(Sáng kiến kinh nghiệm) một số giải pháp hướng dẫn học sinh làm bài tập về nhiệt học

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN
Kính gửi: Hội đồng sáng kiến huyện Bình Xun
a) Tác giả sáng kiến: HOÀNG THỊ HỒNG HẠNH
- Ngày tháng năm sinh: 24/02/1982

Nam (nữ): nữ

- Đơn vị công tác (hoặc hộ khẩu thường trú): Trường THCS Phú Xuân
- Chức danh: Giáo viên
- Trình độ chun mơn: + Đại học sư phạm kỹ thuật
+ Cao đẳng sư phạm Lí- KTCN
- Tỷ lệ (%) đóng góp vào việc tạo ra sáng kiến: 100%
b) Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến: Hoàng Thị Hồng Hạnh
c) Tên sáng kiến; lĩnh vực áp dụng; mô tả bản chất của sáng kiến; các
thông tin cần được bảo mật (nếu có):
- Tên sáng kiến: Một số giải pháp hướng dẫn học sinh làm bài tập về nhiệt
học
- Lĩnh vực áp dụng:
+ Sáng kiến có thể áp dụng cho đối tượng học sinh khá, giỏi và học sinh đội
tuyển vật lí lớp 8, 9 cấp Trung học cơ sở.
+ Sáng kiến giúp phân loại, hướng dẫn cách giải, bài tập minh họa và bài tập
áp dụng ở một số dạng bài tập về nhiệt học.
- Mô tả sáng kiến:
+ Về nội dung của sáng kiến:
1


1. Cơ sở lý luận, khoa học của sáng kiến
1.1. Cơ sở lý luận về giải bài tập Vật lí:

- Vật lí là cơ sở của nhiều ngành kỹ thuật quan trọng, sự phát triển của khoa
học Vật lí gắn bó chặt chẽ tác động qua lại trực tiếp với sự tiến bộ của khoa học. Vì
vậy Vật lí có giá trị to lớn trong đời sống và sản xuất, đặc biệt trong cơng cuộc
cơng nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước.
- Căn cứ vào yêu cầu đổi mới mục tiêu giáo dục, đổi mới phương pháp dạy
học phát huy tính tích cực chủ động của học sinh, để giúp học sinh có thể tự học ở
nhà thơng qua tài liệu học tập bộ mơn.
- Trong q trình bồi dưỡng học sinh khá giỏi mơn vật lí lớp 8,9 cấp trung
học cơ sở, tôi đã phát hiện ra các bài tập phần nhiệt học có thể phân ra thành một
số giải pháp cơ bản và các bước thực hiện các giải pháp đó.
- Với những lí do trên đã thôi thúc tôi viết lên sáng kiến: Một số giải pháp
hướng dẫn học sinh làm bài tập về nhiệt học. Với mong muốn sau khi nghiên cứu
sáng kiến này học sinh có thể hệ thống được kiến thức, phân dạng được bài tập và
biết cách giải một số dạng bài tập cơ bản phần nhiệt học.
1.2. Cơ sở khoa học.
Để giải các bài tập có liên qua đến nhiệt học mơn Vật lí bậc Trung học cơ sở,
cần một số kiến thức sau:
- Nhiệt lượng, nhiệt dung riêng.
- Nguyên lí truyền nhiệt, phương trình cân bằng nhiệt.
- Sự chuyển thể của các chất.
2. Nội dung nghiên cứu.
2.1. Nhiệt lượng
- Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận được hay mất bớt đi trong q
trình truyền nhiệt.
- Cơng thức tính nhiệt lượng.
Q = m.c.∆t0
Trong đó:
+ Q : là nhiệt lượng vật nhận được (hay mất đi) (J)
2

+ m: là khối lượng của vật (kg)
+ c: là nhiệt dung riêng của chất cấu tạo nên vật (J/kg.K)
+ ∆t0: là độ tăng (hay giảm) nhiệt độ của vật (oC hoặc 0K)
(Nhiệt dung riêng của một chất là nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1kg chất đó
tăng thêm 10C.)

2.2. Nguyên lý truyền nhiệt, phương trình cân bằng nhiệt.
* Nguyên lý truyền nhiệt:
- Nhiệt được truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.
- Sự truyền nhiệt xảy ra tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì ngừng lại.
- Nhiệt lượng do vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào.
*Phương trình cân bằng nhiệt:
Qtỏa ra = Qthu vào
2.3. Sự chuyển thể của các chất.
* Sự nóng chảy và đông đặc
- Nhiệt lượng của vật tỏa ra khi đơng đặc bằng nhiệt lượng mà vật đó thu
vào khi nóng chảy ở nhiệt độ nóng chảy.
- Cơng thức tính:
Q = m.λ
Trong đó:
+ Q: nhiệt lượng vật thu vào (hay tỏa ra) ở nhiệt độ nóng chảy (J).
+ λ: nhiệt nóng chảy của chất cấu tạo nên vật (J/kg).
+ m: khối lượng của vật (kg).
* Sự bay hơi và sự ngưng tụ.
- Nhiệt lượng vật thu vào khi bay hơi bằng nhiệt lượng mà vật tỏa ra khi
ngưng tụ ở nhiệt độ bay hơi.
- Cơng thức tính:
Q = m.L
3

Trong đó:
+ Q: nhiệt lượng vật thu vào (hay tỏa ra) ở nhiệt độ sơi (J).
+ L: nhiệt hóa hơi của chất cấu tạo nên vật (J/kg).
+ m: khối lượng của vật (kg).

3. Một số giải pháp hướng dẫn học sinh làm bài tập về nhiệt học
3.1. Giải pháp 1: Hướng dẫn học sinh làm bài tập về tính nhiệt lượng
a. Các bước thực hiện giải pháp:
Bước 1- Xác định đúng các quá trình vật thu (hay tỏa) nhiệt
Bước 2- Áp dụng trực tiếp các cơng thức tính nhiệt lượng
Bước 3 - Tính tốn và biện luận kết quả.
b. Ví dụ minh họa
Bài 1: Tính nhiệt lượng cần cung cấp để 1,5kg nước đá từ -20 0C đến hóa hơi hoàn
toàn ở 1000C. Biết nhiệt dung riêng của nước đá và nước lần lượt là: c 1 =
2100J/kg.K; c2 = 4200 J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước đá là: λ = 340000J/kg;
nhiệt hóa hơi của nước là: L = 2 300 000J/ kg.
Lời giải:
Bước 1: Để nước đá từ -200C hóa hơi hồn tồn ở 1000C thì cần thu nhiệt lượng để
trải qua các quá trình: tăng từ -200C đến 00C; nóng chảy hồn tồn ở 00C; tăng từ
00C đến 1000C; hóa hơi hồn tồn ở 00C.
Bước 2: Áp dụng cơng thức tính nhiệt lượng trong các q trình ta có:
- Nhiệt lượng cung cấp để nước đá tăng từ -200C đến 00C là:
Q1 = m.c1.(t0 – t1) = 1,5.2100.[00 – (-200)] = 63000 (J)
- Nhiệt lượng cần cung cấp để nước đá nóng chảy hồn tồn ở 00C là:
Q2 = m. λ = 1,5. 340 000= 510 000 (J)
- Nhiệt lượng cần cung cấp để nước tăng từ 00C đến 1000C là:
4

Q3 = m.c2.(t2 – t0) = 1,5. 4200. (1000 – 00) = 630 000 (J)
- Nhiệt lượng cần cung cấp để nước hóa hơi hồn tồn ở 1000C là:
Q4 = m.L = 1.5. 2 300 000 = 3 450 000 (J)
Bước 3- Nhiệt lượng tổng cộng cần cung cấp để nước đá từ -20 0C đến hóa hơi hồn
tồn ở 1000C là:
Q= Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 63 000 + 510 000 + 630 000 + 3 450 000
Q = 4 653 000 (J) = 4653 kJ

c. Bài tập vận dụng
Bài 2: Một miếng đồng và một miếng nhơm có khối lượng lần lượt là: m 1 =
100gam, m2 = 150 gam cùng ở nhiệt độ ban đầu là 150 0C, cùng thả vào nước và có
cùng nhiệt độ lúc sau là 50 0C. Tính nhiệt lượng mà đồng và nhôm đã tỏa ra? Cho
biết nhiệt dung riêng của đồng và nhôm lần lượt là: c 1 = 380J/kg.K; c2 =
880J/kg.K.
Đáp số: Q = 17 000 (J)
Bài 3: Một ấm nhôm khối lượng 250 gam chứa 1 kg nước ở 20 0C. Để làm hóa hơi
hồn tồn lượng nước trên cần cung cấp cho ấm nước một nhiệt lượng bằng bao
nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của nhôm và nước lần lượt là: c 1 = 880J/kg.K;
c2 = 4200J/kg.K; nhiệt hóa hơi của nước là; L = 2 300 000J/kg.
Đáp số: Q = 2 653 600 (J)
Bài 4: Một bình bằng đồng khối lượng 200gam bên trong chứa 1kg hơi nước ở
1000C. Tính nhiệt lượng do bình hơi nước tỏa ra nếu làm đơng đặc hồn tồn lượng
hơi nước trên? Cho biết nhiệt dung riêng của đồng và nước lần lượt là: c 1 =
380J/kg.K; c2 = 4200J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước là λ = 340000J/kg; nhiệt
hóa hơi của nước là: L = 2 300 000J/kg.
Đáp số: Q = 3 067 600 (J)
3.2.Giải pháp 2: Hướng dẫn học sinh làm bài tập có nhiều vật tham gia trao
đổi nhiệt.
a. Các bước thực hiện giải pháp:

Bước 1- Xác định vật tỏa nhiệt, vật thu nhiệt
5


Bước 2- Viết phương trình cân bằng nhiệt
Bước 3- Giải phương trình, tìm dữ liệu của bài.
b. Ví dụ minh họa
Bài 1: Trộn lẫn rượu với nước người ta thu được hỗn hợp có khối lượng 140g ở
nhiệt độ 36 0C. Tính khối lượng nước và rượu? Biết rằng nhiệt độ ban đầu của rượu
là 190C, của nước là 1000C, nhiệt dung riêng của rượu và nước lần lượt là;
c1 = 2500 J/kg.K, c2 = 4200 J/kg.K. Bỏ qua nhiệt lượng hao phí ra mơi trường

Lời giải
Bước 1: Theo đề bài ra thì rượu là vật thu nhiệt, nước là vật tỏa nhiệt.
- Nhiệt lượng mà rượu thu vào là:
Q1 = m1.c1 .(t – t1) = m1.2500.(36 - 19) ⇔ Q1 = 42500. m1
- Nhiệt lượng mà nước tỏa ra là:
Q2 = m2.c2 .(t2 - t) = m2.4200.(100 - 36) ⇔ Q2 = 268800. m2
Bước 2 -Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có:
Qtỏa ra = Qthu vào
Bước 3

⇔ Q1= Q2
⇔ 42500. m1 = 268800. m2

(1)

Mà theo đề bài cho:
m1 + m2 = 0,14

(2)

Kết hợp (1) và (2) ta có: m1 = 0,121 (kg) = 121 (g)
m2 = 0,019 (kg) = 19 (g)
Vậy khối lượng của rượu là 121g, của nước là 19g.
Bài 2: Cho một hệ vật gồm n vật có khối lượng lần lượt là m 1; m2; m3….. mn; có
nhiệt độ ban đầu lần lượt là t 1; t2; t3….. tn; và nhiệt dung riêng lần lượt là c 1; c2;
c3….. cn; tham gia trao đổi nhiệt với nhau (trong q trình trao đổi nhiệt khơng có
sự thay đổi trạng thái).
a. Xác định nhiệt độ chung của hệ khi có cân bằng nhiệt.
6


b. Vận dụng giải bài tập sau:
Có 3 bình cách nhiệt A ;B; C đựng nước có nhiệt độ ban đầu lần lượt là: t 1;
t2; t3 nếu múc mỗi bình một ca rồi trộn với nhau ta được hỗn hợp có nhiệt độ là 60
0
C. Nếu múc 3 ca nước ở bình A trộn với một ca nước ở bình B thì được hỗn hợp
có nhiệt độ là 90 0C. Nếu múc 3 ca nước ở bình B trộn với 2 ca nước ở bình C thì
được hỗn hợp có nhiệt độ là 44 0C.
Hỏi muốn có hỗn hợp ở nhiệt độ 30 0C thì phải pha nước ở bình A với bình
B hoặc nước ở bình B với nước ở bình C theo tỷ lệ như thế nào? Biết rằng khối
lượng nước mỗi lần múc là như nhau. Bỏ qua hao phí nhiệt với mơi trường.

Lời giải
Câu a:
Bước 1: Giả sử trong hệ có x vật ban đầu tỏa nhiệt, số còn lại là (n-x) vật thu nhiệt.
- Nhiệt lượng tỏa ra của x vật khi chúng hạ từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ
chung t là:
Qtỏa = m1 .c1 .(t1 – t) + m2.c2.(t2– t) + ……..+ mx .cx .(tx– t)

- Nhiệt lượng thu vào của n-x vật còn lại khi chúng tăng từ nhiệt độ ban đầu
đến nhiệt độ chung t là:
Qthu = mx+1.cx+1 .(t – tx+1) + …….+ mn.cn .(t– tn)
Bước 2- Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt là:
Qtỏa ra = Qthu vào
Bước 3:
m1.c1 .(t1 – t) + m2.c2 .(t2– t)+..+ mx.cx.(tx– t)= mx+1.cx+1 .(t – tx+1) +…+ mn.Cn .(t– tn)
Giải phương trình ta được:

t=

c1 .m1 .t1 + c 2 .m2 .t 2 + ... + c n .mn .t n
c1 .m1 + c 2 .m2 + ..... + c n .mn

Biểu thức trên cho thấy kết quả t không phụ thuộc vào x.
Câu b :
Gọi m là khối lượng mỗi ca nước, c là nhiệt dung riêng của nước.
7


Áp dụng công thức tổng quát ở phần a: t =

c1 .m1 .t1 + c 2 .m2 .t 2 + ... + c n .mn .t n
c1 .m1 + c 2 .m2 + ..... + c n .mn

+ Khi múc mỗi bình một ca nước thì hỗn hợp có nhiệt độ là T1 = 60 0C ta có:

T1 =

c.m.t1 + c.m.t 2 + c.m.t 3

c.m + c.m + c.m

c.m.( t1 + t 2 + t 3 )
3c .m

=

⇒ t1 + t2 + t3 = 3.T1 = 3.600 = 1800

(1)

+ Khi múc 3 ca nước ở bình A hịa với một ca nước bình B thì được hỗn hợp
có nhiệt độ T2= 900 thì ta có:

T2 =

3c.m.t1 + c.m.t 2
3c.m + c.m

=

c.m.( 3t1 + t 2 )
4c.m

⇒ 3t1 + t2 = 4. T2 = 4.900=3600

(2)

+ Khi múc 3 ca nước bình B hịa với 2 ca nước bình C được hỗn hợp có
nhiệt độ

T3 = 44 0C ta có:

T3 =

3c.m.t 2 + 2c.m.t 3
3c.m + 2c.m

=

c.m.( 3t 2 + 2t 3 )
5c.m

⇒ 3t2 + 2t3 = 5. T3 = 5.440=2200

(3)

Từ (1); (2); (3) ta có hệ phương trình sau:

t1 + t2 + t3 =1800
3t1 + t2 =3600
3t2 + 2t3 = 2200

Sau khi giải hệ phương trình ta có: t1 = 1000C: t2 = 600C: t3 = 200C
Ta thấy T4 = 30 0C < t2< t1 vậy không thể trộn nước ở bình A và bình B với
nhau. Mà phải trộn nước ở bình B với bình C.
Gọi x là số ca nước lấy ở bình B và y là số ca nước lấy ở bình C ( x,y ∈N*)
ta được nước ở T4 = 30 0C . Do đó ta có:

T4 =

xc.m.t 2 + yc.m.t 3
xc.m + yc.m

=

c.m.( xt 2 + yt 3 )
c.m.( x + y )
8


⇔ T4 =

⇔

xt 2 + yt 3
x+ y

60 x + 20 y
x+ y

=30

⇔ 30x + 30y = 60x + 20y ⇔ 30x = 10y ⇔ 3x = y ⇔

x 1
=
y 3

Vậy cần lấy nước ở bình B và bình C để trộn với nhau theo tỷ lệ
được hỗn hợp nước có nhiệt độ là: T4 = 30 0C

x 1
=
y 3

thì

c. Bài tập vận dụng
Bài 3: Một bình nhiệt lượng kế bằng đồng khối lượng 128g chứa 240g nước ở
nhiệt độ 8,4 0C. Người ta thả vào bình một miếng kim loại khối lượng 192g đã
được nung nóng tới 1000C. Nhiệt độ khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt là 21,5 0C.
Xác định nhiệt dung riêng của kim loại? Cho biết nhiệt dung riêng của đồng là 380
J/kg.k; nước là 4200 J/kg.k
Đáp số: c = 918 J/kg.k
3

Bài 4: Hai bình giống nhau, chứa hai lượng nước như nhau. Bình thứ nhất có nhiệt
2
độ là t1, bình thứ hai có nhiệt độ là t2 = t1.Sau khi trộn lẫn với nhau, nhiệt độ sau
khi cân bằng là 25 0C. Tìm các nhiệt độ ban đầu của mỗi bình?
Đáp số: t1 = 20 0C
t2 = 30 0C
Bài 5: Một bình cách nhiệt được ngăn làm hai phần bằng một vách ngăn cách
nhiệt. Hai phần chứa hai chất lỏng có nhiệt dung riêng lần lượt là C 1 và C2 với
nhiệt độ ban đầu là t1, t2. Bỏ vách ngăn hai chất lỏng khơng có tác dụng hóa học
với nhau và có nhiệt độ cân bằng là t.

Tìm tỉ số m1/m2 ? Biết (t1-t) =

Đáp số:

m1
m2

=

1
2

(t1-t2) .

C2
C1

3.3. Giải pháp 3: Hướng dẫn học sinh làm bài tập về sự trao đổi nhiệt có sự
thay đổi trạng thái.
9


a. Các bước thực hiện giải pháp:
Bước 1- Xác định các vật tham gia trao đổi nhiệt.
Bước 2- Xác định trạng thái của các vật, biện luận để tìm ra nhiệt độ chung của hệ.
Bước 3- Viết phương trình cân bằng nhiệt
Bước 4- Giải phương trình và biện luận kết quả.
b. Ví dụ minh họa
Bài 1: Trong một bình có chứa m1= 2kg nước ở t1= 25 0C. Người ta thả vào bình
m2 kg nước đá ở t2= -20 0C. Hãy xác định nhiệt độ chung, khối lượng nước và khối
lượng nước đá có trong bình khi có cân bằng nhiệt trong mỗi trường hợp sau đây?
a.m2= 1 kg
b.m2= 0,2 kg

c.m2= 6kg
Cho biết: nhiệt dung riêng của nước
đá là 2100 J/kg.K; của nước là 4200
λ
J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước đá là: = 340000 J/kg. Bỏ qua nhiệt lượng hao
phí ra môi trường.
Lời giải
Câu a:
Bước 1: Vật trao đổi nhiệt là nước ở 250C và nước đá ở -200C
Bước 2:
- Nếu nước hạ từ 25 0C đến 0 0C thì tỏa ra nhiệt lượng là:
Q1 = m1.c1.(t1- t0) = 2.4200.(25 - 0)

⇔

Q1 = 210000 (J)

- Nhiệt lượng cung cấp để m2 kg nước đá tăng từ -200C đến 00C là
Q2 = m2.c2.(t0- t2) = 1.2100.[0 – (-20)]

⇔

Q2 = 42000 (J)

Ta thấy Q1 > Q2 do vậy nước đá bị nóng chảy.
- Nhiệt lượng cần cung cấp để nước đá nóng chảy hoàn toàn:
Q3 = m2.

λ

= 1.340000 = 340000 (J)

Q1 < Q2 + Q3 như vậy chỉ có một phần nước đá bị nóng chảy và nhiệt
độ cân bằng của hệ là t0= 0 0C.
Bước 3:
10


- Gọi m là khối lượng nước đá nóng chảy, ta có phương trình cân bằng nhiệt:
Qtỏa ra = Qthu vào
Bước 4:

⇔

Q1 = Q2 + Q

⇔

210000 = 42000 + m’.

⇒

λ

λ

( =340000)

m’ = (210000 - 42000):340000 = 0,494(kg)

Vậy sau khi cân bằng nhiệt, khối lượng nước đá có trong bình là:
m3 = 1 – 0,494

⇒

m3 = 0,506 (kg)

Khối lượng nước trong bình là: 2 + 0,494 = 2,494 (kg).
Câu b:
Bước 1: Vật trao đổi nhiệt là nước ở 250C và nước đá ở -200C
Bước 2:
- Nhiệt lượng để m2 kg tăng từ -20 0C đến 0 0C là:
Q2 = m2.c2.(t0- t2) = 0,2.2100 [0 - (20) ] = 8400 (J)
- Nhiệt lượng để nước đá nóng chảy hồn tồn là:
Q3 = m2.

λ

= 0,2.340000 = 68000 (J)

Ta thấy Q1 > Q2 + Q3 . vậy nước đá nóng chảy hết và nhiệt độ của hệ sau khi
cân bằng là: t 0C > 0 0C
Bước 3:
- Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
Qtỏa ra = Qthu vào
Bước 4:

⇔
⇔

Q1 = Q2 + Q3 + Q4
210000
− 42000+−m
68000
21000 = 42000
+ 68000
2.c2.(t- t0)

Thay số ta được: t =

0,2.4200

(với t0 = 00C)

= 14,46 0C

Câu c :
Bước 1: Vật trao đổi nhiệt là nước ở 250C và nước đá ở -200C
Bước 2
- Nhiệt lượng cung cấp để m2 = 6 kg nước đá tăng từ -20 0C đến 0 0C là:
11


Q2 = m2.c2.(t0- t2) = 6.2100 [0 - (20) ] = 252000 (J)
- Ta thấy Q1 < Q2 do vậy nước bị đông đặc
- Nhiệt lượng do nước bị đông đặc tỏa ra là:
Q3 = m1.

λ

= 1.340000 = 340000 (J)

Ta thấy Q1 + Q3 > Q2 do vậy nước chỉ bị đơng đặc một phần
Bước 3- Áp dụng phương trình cân bằng nhiệ ta có:

Bước 4:

⇔
⇔

⇒

Qtỏa ra = Qthu vào
Q1 + Q = Q2
210000 + m.

m=

λ

= 252000

252000 − 210000
340000

= 0,1235 (kg)

Vậy khối lượng nước sau khi cân bằng là: m 3 = 0,8765 (kg). Khối lượng
nước đá là 6,1235 (kg).
c. Bài tập vận dụng

Bài 2: Rót m1 = 0,4 kg nước ở nhiệt độ t1= 400C vào bình bằng đồng khối lượng m3
= 1,5 kg trong đó m2 = 10 kg nước đá ở t2= -200C. Tính nhiệt độ và khối lượng
nước đá có trong bình khi có cân bằng nhiệt. Biết nhiệt dung riêng của nước đá,
bình lần lượt là c1 = 4200 J/kg.K; c2 = 2100 J/kg.K; c3 = 380 J/kg.K;
Nhiệt nóng chảy của nước đá là: 340000 J/kg.k
Đáp số: Nhiệt độ của hệ là : t = -10,180C
Khối lượng nước đá là 10,4 kg
Bài 3: Thả 1,6kg nước đá ở -100C vào một nhiệt lượng kế đựng 1,6kg nước ở
800C; bình nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 200g và có nhiệt dung riêng c
= 380 J/kg.K.
a. Nước đá có tan hết khơng?
b.Tính nhiệt độ cuối cùng của nhiệt lượng kế. Cho biếtλ nhiệt dung riêng của
nước đá cđ = 2100 J/kg.K và nhiệt nóng chảy của nước đá là =336.103J/kg .
Đáp số:

a. Nước đá không tan hết.
b. 00C.
12


Bài 4: Thả một cục nước đá lạnh có khối lượng m 1 = 900g vào m2 =1,5 kg nước ở
nhiệt độ t = 60C. khi có cân bằng nhiệt, lượng nước chỉ còn lại 1,47 kg. xác định
nhiệt độ ban đầu của cục nước đá? Cho biết nhiệt dung riêng cựa nước đá là cλ1 =
2100 J/kg.K, của nước là c 2 = 4200J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là
=
5
3,4.10 J/kg.
Đáp số: Nhiệt độ ban đầu của nước đá là t1 = - 25,40C.
3.4.Giải pháp 4: Hướng dẫn học sinh làm bài tập có nhiều q trình trao đổi
nhiệt:

a. Các bước thực hiện giải pháp:
Bước 1- Xác định các quá trình trao đổi nhiệt và vật tỏa nhiệt, vật thu nhiệt trong
các q trình đó.
Bước 2- Viết biểu thức tính nhiệt lượng tỏa ra, nhiệt lượng thu vào, phương trình
cân bằng nhiệt cho từng quá trình.
Bước 3- Giải hệ phương trình tìm ra kết quả.
b. Ví dụ minh họa
Bài 1: Có hai bình cách nhiệt: bình thứ nhất chứa m 1 = 2 kg nước ở t1 = 400C, bình
hai chứa m2 = 1kg ở t2 = 200C. Nếu chút từ bình 1sang bình 2 một lượng m kg
nước, để bình 2 nhiệt độ ổn định lại trút từ bình 2 sang bình 1 một lượng m kg
nước , nhiệt độ cân bằng ở bình 1 lúc này là t 1, = 380C Tính lượng mkg nước đã
trút và nhiệt độ cân bằng t2, ở bình 2? Bỏ qua nhiệt lượng hao phí ra mơi trường.
Lời giải:
Bước 1:
- Quá trình trao đổi nhiệt lần thứ nhất là mkg nước ở t1 = 400C với nước ở
bình 2 thì mkg nước tỏa nhiệt, nước ở bình 2 thu nhiệt.
- Quá trình trao đổi nhiệt lần thứ nhất là mkg nước ở t1, với m1 –m nước ở
bình 1 thì mkg nước thu nhiệt, nước m1 –m ở bình 1 thu nhiệt.
Bước 2:
- Khi trút m kg nước từ bình 1 sang bình 2 thì:
+ Nhiệt lượng m kg nước tỏa ra là:
Qtỏa 1 = m.c.(t1 – t2,)
+ Nhiệt lượng do bình 2 thu vào là:
13


Qthu 1 = m2 .c .( t2, - t2)
+ Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có:
Qtỏa ra = Qthu vào
⇔ m.c.(t1 – t2,) = m2 .c .( t2, - t2)

⇔ m.(t1 – t2,) = m2.( t2, - t2)

(1)

- Khi trút m kg nước từ bình 2 sang bình 1 thì :
+ Nhiệt lượng do m kg nước thu vào là:
Qthu 2 = m.c.(t1, - t2,)
+ Nhiệt lượng do m kg nước tỏa ra là:
Qtỏa 2 = c.(m1 –m ) .(t1 – t1,)
+ Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt lần 2 ta có:
Qtỏa ra = Qthu vào
⇔ c.(m1 –m ) .(t1 – t1,) = mc.(t1, - t2,)
⇔ (m1 –m ).(t1 – t1,) = m.(t1, - t2,)

(2)

Bước 3- Từ (1) và (2) ta có:

t2, =

m1 .( t1 − t1, ) + m2 .t 2
m2

thay số vào ta có: t2, =240C.
-Thay t2, =240C và các giá trị tương ứng khác vào phương trình (1) để tìm m
ta được : m = 0,25kg.
c. Bài tập vận dụng.
Bài 2: Một nhiệt lượng kế ban đầu chưa đựng gì. Đổ vào nhiệt lượng kế một ca
nước nóng thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 5 0C. Sau đó đổ thêm một
ca nước nóng nữa thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng 30C.Hỏi cùng một lúc

đổ 5 ca nước nóng nói trên thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm bao nhiêu độ
nữa?
Đáp số:

Nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 12,50C.
14


Bài 3: Trong hai bình cách nhiệt có chứa hai chất lỏng khác nhau ở hai nhiệt độ
ban đầu khác nhau. Người ta dùng một nhiệt kế lần lượt nhúng đi nhúng lại vào
bình rồi bình 2 . chỉ số của nhiệt kế lần lượt là 400C; 80; 390C ; 9,50C .
Hỏi đến lần nhúng tiếp theo nhiệt kế chỉ bao nhiêu?
Đáp số:

Nhiệt kế chỉ 380C.

Bài 4: Có hai bình cách nhiệt. Bình 1 chứa m 1 = 4 kg nước ở nhiệt độ t 1 = 200C;
bình 2 chứa m2 = 8 kg nước ở t2 = 400C. Người ta trút một lượng nước m từ bình 2
sang bình 1. Sau khi nhiệt độ ở hai bình đã ổn định, người tat ,lại trút lượng nước m
2
từ bình 1 sang bình 2. Nhiệt độ của hai bình khi cân bằng là = 380C. ,
Hãy tính lượng nước m đã trút trong mỗi lần và nhiệt độ ổn định
Đáp số:

t1,

t1

ở bình 1?

m = 1kg
= 240C

+ Về khả năng áp dụng của sáng kiến:
* Sáng kiến Một số giải pháp hướng dẫn học sinh làm bài tập về nhiệt học đã
được ápdụng thử từ tháng 10 năm 2018 tại trường THCS Phú Xuân. Trong khi áp
dụng sáng kiến tôi nhận thấy việc nhận dạng và đưa ra cách giải bài tập phần nhiệt
học của các em học sinh nhanh và chính xác hơn nhiều so với những học sinh
không được áp dụng.
* Sáng kiến Một số giải pháp hướng dẫn học sinh làm bài tập về nhiệt học
có thể áp dụng rộng rãi cho học sinh, khá giỏi bộ môn vật lí lớp 8, 9 cấp trung học
cơ sở nói chung.
- Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng giải
pháp trong đơn theo ý kiến của tác giả với các nội dung sau:
+ Về lợi ích kinh tế, xã hội thu được khi áp dụng sáng kiến Một số giải pháp
hướng dẫn học sinh làm bài tập về nhiệt khi học sinh được tiếp cận sáng kiến này
học sinh có thể khơng cần mua các sách khác về nhiệt học nâng cao (tiết kiệm
được tiền mua sách), học sinh có thể tự học ở nhà không cần đến các trung tâm gia
sư (tránh được các tại nạn, rủi do khi tham gia giao thông và cũng đỡ tốn tiền học ở
các trung tâm đó)
15


+ Số tiền làm lợi
Ví dụ: Một bản sáng kiến này in ra hết khoảng 5000đ cho một học sinh.
Một quyển sách nâng cao để học sinh có thể tìm đọc để có thể thu
được những kiến thức tương đương với sáng kiến này ít nhất là 50000đ (gấp 10 lần
một bản sáng kiến).
Một học sinh nếu đến trung tâm gia sư học để có thể thu được lượng
kiến thức tương đương trên mất thời gian ít nhất là 4 buổi, mỗi buổi ít nhất là

50000đ, tổng số tiền là 200000đ (gấp 40 lần so với một bản sáng kiến).
+ Mang lại hiệu quả kinh tế:
Với cách tính như trên tơi nhận thấy khi áp dụng sáng kiến của mình học
sinh có thể giảm chi phí học tập cho chun đề này từ 10 lần tới 40 lần so với các
giải pháp khác.
+ Mang lại lợi ích xã hội:
Ngồi việc giảm chi phí nêu trên, sáng kiến này có thể giúp những học sinh
nghèo khơng có tiền mua sách nâng cao vẫn có thể tiếp cận kiến thức nâng cao một
cách dễ dàng; giúp học sinh có thể tự học ở nhà không cần đến các trung tâm gia
sư vừa tốn tiền, vừa có nhiều những nguy hiểm dình rập khi các em đi học thêm
buổi tối.
- Các thông tin cần được bảo mật (nếu có): khơng có

d) Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến;
Sáng kiến được áp dụng cho những học sinh khá, giỏi và yêu thích bộ mơn
vật lí lớp 8, 9.
đ) Về khả năng áp dụng của sáng kiến cho những đối tượng, cơ quan, tổ
chức nào hoặc những người tham gia tổ chức áp dụng sáng kiến lần đầu (nếu
có);

16


Khả năng áp dụng của sáng kiến có thể dành cho tất cả các đối tượng học
sinh khá, giỏi và u thích bộ mơn vật lí, đặc biệt là học sinh đội tuyển lớp 8, 9 cấp
trung học cơ sở nói chung.
Tơi làm đơn này trân trọng đề nghị Hội đồng sáng kiến xem xét và công
nhận sáng kiến. Tôi xin cam đoan mọi thông tin nêu trong đơn là trung thực, đúng
sự thật, không xâm phạm quyền sở hữu trí tuệ của người khác và hồn tồn chịu
trách nhiệm về thông tin đã nêu trong đơn.

Phú Xuân, ngày 25 tháng 01 năm 2019
NGƯỜI VIẾT ĐƠN

Hoàng Thị Hồng Hạnh

17