thực hiện

IV. Ý kiến thảo luận

đóng góp cho

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

1.Sách giáo khoa vật lí 6,8 khơng đề cập đến “cơng thức tính nhiệt lượng

dành cho qu

á

trình chuyển thể vật chất “

2.Các hiện tượng nhiệt trong thực tế là rất phổ biến

(song khi làm thí nghiệm hoặc quan sát trong thực tế thì các em chỉ quan sát được một

phần rất nhỏ trong số các hiện tượng nhiệt diễn ra trong bản thân vật mà không thể

d

ùng

tay để kiểm tra sự thay đổi nhiệt độ của các vật )

3.Bài toán

v nhiƯt l ỵng trong thùc tÕ th êng g¾n liỊn với các quá

trình chuyển hóa từ nhiệt năng sang cơ năng, từ điện năng sang

nhiệt năng

(õy l cỏc bi toỏn hay song ũi hỏi các em phải có đầu óc tổng hợp tốt , khái quát

khá cao mới không bị lung t

ỳng

tr ớc những bài tập lạ (ít gặp trong các bài

toán mẫu

)

I.Cơ sở thực hiện :

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

II.Mục đích:

Từ các kiến thức bổ sung, các bài tập cơ bản và nâng cao, cùng một số

kinh nghiệm giảng dạy thực tế nhằm giúp các em HS:

1.Tiếp thu kiến thức nhiệt học một cách hoàn chỉnh hơn.

2.Hiểu rõ, liên hệ và giải thích các hiên tượng nhiệt học trong thực tế

chính xác,chủ động hơn.

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Từ sự nở vì nhiệt của các chất (mơn vật lí 6):Các chất nóng lên thì nở ra, lạnh đi thì co lại,

tôi giúp các em liên hệ đến các bài toán về sự thay đổi khối lượng riêng (bao gồm cả các

chất có sự nở đặc biệt giúp các em giải được nhiều bài tốn có nội dung thực tế).

a)Ví dụ 1
*Mức độ 1:

Một miếng nước đá sẽ nổi hay chìm khi được thả vào một cốc nước ở thể lỏng ? Tại sao ?

Học sinh dễ dàng trả lời là nước đá sẽ nổi, song để giải thích được tại sao thì có lẽ khơng phải em nào
cũng có khả năng lập luận chính xác.

H ỏi: Nước là chất có sự nở vì nhiệt như thế nào ?

Em có dự đốn gì về khối lượng riêng của nước đá so với nước ở thể lỏng?

III. Một số giải pháp

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

* M ức độ 2(sự nở vì nhiệt dạng định lượng)

Một bình hình trụ códiện tích đáy là 10cm 2 chứa 150cm3 nước ở thể lỏng ở 200C,

nếu thả vào bình một miếng nước đá có dạng hộp lập phương thể tích 8cm3 
 thì thấy nước trong bình dâng lên một độ cao h nào đó so với ban đầu

Hỏi : a)Tìm chiều cao mực nước dâng thêm khi đó?

b) Khi miếng nước đá tan hết thì mực nước trong bình thay đổi như thế nào ?
(Cho Dnước đá = 900kg/m3 ; Dnước = 1000kg/m3 )

* Ki

ến

thức

a) +Nước là chất nở đặc biệt (từ 0 đến 40C nước co lại,dưới 00 C nước nở ra nên khối 
lượng riêng giảm )

+Khi thả nước đá vào nước trong cốc thì nước đá khơng chìm hồn tồn

mà có một phần nhơ lên khỏi mặt nước trong cốc, V được tính theo cơng thức lực đẩy ác
si mét FA = dnước .V phần chìm ( FA = P n ư ớc đá )

* Định hướng :Khi miếng nước đá nằm cân bằng trên mặt thống thì có những lực nào tác 
dụng lên nó theo phương thẳng đứng ?

Quan hệ độ lớn của hai lực đó ?

Chiều cao phần nước dâng lên (chính bằng thể tích phần chìm của miếng nước đá chia cho diện tích
.S của đáy bình

H dâng = Vphần chìm : S đáy

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

b) Khi nước đá tan hết thì mực nước trong bình khơng hề dâng lên thêm do khi đó nước đá bị 
giảm thể tích do tăng khối lượng riêng để co lại

( Giáo viên có thể yêu cầu HS tính tốn cụ thể trọng lượng miểng nước đá từ đó so sánh thể tích
của miếng nươc đá với cùng trọng lượng nước ở thể lỏng tương ứng ) giúp các em thấy rõ tại sao
lại như vậy .

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

8
b)Ví dụ 2: Bài tốn về sự chuyển thể của các chất

lớp 6:

Mức độ 1: ( Củng cố đặc điểm sự chuyển thể qua đồ
thị , đi đến công thức định lượng )

Cho đồ thị (h.vẽ)Nêu tên các quá trình chuyển thể 
của chất ?

Nêu đặc điểm về sự chuyển thể của các chất ?

Tại sao vẫn tiếp tục cung cấp nhiệt mà nhiệt độ của 
vật không thay đổi ? Vậy nhiệt lượng đó để làm gì ?

( Khi chuyển thể, các chất chỉ thu hoặc toả nhiệt để 
chuyển thể nhưng nhiệt độ không hề thay đổi )

Mức độ 2: (Dành cho học sinh lớp 8,9)

Làm thế nào tính được nhiệt lượng cần cung cấp 
cho qúa trình chuyển thể của vật ?

GVcung cấp thêm công thức về sự chuyển thể cho HS và lưu ý các em:

Trong cơng thức tính nhiệt lượng cho sự chuy ển thể khơng có mặt nhiệt độ do lúc chuyển thể thì nhiệt
độ của vật khơng thay đổi )

Q

thu nóng chảy =

.m

Q

thu hoá hơi =

L . m

1000
t0

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

Mức độ 3

: (Kết hợp các bài toàn đã học ở cả lớp 6 v à 8 để liên kết kiến thức với mức độ cao
dần)

H:Viết cơng thức tính nhiệt lượng cần cung cấp cho một vật thu vào

để nóng lên ?

Nếu hiệu suất sử dụng nhiệt là 100% (bỏ qua hao phí) thì phương trình

cân bằng nhiệt sẽ được thực hiện như thế nào?

(Tương tự với trường hợp hiệu suất H<1)

H = Qi / Q toàn phần

Q thu = C.m t

0

Khi trao đổi nhiệt, sự truyềnnhiệt giữa các vật trong hệ có đặc điểm gì ?

Quan hệ giữa nhiệt lượng do vật nóng toả ra có quan hệ thế nào với nhiệt

lượng vật lạnh thu vào ?

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

2. Phân dạng bài toán

: Giúp học sinh nắm vững cách giải các loại bài

từ đó có kỹ năng nhận dạng bài toán và các mẹo vặt để giải nhanh mỗi bài tốn đó.

a)Dạng 1:(Bài tốn đơn thuần chỉ gồm các q trình nhiệt )

*Mức độ 1: Bài tốn về cơng thức tính nhiệt lượng cần cho vật thay đổi nhiệt độ 
và phương trình cân bằng nhiệt.

Ban đầu việc phân tích đầu bài, vẽ, sử dụng sơ đồ nhiệt của các em cịn yếu nên tơi thường hướng dẫn các
em làm quen với các bài toán đơn giản như:

“Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho một ấm nhôm nặng 0,5kg chứa 2kg nước từ 200 C đến khi

sôi”

(Biết Cnhôm = 880J/KgK; Cnc = 4.200 J/KgK)

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

Ấm nhơm Mnhơm = 0,5kg
Cnh«m = 880 J/KgK
Qthu 1

Qthu 2

t01 = 200C
t2 = 1000 C
Vật thu nhiệt

Nước: M nước = 2kg
Cnước = 4200J/kgK

Như vậy, khi nhìn sơ đồ không thể nhầm lẫn hoặc quên đại lượng nào trong công thức:
Từ sơ đồ, học sinh đã biết được:

Q

thunc cần để tăng t0 từ 20 -> 1000C là:

Qt

hu nc =

m

nc.

C

nc (

t

02 -

t

01)

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

Mức độ 2: “Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho một ấm nhôm nặng 0,5kg chứa 2kg nước 
từ 200 C đến khi sôi”

(Biết Cnhôm = 880J/KgK; Cnc = 4.200 J/KgK)

Để đun sôi nước trong ấm người ta dùng bếp dầu, tính lượng dầu cần dùng

(bỏ qua mất mát nhiệt).

Lúc này việc vẽ sơ đồ nhiệt của các em được nâng cao thêm một bước qua việc đưa phương trình
cân bằng nhiệt vào bài tốn lý tưởng về hiệu suất

Có thể phát triển từ bài tốn trên thành bài tổng hợp, kết hợp cơng thức năng suất tỏa
nhiệt của nhiên liệu :

Nước: Mu’c = 2kg
Cnh«m = 4.200J/KgK

t

1 = 200C

Ấm nhơm Mnhơm = 0,5kg
Cnh«m = 880 J/KgK

Qthu 2

t

0

1 nước = 200C
Q thu1

Vật thu nhiệt t2 = 1000C Q dầu toả

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

Từ sơ đồ, học sinh đã biết được:

Q

thunc cần để tăng t

từ 20 -> 100

C là:

Q

thu nc =

m

nc.

C

nc ( t

2 - t

1)

Q

thu ấm cần để tăng t

từ 20 -> 100

C là:

Q

thu¸m =

m

nh.

C

nh. ( t

2 - t

1)

Tổng nhiệt lượng cần cung cấp là:

Q

thu =

Q

ấm +

Q

nc

Từ bài tốn trên tơi có thể phát triển thành bài tổng hợp kết hợp công thức năng suất

tỏa nhiệt của nhiên liệu

Để thấy mối liên kết giữa vật tỏa và thu nhiệt giáo viên chỉ cần hỏi nếu

bỏ qua mất mát nhiệt thì nhiệt lượng do dầu tỏa ra liên hệ như thế nào với

nhiệt lượng nước và ấm thu vào.

Từ đó học sinh sẽ sử dụng được phương trình cân bằng nhiệt

Qd

àu tỏa =

Q

thu nc +

Q

thu ấm

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

Mức độ 3

:

Vẫn ấm nước trên nếu dùng hết 0,1kg dầu (

q

d = 44 x 106 J/Kg) để làm sơi

nước thì hiệu suất bếp là ?

Giáo viên yêu cầu học sinh vẽ sơ đồ nhiệt

Lưu ý học sinh :

+ Cách nhận biết

Q

tp và

Q

c ích

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

Qua các bài toán đơn giản trên, các em phần nào

đã có kỹ năng vẽ sơ đồ

nhiệt

nên giáo viên có thể cho các em

luyện thêm các bài có nhiều vật

tham gia trao đổi nhiệt

. Từ đó, giáo viên

hướng dẫn các em kỹ năng giải

ngắn gọn

, giáo viên dễ kiểm tra các em một cách nhanh chóng hơn.

M

ức độ 4

:

“Một nhiệt lượng kế bằng đồng nặng 100g chứa

400g nước ở 10

0

C thả vào nhiệt lượng kế của một miếng hợp

kim nhôm thiếc nặng 200g ở 120

0

C

Nhiệt độ cân bằng của hệ là 14

0

C

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

Giáo viên:

B1: Hướng dẫn các em xác định số lượng tên vật thu (tỏa)nhiệt

B2: Sau đó vẽ sơ đồ nhiệt (lưu ý t

đầu, cuối của mỗi vật)

B3: Viết phương trình cân bằng nhiệt cho h

ệ

Mđg = 100g = 0,1kg
Cđ = 380J/KgK

m

nhôm

C

nhôm = 880J/kgK

m

thiếc = (0,2

- m

nhôm)
Cthiếc = 230J/kgK)

Vật thu nhiệt

m

nc = 400g = 0,4kg
Cnc = 4.200 J/KgK
t1đg =100 C

t1nc =100 C

t

hệ

= 14

0

C

Vật tỏa nhiệt

t1thiếc= 1200C

t1nh= 1200C

Từ sơ đồ, ta có phương trình cân bằng nhiệt:

Q

nc thu +

Q

đồng thu =

Q

nhôm tỏa +

Q

thiếc tỏa

Hướng dẫn các em cách đặt nhân tử chung, rút ngắn thời gian làm toán, rút gọn biểu thức toán.
(

C

m

nc +

C

đg

m

dg).(thệ - t1nc dg) = (

C

m

nh +

C

thiếc(0,2 -

m

nh).(

t

nh –

t

0hệ)

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

b)Dạng 2

:

Khi học sinh

đã có những kỹ năng cơ bản về phân tích, vẽ sơ đồ nhiệt

giáo viên

giới thiệu thêm dạng 2 của bài tốn cân bằng nhiệt có

gắn sự chuyển thể của vật

chất

qua

đồ thị biểu diễn quá trình nóng chảy, đơng đặc, sơi của chất

… mà các em

đã học ở lớp 6.

Qua đồ thị (hình vẽ)

Giáo viên dùng cách liên hệ kiến thức lớp 6+8 qua một số câu hỏi liên kết giúp các em nâng cao
kiến thức cũ và mới.

</div>
(18)<div class='page_container' data-page=18>

Để giúp học sinh phân biệt các

quá trình nhiệt

cũng như

dùng đúng

cơng thức trong mỗi q trình,

cần

u cầu các em:

Bước1: Mơ tả các q trình vật lý xảy ra với vật, qua đồ thị (hình vẽ)

Bước 2: Hãy viết cơng thức tính nhiệt lượng trong mỗi q trình đó.

Bước 3 : Vẽ sơ đồ nhiệt

+ Củng cố :

“Khi nào công thức trên là tỏa (thu nhiệt) ?”

+ Khắc sâu :

Thu nhiệt: Nhiệt độ đầu nhỏ hơn nhiệt độ cuối

Tỏa nhiệt

: Nhiệt độ đầu cao hơn nhiệt độ cuối

</div>
(19)<div class='page_container' data-page=19>

Mức độ 2: ( Bài tốn ngược )

Tính nhiệt lượng tỏa ra do 2kg lượng nước ở 100

0

C được làm lạnh tới

– 10

0

C.

Q thu đá1

Cđá

0

0 C

Q thu2

Mđá.



0

0 CMnc .Cnc. (t2- 0Q thu3 0)t2 =1000C

Q thu4

m.L 100
0 C

Mức độ 1:( bài tốn về sự chuyển thể )

Tính nhiệt lượng cần thiết để 1,5kg nước đá từ -10 0 C đến khi hóa hơi hồn tồn ở 100 0C

Tìm lượng dầu cần thiết (biết Hbếp = 25%)

(Cnước = 4.200J/kgK . Cđá = 2100 J/kgK;  = 3,4.105 j/kg ; L = 2,3.10 6 J/kg

qd = 4,4.10 6 J/kg)

Vật thu nhiệt:

Nước:

t

1 = - 10 0 C

Vật toả nhiệt : Dầu :

q

d = 4,4.10 6 J/ kg m dầu = ?
Lưu ý HS :

Q

thu = 25%

q

dầu .

m

dầu

Q thu đá1

Cđá

0

0 C

0

0 C t2 =1000C

m.L 100
0 C
m.L

Mức độ 1:( bài tốn về sự chuyển thể )

Tính nhiệt lượng cần thiết để 1,5kg nước đá từ -10 0 C đến khi hóa hơi hồn tồn ở 100 0C

Tìm lượng dầu cần thiết (biết Hbếp = 25%)

(Cnước = 4.200J/kgK . Cđá = 2100 J/kgK;  = 3,4.105 j/kg ; L = 2,3.10 6 J/kg

qd = 4,4.10 6 J/kg)

Vật thu nhiệt:

Nước:

t

1 = - 10 0 C

Vật toả nhiệt : Dầu :

q

d = 4,4.10 6 J/ kg m dầu = ?
Lưu ý HS :

Q

thu = 25%

q

dầu .

m

dầu

Q thu đá1

Cđá

0

</div>
(20)<div class='page_container' data-page=20>

.

Mức độ 3: (sự chuyển thể khơng hồn tồn)

Thả một cục nước đá lạnh có khối lượng m1 = 900g vào m2 = 1,5kg nước
 ở nhiệt độ t2 = 60C. Khi có cân bằng nhiệt, lượng nước

chỉ còn lại 1,47kg. Xác định nhiệt độ ban đầu của cục đá.

(Nhiệt dung riêng của nước đá là: C1 = 2.100J/KgK, của nước C2 = 4.200 J/KgK. 
Nhiệt nóng chảy của nước đá  = 3,4. 105 J/Kg.)

• Định hướng :

Lượng nước cịn lại khi có cân bằng nhiệt nhỏ hơn lượng nước ban đầu(

đã

có một

phần nước m = 1,5 - 1,47 = 0,03 kg bị đông đặc thành đá

)

=> nhiệt độ cuối cùng của

hệ sẽ là O

0

C.

Giáo viên

:

+ Hướng dẫn học sinh

viết sơ đồ nhiệt

(sau khi đã

xác định vật tỏa và thu nhiệt.)

Giải:

Gọi t

1

là nhiệt độ ban đầu của cục đá.

</div>
(21)<div class='page_container' data-page=21>

Mức độ 4:

Sự chuyển thể khơng hồn tồn có lien quan đến sự thay đổi cơ

học của thể tích chất lỏng )

“Một ống nghiệm hình trụ đựng nước cao H1 = 40cm. Một ống khác cùng tiết

diện đựng nước ở 40

0

C,Cao H2 = 10cm. Rót hết nước ở ống 2 vào ống 1, khi

cân bằng nhiệt mực nước ở ống 1 dâng cao thêm 0,2 cm so với lúc vừa rót

xong tìm nhiệt độ ban đầu của nước đá. (biết Dnc,Cnc, Dđ,



(bỏ qua mất

mát nhiệt).

*Kiến thức cần dùng:

- Sự nở vì nhiệtcủa chất (nước nở đặc biệt :dưới O

C lạnh nở ra).

-V= S.h

-D = M / V Để tính được Mđ, Mnc, Mnđ đơng thêm

*

Kĩ năng

:-Viết được phương trình cân bằng nhiệt (lưu ý HS dự đoán trước

nhiệt độ cuối của hệ từ

(Sau khi tính xong Mđ, Mnc cần để các em so sánh Mđ, Mnc)

</div>
(22)<div class='page_container' data-page=22>

Hướng dẫn giải :

+“Mđá < Mnc chứng tỏ :

nước đá đông đặc khơng hồn tồn và nhiệt độ của hệ là O

C. +Nêu tên các quá trình vật lý xảy ra với mỗi vật

+ Viêt phương trình cân bằng nhiệt

Vật thu nhiệt Vật tỏa nhiệt

(Nước đá ở bình 1) (Nước đá ở bình 2)

Như vậy, phương trình cân bằng nhiệt là:

Qthu = Qtỏa 1 + Qtỏa 2

=> Cđá (O0 - t) = Cnc mnc (t2 – 00) + mđá.



=> t1 nước đá

Qthu
Cđá . m đá

00C 40 C

Cnc.mnc

00 C

Qtoả 2

Mđá. 

Qtoả1

</div>
(23)<div class='page_container' data-page=23>

Mức độ 5: (Bài toán về sự ngưng tự bên ngồi bình kèm theo sự chuyển thể bên trong bình)

Một bình nhơm có khối lượng m1 = 0,5kg chứa m2 = 1kg nước đặt trong phịng có nhiệt độ t1 = 300C. 
Thả vào bình một cục nước đá có khối lượng m3 = 200g ở nhiệt độ t2 = -100C. Khi đá tan hết thì nước 
trong bình có nhiệt độ là t3 và mặt ngồi của bình có m4 = 10gam nước bám vào. Hãy giai thích nước 
đó ở đâu và tính nhiệt độ t3 của nước trong bình.

Cho biết nhiệt dung riêng của nước là C1 = 4.200J/KgK độ của nước đá là C2 2.100J/Kg độ, của 
nhôm là C3 = 880J/kg. độ, nhiệt nóng chảy của nước đá là = 330000J/kg; để 1 lít nước biến hồn

tồn thành hơi ở nhiệt độ phịng thì cần một nhiệt lượng là 2.430kJ.

*Định hướng

+ Viết đúng sơ đồ nhiệt cho từng vật :

*Trong bình : -Nước trong bình và bình chứa nước

*Ngồi bình - Hơi nước ngưng tụ ở mặt ngồi bình
- Nước ở mặt ngồi bình sau khi ngưng tụ .

*Lưu ý

:

Những giọt nước bám ở ngoài thành cốc do đâu mà có?

Để ngưng tụ được thì hơi nước ở mặt ngoài cốc sẽ phải trải qua những quá trình nào?

+Tỏa nhiệt để ngưng tụ tại nhiệt độ phịng ở300 C)

</div>
(24)<div class='page_container' data-page=24>

Lúc đó phương trình cân bằng nhiệt là
Qtỏa = Qthu

Tương đương

Qt nhôm + Qtoả nước + Qt hnc + Qtoảncm4 = Qthu nđ(-10 -> 0) + Qn chảy + Qrthu tăng (0 -> t3)
Giải phương trình ta có t3

Vật thu nhiệt Vật toả nhiệt

T2:-100C

Qthu1
Cđá.mđá
(0-(-10)

Nước đá:

00C

Qthu2
Mđá .

00C Qthu3

Cnc.mnc
(t3 -00C)

t3

Bình nhơm

T1 =300C

Qtoả nhơm
Cnh.mnh.
(t1-t3)

Nước:T2 =300C

Cnc.mnc
(t2-t3)

Hơi nước
T4=300C

Qtoả hơi nc
m4.L

300C

</div>
(25)<div class='page_container' data-page=25>

3. Bài toán tổng hợp từ các bài toán nhiệt, cơ, điện cho học sinh lớp 9

Dạng 1: Bài toán kết hợp

cơ- nhiệt

Ví dụ1: Trong một bình đậy kín có cục nước đá khối lượng M = 0,1kg nổi trên mặt nước trong nó có 
một viên chì khối lượng m = 5g. Hỏi phải tốn một lượng nhiệt bằng bao nhiêu, để miếng chì – đá bắt

đầu chìm xuống nước.

Dchì là 11,3g/cm3, Dnước là 0,9g/ cm3, nước đá  = 3,4.105J/Kg. Nhiệt độ nước trong bình là 00C.
Định hướng:

Để hỗn hợp đá chì bắt đầu chìm thì điều kiện cần có là gì (Dđc ≥ Dnc)

.Gọi M1 là k/lượngcòn lại của cục nước đá khi bắt đầu chìm,
+Điều kiện để chìm là:

Trong đó V: Thể tích cục nước đá và chì
Dn:Khối lượng riêng của nước

Chú ý : Dd là khối lượng riêng của nước đá
Dc: khối lượng riêng của chì

Do đó M1 + m  D . ( )

M +m1

V

≥

D

M1

D d

m

D c

</div>
(26)<div class='page_container' data-page=26>

VÝ dô 2

:

Thả một 1kg n ớc đá ở -30 0C vào một bình chứa 20 kg n ớc ở 480 C

a)Xác định nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt

b) Sau đó, thả vào bình thêm một miếng n ớc đá khác ở 0 0 C( gồm một mẩu chì 10 g ở giữa, 200g n ớc đá

ở ngoài) Cần bao nhiêu n ớc ở 10 0 C vào bình để mẩu đá- chì bắt đầu chìm ?

*Lưu ý:

Nhiệt độ cuối của hệ cần tìm chưa thể chắc chắn là nước đá có tan hết hay khơng nên cần lưu ý học sinh
dự đốn các tình huống có thể xảy ra.

Liệu nước đá có tan hết không?,

* Định hướng : Hướng dấn các em đề xuất các tình huống.

-Trường hợp 1: Nếu nước đá khơng tan hết thì mỗi loại nước trong hệ sẽ phải trải qua quá

trình vật lý nào? Khi đó nhiệt độ cuối của hệ là ? ( O 0C)

-Trường hợp 2: Nếu nước đá tan hết rồi tăng đến t0 thì các quá trình vật lý diễn ra thế nào 
với từng vật?

-Hướng dẫn học sinh gọi phần nhiệt lượng tỏa hoặc thu ở quá trình vật lý chưa biết có xảy ra
hay khơng là X.

</div>
(27)<div class='page_container' data-page=27>

VÝ dơ 3: (

bµi tËp thùc tÕ kÕt hợp cả sự chuyển thể và sự cân bằng của vËt trong chÊt láng)

Trong

một bình có một viên n ớc đá nổi ,ban đầu hệ ở 00 C(hình 1)

Khi khối n ớc đá tan hết,mực n ớc trong bình thay i th no?

b) Ban đầu khối n ớc đ ợc giữ bằng một sợi dây nhẹ không giÃn(Hình 2) . Sau khi khèi n íc tan 
hÕt ,mùc n ớc trong bình hạ xuống 5cm.

Tính sức căng cúa sợi dây lúc ban đầu ?

( Biết diện tích mặt thoáng trong bình là 100cm2. Khối l ợng riêng của n íc lµ 1000Kg/m3 )

*

Định

h íng

+Sự thay đổi mực n ớc trong bình là do đâu ?(Do sự thay đổi khối l ợng riêng của n ớc

đá và cả sự chênh lệch khối l ợng riêngcủa hai loại n ớc )

+ H

óy

lập tỉ số giữa hai khối l ợng riêng với khối l ợng n ớc nh nhau Dđá / Dn ớc

= : =

Vd/Vn

+ Khi n ớc đá tan hết th

ỡ Dda = ? Dnc (

Dđátan

/ Dn ơc = 1)

 : Khi n ớc đá nổi thì phần chìm của nó đứng bằng thể tích của nó khi tan hết



Nªn mùc n ớc trong bình sẽ không dâng thêm (khi tan hÕt )

</div>
(28)<div class='page_container' data-page=28>

Tr êng hỵp 2:

Khi bị giữ bằng dây
Để đá nằm cân bằng :

FA + FAtăng thêm = P đá + Tdây
 FAtng thờm = Tdõy

dn ớc .V chìm thêm = T căng dây

dn c .Sỏy hdõng thêm = T căng dây 
Tr ờng hợp 1:

Khi ch a bị giữ bằng dây
Để đá nằm cân bằng :

FA = P đá

dn ớc .V chìm = dđá .V đá

Khi n ớc đá tan hết mực n ớc giảm đi đúng bằng l ng n c dõng lờn ban u

hdâng thêm = h h¹ xuèng

T căng = d n ớc S đáy hhạ => T = 5 N

b)

Định hướng

+Khi thả miếng nước đỏ vào bỡnh

có những lực nào tác dụng lên miếng n ớc đá theo

ph ơng thẳng đứng ?

+Khi

giữ miếng đá bằng dây

thì

khác gì khi khơng buộc dây

?

+Khi n ớc đá tan hết

: Phần

mực n ớc dâng lên

liên hệ thế nào với

h hạ xuống

?

</div>
(29)<div class='page_container' data-page=29>

D ng 2: Nhi t- §i n Bài toán về chuyển hóa năng l ợng ệ ệ

Ví dụ 1: Một lị luyện thép cần nung chảy 30 tấn thép từ 300C đến khi nóng chảy hoàn toàn ở 
1.3000C bằng điện.

a) Nhiệt lượng thép cần thu vào là bao nhiêu?

b) Nếu hiệu suất nò lung là 60% thì nhiệt lượng lị phải tỏa ra là bao nhiêu

c) Nếu dùng lị có cơng suất 1MW thì thời gian nung chảy thép sẽ là bao nhiêu (H 60%).

Ở ý a, b học sinh đã làm quen, ý c giáo viên chỉ cần hướng dẫn các em tận dụng
phương trình cân bằng nhiệt khơng hồn tồn và cơng thức tính cơng suất

</div>
(30)<div class='page_container' data-page=30>

30
Ví dụ 2: ( Sự chuyển hoá điện năng thnàh nhiệt năng ,có hiện tượng hao phí điện năng thực tế )

Một bình bằng đồng có khối lượng m = 500g, chứa m1 = 1 kg nước ở nhiệt độ t1 = 60 0C.

Thả vào bình lượng nước đá m2 = 600g ở nhiệt độ t2 < 0 0C. khi có cân bằng nhiệtnhiệt độ chung là t = 5 0C

- Bỏ qua sự tỏa nhiệt ra mơi trường? Tính t2

-Bây giờ đun sơi nước trong bình bằng dây đun có điện trở R như sau:

-Ở hiệu điện thế U1 = 120V hết thời gian t1 = 10ph, ở hiệu điện thế U2 = 100V hết thời gian t2 = 15ph,

- ở hiệu điện thế U3 = 80V hết thời gian t3. Biết nhiệt lượng hao phí tỷ lệ với thời gian đun.

-Tính t3? ( C đồng= 400J/KgK ; Cnc đá= 2.100J/Kg.K,Cnc= 4.200J/Kg.K,



ncđá= 340000J/Kg.)

Giải

:

Nước đá thu nhiệt nóng từ t2 lên đến O 0C:

Q

1 =

c

nđá. M 2 (0 – t2)
Nước đá thu nhiệt nóng chảy hết ở O 0C:

Q

2 =



.m

2

Nước thu nhiệt nóng lên từ O0C đến 50C:

Q

3 =

c

m

(5

-0)

Bình và nước tỏa nhiệt:

Q4

= (

c

m

1 + m

c.

)

(80 – 5

)

Phương trình cân bằng nhiệt: Q1 + Q2 + Q3 = Q4

</div>
(31)<div class='page_container' data-page=31>

Theo đề bài ta có nhiệt lượng tỏa ra môi trường: Qhp = k.t
(với k là hệ số tỷ lệ).

Gọi Q0 là nhiệt lượng cung cấp cho bình làm sơi nước.

Với nguồn U1: = Q0 + k.t1 => = Q 0R + kRt1 (1)
Với nguồn U2: = Q 0 + k.t2 => = Q0R + kRt2 (2)
Với nguồn U3: = Q0 + k.t3 => = Q 0R + kRt3 (3)
Từ (1) và (2) ta có: k. R = (4)

Từ (2) và (3) ta có: k. R = (5)
U12. t1

R
U 22. t2

R
U32. t3

U12. t1
U22. t2

U32. t3
U12. t1 - U

2 2 .t2
t1 - t 2

U22. t2 - U

</div>
(32)<div class='page_container' data-page=32>

32
Ví dụ 3: Bài tập điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng và sinh công

Trong một xi lanh đáng thẳng đứng chứa m= 1kg n ớc ở 00 C . Trên mặt thống có một pít

tơng khối l ợng không kể, tiết diện S = 100cm2 . D ới xi lanh có một thiết bị đun Sau 9,63 phút kể 
từ lúc bật thiết bị đun , pít tơng đ ợc nâng lên thêm h= 1mso với độ cao ban u.

a) Tính công suất của thiết bị đun

b) Coi chuyển động của pít tơng là đều ớc l ợng vận tốc của pít tơng ?
Cn ớc = 4200J/kgK ; L n ớc = 2,3. 106 J/kg ; D hơi = 0,6 kg/m3

*

Đ

ịnh hướng :

? Năng lượng chuyển hóa thế nào trong các thiết bị trên? Vật nào tỏa nhiệt (thu) -> kết qu 
truyn nhit v s chuyn húa.

(Thiết bị đun tỏa nhiệt -> N ơc thu nhiệt -> Sinh công -> Cơ năng của pít tông )

Vật thu nhiệt

m = 1kg
t1 = 00C

Cnc = 4.200J/Kg.K
Lnc = 2,25.106 J/kg
t = 9,63h = 1ma)

VËt sinh c«ngS = Pbếp đun

v

ptơng =?

</div>
(33)<div class='page_container' data-page=33>

Để học sinh định hướng kiến thức:

a) Khi đun nóng: Nhiệt lượng bếp tỏa ra chính là nhiệt lượng nước thu vào để
(1) Tăng nhiệt độ từ 0 –.> 100 0C

Qthu1 = Cn .

m

n.100

(2) Hóa h¬i hồn tồn ở 1000C
Qthu2 = L.m

Khơng có mất nhiệt nên A = Qtỏa = Qthu1 + Qthu 2
A = 420.000 + 2,25.106

A = 42.104 + 2,25.106
A = 267.104J

Công suất thiết bị đun là: P = 478,67W

b) Pít tơng được nhờ cơ năng của hơi sinh cơng đẩy nó đi trên đoạn đường
h = 1m

P = A/t = F.s/t = F.v mà F =

p.s

pit

t

ông
P = p.Spittông .v

</div>
(34)<div class='page_container' data-page=34></div>

Chuyen de bai tap nhiet

<b>CHUYÊN ĐỀ : </b>

<b>Nội dung</b>

:

I. Cơ sở thực hiện :

II. Mục đích :

III. Một số giải pháp thực hiện

IV. Ý kiến thảo luận

1.Sách giáo khoa vật lí 6,8 khơng đề cập đến “cơng thức tính nhiệt lượng

1.Sách giáo khoa vật lí 6,8 khơng đề cập đến “cơng thức tính nhiệt lượng

dành cho qu

dành cho qu

á

á

<i>trình chuyển thể vật chất “</i>

<i>trình chuyển thể vật chất “</i>

<b>2.Các hiện tượng nhiệt trong thực tế là rất phổ biến </b>

(song khi làm thí nghiệm hoặc quan sát trong thực tế thì các em chỉ quan sát được một

phần rất nhỏ trong số các hiện tượng nhiệt diễn ra trong bản thân vật mà không thể

d

tay để kiểm tra sự thay đổi nhiệt độ của các vật )

<b>3.Bài toán</b>

<b> v nhiƯt l ỵng trong thùc tÕ th êng g¾n liỊn với các quá </b>

<b></b>

<b>trình chuyển hóa từ nhiệt năng sang cơ năng, từ điện năng sang </b>

<b>nhiệt năng </b>

<b></b>

(õy l cỏc bi toỏn hay song ũi hỏi các em phải có đầu óc tổng hợp tốt , khái quát

khá cao mới không bị lung t

tr ớc những bài tập lạ (ít gặp trong các bài

toán mẫu

)

I.Cơ sở thực hiện :

I.Cơ sở thực hiện :

<b>II.Mục đích:</b>

Từ các kiến thức bổ sung, các bài tập cơ bản và nâng cao, cùng một số

kinh nghiệm giảng dạy thực tế nhằm giúp các em HS:

<b>1.Tiếp thu kiến thức nhiệt học một cách hoàn chỉnh hơn.</b>

<i><b>2.Hiểu rõ, liên hệ và giải thích các hiên tượng nhiệt học trong thực tế </b></i>

<i><b>chính xác,chủ động hơn.</b></i>

Từ sự nở vì nhiệt của các chất (mơn vật lí 6):Các chất nóng lên thì nở ra, lạnh đi thì co lại,

tôi giúp các em liên hệ đến các bài toán về sự thay đổi khối lượng riêng (bao gồm cả các

chất có sự nở đặc biệt giúp các em giải được nhiều bài tốn có nội dung thực tế).

<b>III. Một số giải pháp</b>

* Ki

ến

thức

<b>Q </b>

.m

<b>Q </b>

<b>L . m</b>

<b>Mức độ 3</b>

<b>H:Viết cơng thức tính nhiệt lượng cần cung cấp cho một vật thu vào </b>

<i><b>để nóng lên ?</b></i>

<b> </b>

<i><b>Nếu hiệu suất sử dụng nhiệt là 100% (bỏ qua hao phí) thì phương trình </b></i>

<i><b>cân bằng nhiệt sẽ được thực hiện như thế nào?</b></i>

<b> </b>

<b> H = Qi / Q toàn phần </b>

<b>Q thu = C.m t</b>

<i><b>Khi trao đổi nhiệt, sự truyềnnhiệt giữa các vật trong hệ có đặc điểm gì ? </b></i>

<i><b>Quan hệ giữa nhiệt lượng do vật nóng toả ra có quan hệ thế nào với nhiệt </b></i>

<i><b>lượng vật lạnh thu vào ?</b></i>

<b>2. Phân dạng bài toán</b>

Q

Qt

m

C

t

t

t

<sub>t</sub>

Từ sơ đồ, học sinh đã biết được:

Q

thunc cần để tăng t

<sub> từ 20 -> 100</sub>

<sub>C là: </sub>

Q

<sub>thu nc = </sub>

m