TÊN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM:VẬN DỤNG KIẾN THỨC BÀI HỌC CƠNG THỨC TÍNH NHIỆTLƯỢNG VÀ PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT ĐỂ GIẢI BÀI TẬPI. Đặt vấn đề:Sau nhiều năm giảng dạy Vật lý, đồng thời qua việc tìm hiểu, trao đổichuyên môn với các đồng nghiệp thông qua các tiết giảng dạy và bồi dưỡng họcsinh [HS] giỏi và phụ đạo HS yếu kém. Tôi nhận thấy đa số HS có ham mê họcmơn Vật Lí, nhưng khi giải bài tập Vật Lí các em chưa định hướng giải được tốtvà chưa biết cách trình bày lời giải khoa học. Đặc biệt khi dạy bài học: “Cơngthức tính nhiệt lượng” và bài học: “Phương trình cân bằng nhiệt” ở mức độ sáchgiáo khoa, tôi thấy rất nhiều HS chưa biết suy luận từ cơng thức Q = mc∆t đểtính các đại lượng tương ứng mà đề bài yêu cầu. Ở bài tập tổng hợp do HS chưahiểu đề bài và kiến thức: Nguyên lí truyền nhiệt cũng như vận dụng linh hoạtcông thức Qtỏa ra = Qthu vào nên kết quả học tập của đa số HS chưa cao. Mặt khácdo đặc điểm HS của nhà trường ở khu vực có điều kiện kinh tế đặc biệt khókhăn, chủ yếu là gia đình khó khăn, chưa quan tâm đúng mức, chưa có nhiềuđiều kiện học tập… cũng là ảnh hưởng phần nào đến kết quả học tập. Ngồi ra,tơi nhận thấy thực trạng nêu trên còn tồn tại ở những nguyên nhân sau:- HS chưa có phương pháp tổng quan để giải bài tốn Vật Lí.- HS chưa hiểu bản chất bài tập và chưa vận dụng được tốt các kiến thức,nguyên lí cũng như các định luật Vật Lí…- HS chưa có kỹ năng tính tốn; khả năng suy luận còn nhiều hạn chế.- Mặt khác thời gian dành cho việc giải bài tập trên lớp của hai bài họctrên cịn ít.Trước khi thực hiện sáng kiến kinh nghiệm [SKKN] tôi đã tiến hành kiểmtra và khảo sát đối với học sinh lớp 8 của Trường TH&THCS Phong Thạnh Abằng một số bài tập cơ bản ứng với mức độ nội dung kiến thức.ĐỀ KHẢO SÁTI. Lý thuyết:Câu 1. Viết cơng thức tính nhiệt lượng. Giải thích các đại lượng trongcơng thức?Câu 2. Viết phương trình cân bằng nhiệt?Câu 3. Nêu nguyên lí truyền nhiệt?II. Bài tập:Câu 1. Để đun nóng 5 lít nước từ 20 0C lên 400C, cần bao nhiêu nhiệtlượng?Câu 2. Người ta cung cấp cho 10 lít nước một nhiệt lượng là 840kJ. Hỏinước nóng lên thêm bao nhiêu độ?Câu 3. Một nhiệt lượng kế chứa 2 lít nước ở nhiệt độ 15 0C. Hỏi nướcnóng lên tới bao nhiêu độ nếu bỏ vào nhiệt lượng kế một quả cân bằng đồngthau khối lượng 500g được nung nóng tới 1000C.Lấy nhiệt dung riêng của đồng thau là 380J/kg.K, của nước là4200J/kg.K. Bỏ qua nhiệt lượng truyền cho nhiệt lượng kế và mơi trường bênngồi.1 Kết quả thu được như sau:Trung bìnhYếuSL%SL%SL%SL%84025%820%2050%1025%Xuất phát từ thực trạng nêu trên, tôi mạnh dạn viết báo cáo SKKN: “Vậndụng kiến thức bài học cơng thức tính nhiệt lượng và phương trình cân bằngnhiệt để giải bài tập”. Với mục đích giúp HS có phương pháp và cách giải cácdạng bài tập ở chủ đề này. Đồng thời coi đây là tài liệu tham khảo cho HS, phụhuynh HS và các đồng nghiệp trực tiếp giảng dạy môn Vật Lí 8 – Bậc THCSlàm tài liệu ơn luyện và bỗi dưỡng HS giỏi, phụ đạo HS yếu kém.II. Phần nội dung:1. Tính mới, tính sáng tạo, tính khoa học:Quá trình cơng tác và tích lũy kiến thức tơi nhận thấy phần “Nhiệt học” cóý nghĩa quan trọng trong lĩnh vực: Khoa học – Kỹ thuật và đời sống. Chính vì lẽđó tơi ấp ủ suy nghĩ, hướng tới viết SKKN này. Theo ý kiến chủ quan của tôi:SKKN làm nổi bật được các tiêu chí sau:a] Tính mới: Bổ sung đầy đủ phần lý thuyết và bài tập dưới dạng cơ bản,nâng cao theo từng cấp độ, để HS có cách nhìn nhận một cách tổng thể.b] Tính sáng tạo: Mở rộng phần lý thuyết và có đủ các dạng bài tập màSGK trong tiết học chính khóa chưa giới thiệu. Có thêm mục giúp hiểu sâu; nhìnxa hơn, học giải tốn để HS cùng suy ngẫm.c] Tính khoa học: Trình bày nội dung lơgic, chính xác và hợp lý.2. Cơ sở lý thuyết:2.1. Nhiệt lượng một vật thu vào để nóng lên phụ thuộc những yếu tốnào?- Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận thêm được hay mất bớt đitrong quá trình truyền nhiệt.- Nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên phụ thuộc vào khối lượng, độtăng nhiệt độ của vật và nhiệt dung riêng của chất làm nên vật.2.2. Nhiệt dung riêng:- Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần truyền cho 1 kgchất đó để nhiệt độ tăng thêm 1oC.- Kí hiệu: c; đơn vị: J/kg.K.2.3. Cơng thức tính nhiệt lượng:- Cơng thức tính nhiệt lượng: Q thu = m.c.∆t hay Q thu = m.c.[t2 – t1], trongđó:+ m là khối lượng của vật [kg].+ ∆t là độ tăng nhiệt độ của vật [oC].+ c là nhiệt dung riêng của chất làm nên vật [J/kg.K].+ Q là nhiệt lượng thu vào của vật [J].+ t1, t2 là nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối của vật [oC].- Lưu ý: Khi vật thu nhiệt thì nhiệt độ đầu nhỏ hơn nhiệt độ cuối.2.4. Nguyên lý truyền nhiệt:Khi có hai vật truyền nhiệt cho nhau thì:LớpSĩ sốGiỏiKhá2 - Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.- Sự truyền nhiệt xảy ra cho đến khi nhiệt độ của hai vật cân bằng nhau thìngừng lại.- Nhiệt lượng của vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng của vật kia thu vào.2.5. Phương trình cân bằng nhiệt:Nếu khơng có sự trao đổi nhiệt năng [nhiệt] với mơi trường thì:Q thu vào = Q tỏa raQ thu vào: Tổng nhiệt lượng của các vật thu vào [J].Q tỏa ra: Tổng nhiệt lượng của các vật tỏa ra [J].Sự trao đổi nhiệt của hai vật: m1c1[t1 – t] = m2c2[t – t2] [*]m1: khối lượng vật 1 [kg].t1: nhiệt độ vật 1 [oC].c1: nhiệt dung riêng của chất làm ra vật 1 [J/kg.K].m2: khối lượng của vật 2 [kg].t2: nhiệt độ của vật 2 [oC].c2: nhiệt dung riêng của chất làm ta vật 2 [J/kg.K].t: nhiệt độ cân bằng [oC].Phương trình [*] có thể được viết dưới dạng:m1c1[t1 – t] + m2c2[t2 – t] = 0 [với t2 < t < t1]Áp dụng cho hệ vật gồm nhiều vật trao đổi nhiệt với nhaum1c1[t1 – t] + m2c2[t2 – t] + m3c3[t3 – t] + ………. + mncn[tn – t] = 02.6. Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu:Q = q.m, trong đó:+ Q: nhiệt lượng nhiên liệu tỏa ra [J].+ q: năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu [J/kg].+ m: khối lượng của nhiên liệu bị đốt cháy hồn tồn [kg].2.7. Nhiệt nóng chảy:Q = λ.m, trong đó:+ Q: nhiệt lượng cần thiết vật thu vào để nóng chảy hồn tồn m [kg] chấtở nhiệt độ nóng chảy [J].+ m: khối lượng vật [kg].+ λ: nhiệt nóng chảy của chất làm vật [J/kg].2.8. Nhiệt hóa hơi:Q = L.m, trong đó:+ Q: nhiệt lượng cần thiết vật thu vào để hóa hơi hồn tồn m [kg] chất ởnhiệt độ sôi [J].+ m: khối lượng vật [kg].+ L: nhiệt hóa hơi của chất làm vật [J/kg].2.9. Giúp hiểu sâu:Xem trên bảng nhiệt dung riêng của một số chất, ta thấy nhiệt dung riêngcủa đất là 800J/kg.K và của nước là 4200J/kg.K. Điều đó có nghĩa là nếu ta cómột lượng đất và lượng nước với khối lượng như nhau, và nếu ta muốn chúngnóng thêm lên một số độ như nhau, ta phải cung cấp cho nước một nhiệt lượnggấp 5 lần nhiệt lượng cần cung cấp cho đất. Ngược lại, nếu muốn chúng lạnh đi3 một số độ như nhau, nước phải mất đi một nhiệt lượng gấp hơn 5 lần nhiệt lượngmà đất mất đi. Có thể nói rằng nước thay đổi nhiệt độ khó hơn đất gấp 5 lần.Điều đó giải thích được vì sao những miền ở gần biển, gần những hồ lớn,có khí hậu ơn hịa hơn những miền ở xa các khối nước lớn.Khi trời nắng nóng, đất nóng nhanh hơn nước và nhiệt độ của nó cao hơnnhiệt độ của nước. Vì thế, nó vừa nhận nhiệt lượng do Mặt Trời cung cấp, vừatruyền bớt một phần nhiệt lượng đó cho nước biển, do đó nó lại nguội bớt đi mộtchút. Khi trời lạnh đi, đất lạnh nhanh hơn nước, nhiệt độ của nó thấp hơn nhiệtđộ của nước. Vì thế nó vừa mất bớt nhiệt lượng đi, vừa nhận thêm nhiệt lượngmà nước biển truyền cho nó, do đó đất ấm lên một chút.Như vậy biển có tác dụng điều hịa khí hậu, làm cho những miền đất ở lâncận nó đỡ nóng và đỡ lạnh hơn những miền đất ở xa biển khi thời tiết thay đổi.Nguyên lí truyền nhiệt là định lí tổng quát nhất của sự truyền nhiệt. Takhơng thể chứng minh được nó, nhưng kinh nghiệm đời sống và kinh nghiệmkhoa học cho thấy rằng mọi sự truyền nhiệt đều tuân theo nguyên lí này. Khi tanói rằng nhiệt chỉ truyền từ vật nóng sang vật lạnh, giống như nước chỉ chảy từchỗ cao xuống chỗ thấp, thì đó chỉ là một cách so sánh để minh họa, không phảilà một sự chứng minh.Trong phương trình cân bằng nhiệt, Q tỏa ra và Q thu vào đều được tính bằngcơng thức Q = m.c.∆t, trong đó ∆t = t1 t2 = t2 t1 . Ở đây ∆t là một số học,nghĩa là ta chỉ cần lấy nhiệt độ cao trừ đi nhiệt độ thấp, không cần quan tâm đâulà nhiệt độ đầu, đâu là nhiệt độ cuối.Phương trình cân bằng nhiệt được xây dựng từ khi thuyết chất nhiệt đượcmọi người công nhận. Các nhà vật lí cho rằng chất nhiệt khơng tự sinh ra vàkhơng tự nó mất đi, nó chỉ chảy từ vật này sang vật khác, vì vậy nhiệt lượng dovật nóng tỏa ra phải bằng nhiệt lượng do vật lạnh thu vào.Sau này khi thuyết chất nhiệt đã bị loại bỏ thì phương trình cân bằng nhiệtvẫn được cơng nhận, vì nó phản ánh đúng q trình diễn ra trong sự truyềnnhiệt. Cơ sở của phương trình cân bằng nhiệt là định luật bảo tồn và chuyểnhóa năng lượng.2.10. Nhìn xa hơn về “Cân bằng nhiệt”:Nhiệt kế thơng thường được chế tạo dựa trên một nguyên lí phát biểu đơngiản rằng: Khi hai vật cùng cân bằng nhiệt với một vật thứ ba thì chúng cânbằng nhiệt với nhau.Khi chúng ta đặt thức ăn, ví dụ như thịt, bánh,… vào trong lị nướng thìnhiệt năng của lị nướng được truyền sang thức ăn. Quá trình tiếp tục cho đếnkhi có sự cân bằng nhiệt giữa thức ăn và khơng khí bên trong lị nướng. Khi đó,thức ăn và khơng khí bên trong lị nướng có nhiệt độ bằng nhau.2.11. Học giải tốn:a] Tính nhiệt lượng:Nhiệt lượng một vật thu vào hoặc tỏa ra phụ thuộc khối lượng, độ tănghoặc giảm nhiệt độ của vật và nhiệt dung riêng của chất làm vật: Q = mc∆t.b] Phương trình cân bằng nhiệt: Các bước giải bài toán:4 - Bước 1: Tóm tắt, đổi đơn vị. Do có hỗn hợp, nên chúng ta thêm chỉ sốvào dưới các đại lượng tương ứng của mỗi vật.- Bước 2: Xác định vật thu nhiệt, vật tỏa nhiệt [dựa vào so sánh nhiệt độban đầu và nhiệt độ cuối của hỗn hợp]. Viết cơng thức tính nhiệt lượng thu vàohay tỏa ra của mỗi vật.- Bước 3: Viết phương trình cân bằng nhiệt Q thu = Q tỏa. Nhiệt lượng thuvào là nhiệt lượng của vật tăng nhiệt độ.- Bước 4: Xác định các đại lượng cần tìm dựa vào kết quả thu được từbước 3. Viết đáp số và ghi rõ đơn vị.3. Một số bài tập ví dụ:3.1. Dạng 1: Tính nhiệt lượng thu vào, khối lượng, nhiệt độ đầu haynhiệt độ cuối và nhiệt dung riêng của một vật khi bỏ qua sự hao phí nhiệt:Phương pháp giải:Áp dụng cơng thức tính nhiệt lượng thu vào:Qthu = m.c.∆t hay Qthu = m.c.[t2 – t1].QthuQKhối lượng của vật: m thu hay m .c. t2 t1 c.tQthuQNhiệt dung riêng: c thu hay c .m. t2 t1 m.tQĐộ tăng nhiệt độ: t thu .m.cQQNhiệt độ đầu của vật: t2 t1 thu � t1 t2 thu .m.cm.cQQNhiệt độ sau của vật: t2 t1 thu � t2 t1 thu .m.cm.cCông thức tính khối lượng của vật khi biết thể tích và khối lượng:m = D.VBài tập 1: Trong bảng nhiệt dung riêng của một số chất ở sách giáo khoata thấy nhiệt dung riêng của chì là 130J/kg.K.a] Con số đó có ý nghĩa như thế nào?b] Tính nhiệt lượng thu vào của 5 kg chì để tăng nhiệt độ từ 20 oC đến50oC. Biết nhiệt dung riêng của chì là 130J/kg.K.Giải:a] Con số 130J/kg.K có ý nghĩa là cứ 1kg chì muốn tăng thêm 1 oC [hay1K] thì ta cần cung cấp cho nó một nhiệt lượng là 130J.b] Nhiệt lượng thu vào của 5 kg chì để tăng nhiệt độ từ 20oC đến 50oC là:Q = m.c.[t2 – t1] = 5.130.[50 – 20] = 19500[J]Bài tập 2: Cần cung cấp một nhiệt lượng bằng bao nhiêu để đun sơi 2 lítnước từ 30oC. Biết ấm đựng nước làm bằng nhơm có khối lượng 200g, nhiệtdung riêng của nhơm và nước lần lượt là 800J/kg.K và 4200J/kg.K. Khối lượngriêng của nước là 1000kg/m3. Bỏ qua nhiệt lượng do môi trường ngồi hấp thụ.Tóm tắt:mnh = 200g = 0,2kg ; Vn = 2lít → mn = 2kg5 t1 = 30oC ; t2 = 100oCcnh = 800J/kg.K ; cn = 4200J/kg.KQ = ? [J]Giải:Nhiệt lượng thu vào của ấm nhôm là:Qâ = mnh.cnh.[t2 – t1] = 0,2.880.[100 – 30] = 12320 [J].Nhiệt lượng thu vào của 2 lít nước là:Qn = mn.cn.[t2 – t1] = 2.4200.[100 – 30] = 58800 [J].Vì bỏ qua nhiệt lượng do mơi trường ngoài hấp thụ nên nhiệt lượng thuvào của ấm nước từ 30oC đến khi sôi là:Q = Qâ + Qn = 12320 + 58800 = 600320 [J].Bài tập 3: Một vật làm bằng thép ở 20oC, sau khi nhận thêm một nhiệtlượng là 184000J thì nhiệt độ của nó lên đến 100 oC. Hỏi vật đó có khối lượng làbao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của thép là 460J/kg.K.Tóm tắt:t1 = 20oC ; t2 = 100oCQ = 184000J ; c = 460J/kg.Km = ? [kg]Giải:Qc. t2 t1 Q184000 5 [kg]Khối lượng của vật là: m c. t2 t1 460.[100 20]Bài tập 4: Một vật có khối lượng 9 kg khi nhận thêm một nhiệt lượng là1188kJ thì nhiệt độ của nó tăng thêm 150 oC. Hỏi vật đó làm bằng chất gì? Chosử dụng bảng nhiệt dung riêng của một số chất ở sách giáo khoa.Tóm tắt:m = 9kg; Q = 1188kJ = 1188000J; ∆t = 150oCTừ công thức: Q = m.c.[t2 – t1] � m c = ? [J/kg.K]Giải:QTừ công thức: Q thu = m.c.∆t � c thum. tQ1188000 880 [J/kg.K]Vậy nhiệt dung riêng: c thu m. t9.150Tra bảng nhiệt dung riêng của một số chất ở SGK ta thấy nhiệt dung riêngcủa nhơm là 880J/kg.K. Vậy, chất đó làm bằng nhơm.Bài tập 5: Sau khi nhận thêm một nhiệt lượng là 2310kJ thì nhiệt độ củamột chiếc tượng đồng lên đến 200oC. Hỏi nhiệt độ ban đầu của tượng đồng làbao nhiêu. Biết khối lượng và nhiệt dung riêng của đồng lần lượt là 15kg và880J/kg.K, [Bỏ qua nhiệt lượng do môi trường xung quanh hấp thụ].6 Tóm tắt:Q = 2310kJ = 2310000J ; t2 = 200oCm = 15kg ; c = 880J/kg.Kt1 = ? [oC]Giải:QQ� t1 t2 m.cm.c2310000t1 200 25o C .15.8803.2. Dạng 2: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho một vật khi khơng bỏquả sự hao phí nhiệt:Phương pháp giải:Áp dụng công thức: Q cung cấp = Q vật thu + Q hao phí- Cách tính Q vật thu như ở dạng 1.- Cách tính Q hao phí , tùy theo đề bài, mà ta có thể tính theo những cáchkhác nhau.Bài tập 1: Một khối chì hình lập phương, cạnh 20 cm ở nhiệt độ 27 oC.Khi nung nóng khối chì đó lên đến nhiệt độ nóng chảy thì lị nung cần cung cấpmột nhiệt lượng là bao nhiêu? Biết khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy vànhiệt dung riêng của chì lần lượt là 11300kg/m 3, 327oC và 130J/kg.K. Nhiệtlượng hao phí bằng 40% nhiệt lượng do lị cung cấp.Giải:3Thể tích của khối chì: V = 20 = 8000[cm3] = 8.10-3 [m3].Khối lượng của khối chì: m = V.D = 8.10-3.11300 = 90,4 [kg].Gọi Q, Qc và Qhp là nhiệt lượng tỏa ra của lò nung, nhiệt lượng thu vàocủa khối chì và nhiệt lượng hao phí. Ta có:- Nhiệt lượng thu vào của khối chì là:Qc = m.c.[t2 – t1] = 90,4.130.[327 – 27] = 3525600 [J]- Nhiệt lượng hao phí và nhiệt lượng cung cấp của lị lần lượt là:Qhp = 0,4Q; Q = Qc + Qhp = Qc + 0,4Q.Từ đó, suy ra: 0,6Q = QcQ� Q c 5876000[ J ] 5876[kJ ] .0,6Bài tập 2: Một bếp dầu có hiệu suất là 50%. Hỏi khi nó tỏa ra một nhiệtlượng là 3360 kJ thì đun sơi được bao nhiêu lít nước. Biết nhiệt độ ban đầu củanước là 20oC và nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.KGiải:Nhiệt lượng thu vào của nước: Qci = H.Qtp = 0,5.3360000 = 1680000[J]Ta có: Qci = mn.cn.[t2 – t1],Qci1680000 5[kg ]Suy ra: mn cn .[t2 t1 ] 4200.[100 20]Ta có: Q = m.c.[t2 – t1], suy ra: t2 t1 7 3.3. Dạng 3: Dựa vào phương trình cân bằng nhiệt để tính các đạilượng có liên quan khi bỏ qua sự hao phí nhiệt:Phương pháp giải:Áp dụng cơng thức tính nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra:Q th = m.c.∆t hay Q th = m.c.[t1 – t2].Q t = m.c.∆t hay Q t = m.c.[t2 – t1].Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: Qt = Q th.Nếu chỉ hai vật truyền nhiệt cho nhau thì ta có:Qt = mt.ct.[t1t – t2] và Qth = mth.cth.[t2 – t1th]Suy ra: mt.ct.[t1t – t2] = mth.cth.[t2 – t1th]. [1]- Tính khối lượng của vật tỏa nhiệt hay thu nhiệt. Ta có:m .c . t t m .c . t t mt th th 2 1th � mth t t 1t 2ct . t1t t2 cth . t2 t1th - Tính nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt:Từ [1] ta có: mt.ct.t1t – mt.ct.t2 = mth.cth.t2 – mth.cth.tth suy ra:mt .ct .t1t mth .cth .t1thmt.ct.t1t + mth.cth.t1th = [mt.ct + mth.cth].t2 � t2 .mt .ct mth .cth- Tính nhiệt độ ban đầu của vật tỏa nhiệt hay thu nhiệt:mth .cth . t2 t1th m .c .[t t ]� t1t th th 2 1th t2 .Từ [1] ta có: t1t t2 mt .ctmt .ctmt .ct . t1t t2 m .c .[t t ]� t1th t2 t t 1t 2 .Suy ra: t2 t1th mth .cthmth .cthBài tập 1: Một nhiệt kế có khối lượng 50g, nhiệt dung riêng 138J/kg.K vàđang chỉ nhiệt độ 10oC. Đem nhiệt kế này nhúng toàn bộ vào trong 500g nước.Nếu nhiệt kế chỉ 45oC, thì giá trị thực của nhiệt độ của nước khi nhúng nhiệt kếvào là bao nhiêu? Nêu nhận xét. [lấy nhiệt dung riêng của nước bằng4200J/kg.K].Giải:Nhiệt lượng mà nhiệt kế hấp thụ từ nước tỏa ra:Q1 = m1.c1.∆t1 = 0,050.138.[45 – 10] = 241,5J.Phương trình cân bằng nhiệt cho biết nhiệt lượng do nhiệt kế hấp thụ vàocũng bằng nhiệt lượng tỏa ra của nước:Ta có: Q2 = m2.c2.∆t2 = 241,5J.241,5241.5 0,12o CSuy ra: t2 m2 .c2 0.500.4200Hay ∆t2 = t2 – t1 → t2 = t1 + 0,12oC = 45oC + 0,12oC = 45,12oC.Vậy nhiệt độ thực của nước là 45,12oC.Nhận xét: Nhiệt độ thực của nước có cao hơn so với nhiệt độ nhiệt kế chỉ,vì khi ta nhúng nhiệt kế vào thì nhiệt kế cũng đã hấp thụ một phần nhiệt lượngvà làm nhiệt độ của nước giảm xuống. Đây cũng là một trong những nguyênnhân gây ra sai số trong khi đo.8 Bài tập 2: Pha 6 lít nước sơi ở 100 oC và 9 lít nước nguội ở 20oC thì ta thuđược một hỗn hợp bao nhiêu lít nước và ở nhiệt độ là bao nhiêu? [Bỏ qua sự mấtmát nhiệt ra mơi trường xung quanh].Giải:Hỗn hợp nước có thể tích là: V = 6 + 9 = 15 [lít].Nhiệt lượng do nước nguội thu vào: Qth = mnng.cnng.[t2 – t1nng]. [1]Nhiệt lượng do nước nóng tỏa ra: Qt = mnn.cnn.[t1nn – t2]. [2]Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có: Qt = Qth.[3]Từ [1], [2] và [3] ta có: mnng.[t2 – t1nng] = mnn.[t1nn – t2].Suy ra: [mnn + mnng].t2 = mnng.t1nng + mnn.t1nn. Từ đó, tính được:m .t mnn .t1nn 9.20 6.100t2 nng 1nng 25o Cmnn mnng96Vậy ta thu được 15 lít nước ở 250C.Bài tập 3: Thả một thỏi nhơm có khối lượng 0,44kg vào trong 1 lít nướcoở 80 C thì nhiệt độ cuối cùng của nước sau khi cân bằng nhiệt là 75 oC. Hỏi nhiệtđộ ban đầu của thỏi nhôm là bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của nước và nhômlần lượt là 4200J/kg.K và 880J/kg.K. Bỏ qua nhiệt lượng do bình và mơi trườngngồi hấp thụ.Giải:Gọi t1nh là nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp khi có sự cân bằng nhiệt. Ta có:Nhiệt lượng do nước tỏa ra: Qt = mn.cn.[t1n – t2].[1]Nhiệt lượng do thỏi nhôm thu: Qth = mnh.cnh.[t2 – t1nh].[2]Theo phương trình cân bằng nhiệt: Qt = Qth.[3]Từ [1], [2] và [3] ta có: mn.cn.[t1n – t2] = mnh.cnh.[t2 – t1nh]. Suy ra:m .c . t t m .c . t t t2 t1nh n n 1n 2 � t1nh t2 n n 1n 2mnh .cnhmnh .cnhTừ đó, ta tính được:m .c . t t 1.4200. 80 75 t1nh t2 n n 1n 2 75 �21o C .mnh .cnh0,44.8803.4. Dạng 4: Dựa vào phương trình cân bằng nhiệt để tính các đạilượng có liên quan khi khơng bỏ qua sự hao phí:Phương pháp giải:Áp dụng cơng thức: Q cung cấp = Q vật thu + Q hao phí.- Cách tính Q vật thu như ở dạng 3.- Cách tính Q hao phí, tùy theo đề bài, mà ta có thể tính theo những cáchkhác nhau.Bài tập: Đổ 5 lít nước sơi vào trong một nồi nhơm ở nhiệt độ 20 oC. Nhiệtđộ của nồi nước sau khi cân bằng nhiệt là 45oC. Hỏi khối lượng của nồi nhôm làbao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của nhôm và nước lần lượt là 880J/kg.K và4200J/kg.K, nhiệt lượng do môi trường xung quanh hấp thụ chiếm 30% nhiệtlượng do nước tỏa ra.Giải:Gọi t2 là nhiệt độ cuối cùng của nồi nước khi có sự cân bằng nhiệt. Ta có:9 Nhiệt lượng do nước tỏa ra: Qt = mn.cn.[t1n – t2][1]Nhiệt lượng do nồi nhôm thu vào: Qnhth = mnh.cnh.[t2 – t1nh] [2]Nhiệt lượng do mơi trường ngồi hấp thụ:Qmtth = 0,3.Qt = 0,3.mn.cn.[t1n – t2][3]Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có: Qt = Qth[4]Từ [1], [2], [3] và [4] ta có:mn.cn.[t1n – t2] = mnh.cnh.[t2 – t1nh] + 0,3.mn.cn.[t1n – t2].Suy ra: mnh.cnh.[t2 – t1nh] = 0,7. mn.cn.[t1n – t2]Vậy, khối lượng của nồi nhôm là:0,7.mn .cn . t1n t2 0,7.5.4200.[100 90]mnh �2,4[kg ]cnh . t2 t1nh 880.[90 20]3.5. Bài tập dạng khác:Bài tập 1: Trộn lẫn rượu vào nước, người ta thu được một hỗn hợp nặng140 gam ở nhiệt độ t = 36oC. Tính khối lượng nước và rượu đã pha biết rằng banđầu rượu có nhiệt độ t 1 = 19oC và nước có nhiệt độ t 2 = 100oC. Nhiệt dung riêngcủa rượu và nước là: c1 = 2500J/kg.độ ; c2 = 4200J/kg.độ.Giải:Gọi m1, m2 là khối lượng rượu và nước.- Nhiệt lượng rượu thu vào: Q1 = m1.c1.[t – t1]- Nhiệt lượng nước tỏa ra: Q2 = m2.c2.[t2 – t]Khi có cân bằng nhiệt: Q1 = Q2m1.c1.[t – t1] = m2.c2.[t2 – t]m1 c2 [t2 t ] 4200[100 36]�6,3m2 c1 [t t1 ] 2500[36 19]m1 = 6,3 m2Mặt khác: m1 + m2 = 140 [g]6,3m1 + m2 = 7,3m2 = 140 → m2 = 19,18 [g]m1 = 6,3.m2 = 6,3.19,18 ≈ 120,82 [g]Vậy, các khối lượng ban đầu: m1 = 120,82 [g]; m2 = 19,18 [g].Bài tập 2: Trộn 5 lít nước ở 10 oC và 5 lít nước ở 30 oC vào một nhiệtlượng kế thì có được 10 lít nước có nhiệt độ là:A.B.C.D.10oC.15oC.20oC.25oC.5 lít5 lít10oC30oC10 líttGiải:Chọn C.Giải thích về chọn phương án trên: Theo phương trình cân bằng nhiệt tacó:5c t 10 5c 30 t � t 10 30 t � 2t 40 � t 20o C10 Bài tập 3: Trộn 25 lít nước sơi với 75 lít nước ở 15 oC. Tính nhiệt độ cuốicùng.* Hướngdẫn cách tìmolời giải:15 Ct?o- m1 = 100 C25kg; m2 =75kg; mhh = 25 lít75 lít100 lít 100kg. [Quy� m = 1 kg].ước: V = 1 lít- Nhiệt dung riêng của nước giống nhau; t là nhiệt độ cuối cùng.- Khi đó: Q1 + Q2 = 100.- Giản ước: Q1 và Q2 cho 25c.Giải:Phương trình cân bằng nhiệt cho: 25c[100 – t] + 75c[t – 15] =100[100 – t] + 3[t – 15] = 100 [*] trong đó t lànhiệt độ cuối cùng.Từ [*] ta tính được: t = 22,5oC.Bài tập 4: Một người dùng nước trong bể, có nhiệt độ 200C để pha nước‘ba sơi hai lạnh’. Hãy tính nhiệt độ của nước pha được.* Hướng dẫn cách tìm lời giải:- ‘Ba’ và ‘hai’ trong cụm từ ‘ba sôi hai lạnh’ có nghĩa là ‘ba thể tích bằngnhau’ và ‘hai thể tích bằng nhau’, chẳng hạn, ‘ba gáo nước sơi và hai gáo nướclạnh’, hoặc ‘ba lít nước sơi và ba lít nước lạnh’.- Đại lượng giống nhau trong bài này là m gáo nước sôi; nhiệt dung riênggiống nhau là c [chất lỏng là nước]; nhiệt độ của nước sôi và nước lạnh là lượngnước hỗn hợp đã trao đổi nhiệt và cân bằng theo nguyên lí truyền nhiệt.- Nhiệt độ sôi là: 1000C; nhiệt độ nước để pha: 200C; nhiệt độ cuối cùnglà: t.Giải:Gọi m là khối lượng một gáo nước sôi hoặc nước lạnh.Gọi t là nhiệt độ cuối cùng của nước.Theo đề bài ta có phương trình cân bằng nhiệt giữa nước sơi và nướclạnh là:3m.c[100 t] 2m.c[t t 2 ] [1]Chia cả hai vế của [1] cho m.c ta được:3m.c[100 t] 2m.c[t t 2 ] � 3[100 t] 2[t t 2 ] 2[t 20]340� 300 3t 2 t 40 � 5t 340 � t 680 C .54. Nhận xét:áo cáo SKKN này, tôi đã triển khai đến HS lớp 8. Báo cáo trước tổchuyên môn và hội đồng thẩm định SKKN nhà trường. Được đánh giácó tính sáng tạo và thiết thực đối với GV và HS, cũng như phân loạiđược các dạng bài tập cho từng đối tượng HS. Qua đó GVBM có thể lấy làm tưB11 liệu để nâng cao trình độ chun mơn và trong giảng dạy, HS nắm được kiếnthức lý thuyết cơ bản, mở rộng và phương pháp giải đối với từng kiểu bài. Điềuđó sẽ làm cho HS u thích mơn học, đồng thời kết quả học tập tốt hơn. Nhưvậy sẽ từng bước nâng cao chất lượng Dạy và Học của bộ mơn.SKKN có cơ sở khoa học đúng và xây dựng trên cơ sở lý thuyết khoa họccơ bản của những nhà Bác học dày công nghiên cứu để lại, khi áp dụng vào thựchành giải tốn Vật Lí… linh hoạt, có sự sáng tạo vào từng dạng bài tập ở mức độtừ cơ bản đến nâng cao, thiết thực trong quá trình dạy học cũng như dạy họctheo chủ đề bài tập.5. Hiệu quả:5.1. Số liệu điều tra trước khi thực hiện SKKN:LớpSĩ số840GiỏiSL2Khá%5%SL8Trung bìnhSL%2050%%20%YếuSL10%25%5.2. Số liệu điều tra sau khi thực hiện báo cáo SKKN:LớpSĩ số840GiỏiSL4Khá%10%SL15Trung bìnhSL%1640%%37,5%YếuSL5%12,5%5.3. Nhận xét:NộidungTăngGiảmGiỏiSL2Khá%5%SL7%17,5%Trung bìnhSL%410%YếuSL%512,5%6. Khả năng và điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến:- Sáng kiến này dành cho GV và HS trong bộ mơn Vật Lí 8, áp dụng rộngrãi trong trường THCS trong và ngoài thị xã.- Điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến:+ Giáo viên: Soạn nội dung bài tập trên Word và Powerpoint, bảng phụghi nội dung phương pháp giải bài tập, phiếu bài tập phát cho HS, máy tính cầmtay.+ Học sinh: Sách giáo khoa, sách bài tập, đồ dùng học tập [gồm viết,thước, máy tính cầm tay, giấy nháp,….].MIII. Kết luận:ơn tự nhiên nói chung và bộ mơn Vật Lí nói riêng là một mơn họckhó, đặc biệt đối với HS sống ở vùng có điều kiện kinh tế khó khănnhư trường TH&THCS Phong Thạnh A. Do vậy sự yêu thích của HSđối với bộ mơn này là rất ít, chỉ nhận thấy ở một số ít HS phải có học lực khá trởlên. Do vậy tôi nhận thấy người GV khi lên lớp bên cạnh việc chuẩn bị bài cẩnthận, chu đáo, còn phải sáng tạo, vận dụng linh hoạt các phương pháp để truyềntải tới HS những nội dung kiến thức cơ bản mà các em cần được lĩnh hội. Bảnthân tôi sau khi thực hiện sáng kiến kinh nghiệm này, tôi nhận thấy đa số các em12 đều đọc tài liệu, chuẩn bị bài đầy đủ trước khi đến lớp, có ý thức ham học hơn.Các em HS yếu, trung bình hiểu bài nhanh hơn, tự làm được những dạng bài tậptương tự, HS khá có sự tiến bộ vượt bậc. Có được thành cơng nói trên là nhờ cósự cố gắng nỗ lực của thầy trị chúng tôi, mặc dù kết quả đạt được chưa thật sựnhư tôi mong muốn, nhưng chất lượng các bài kiểm tra và ý thức tự học của cácem HS tăng lên. Do đó với SKKN này tơi tin tưởng rằng bản thân sẽ thực hiệnthành công hơn ở các năm học tiếp theo và có thể chia sẻ cho các bạn đồngnghiệp trong và ngoài tỉnh cùng thực hiện.Trên đây là báo cáo SKKN của tôi. Mong rằng hội đồng giám khảo, thầycô giáo đồng nghiệp và các bạn đọc sẽ động viên; góp ý chân thành để báo cáoSKKN hoàn thiện tốt hơn trong các năm học kế tiếp, thành công nhiều hơn.Xin chân thành cảm ơn!Phong Thạnh A, ngày 27 tháng 4 năm 2018XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG XÉTDUYỆT SÁNG KIẾN, GIẢI PHÁPTRƯỜNGNGƯỜI VIẾTHuỳnh Vũ LinhXÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG XÉTDUYỆT SÁNG KIẾN, GIẢI PHÁPPHÒNG GIÁO DỤC – ĐÀO TẠOXÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG XÉTDUYỆT SÁNG KIẾN, GIẢI PHÁPTHỊ XÃ13