CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

TÊN SÁNG KIẾN
MỘT VÀI KINH NGHIỆM GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP NÂNG CAO
PHẦN NHIỆT HỌC TRONG BỘ MÔN VẬT LÝ 8 Ở TRƯỜNG THCS

Quảng Ninh, tháng 10 năm 2018
1


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

TÊN SÁNG KIẾN
MỘT VÀI KINH NGHIỆM GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP NÂNG CAO
PHẦN NHIỆT HỌC TRONG BỘ MÔN VẬT LÝ 8 Ở TRƯỜNG THCS
Họ và tên: Trương Thị Yến Nhi
Chức vụ: Giáo viên
Đơn vị công tác: Trường THCS Hiền Ninh

Quảng Ninh, tháng 10 năm 2018
2


I. NỘI DUNG
1. Lý do chọn sáng kiến
Trong các bộ môn khoa học tự nhiên thì Vật lý là một môn học rất quen
thuộc và gần gủi với các em học sinh, do đó việc tạo hứng thú, yêu thích môn học
và lòng ham học hỏi của học sinh phụ thuộc rất nhiều vào nghiệp vụ sư phạm của
giáo viên. Trong khuôn khổ nhà trường phổ thông, bài tập Vật lý thường là những

giáo khoa trong tiết học chính khóa chưa giới thiệu. Có thêm các bài tập ví dụ và
bài tập vận dụng.
c) Tính khoa học: Trình bày nội dung lôgic, chính xác và hợp lý.

3


II. PHẦN NỘI DUNG
1. 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.

%
15
18,9

Trung bình
SL
%
35
44,3

Yếu
SL
20

%
25,3

Từ thực trạng trên đề tài đã cung cấp một số giải pháp cơ bản.
4

Kém
SL
%
2
2,6


2. Các giải pháp
2.1 Các kiến thức cần thiết phần nhiệt học Vật lý THCS
2.1.1 Công thức tính nhiệt lượng


Hiệu suất : H = Q . 100%
tp
2.1.5 Sự chuyển thể các chất
+ Đa số các chất chỉ chuyển thể khi đạt đến một nhiệt độ xác định gọi là
nhiệt chuyển thể. Trong suốt quá trình chuyển thể, nhiệt độ của khối chất không
thay đổi.
+ Nhiệt lượng vật cần thu vào (tỏa ra) để chuyển thể ở nhiệt độ chuyển thể
được tính bởi công thức: Q m.
+ Nhiệt lượng có thể được truyền qua ba hình thức: dẫn nhiệt, đối lưu hoặc
bức xạ nhiệt.
+ Nhiệt luôn được truyền từ vật nóng sang vật lạnh hơn cho đến khi hai vật
có nhiệt độ bằng nhau.
5


2.2. Các bước chung để giải bài tập nhiệt học
Bước 1: Đọc kĩ đề bài, tóm tắt
Giáo viên cho học sinh đọc kĩ đề bài, bài toán cho biết những đại lượng nào,
phải tìm đại lượng nào. Sau đó tóm tắt bằng các kí hiệu vật lý, đổi đơn vị nếu
cần.
Bước 2: Xây dựng lập luận:
Tìm mối quan hệ giữa ẩn số phải tìm và các dữ kiện đã cho trực tiếp thông
qua các 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?

nước và của nhôm lần lượt là c1 4200 J / kg.K ; c 2 880 J / kg.K . Biết nhiệt do bếp
dầu cung cấp một cách đều đặn.
Hướng dẫn:
Gọi Q1 ,Q2 là nhiệt lượng cần cung cấp cho nước và ấm nhôm trong hai lần đun;
6


m1 , m2 là khối lượng nước trong lần đun đầu và sau, m3 là khối lượng của ấm

nhôm.
Nhiệt lượng phải cung cấp cho mỗi lần:
Q1 (m1c1  m3 c 2 )t
Q2 (m2 c1  m3 c 2 )t

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:
Q1 kt1

=>

m c  m3 c 2
Q2 t 2
t
  2  2 1
Q1 t1
t1 m1c1  m3 c 2

Q2 kt 2

n c n
Nếu hỗn hợp gồm nhiều chất thì: t  m c  m c  ...  m c
1 1
2 2
n n
*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 21,2 0C.
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 t1  200C đến t 2 21,20C
Q1 m1c1 .(t 2  t1 ) ( m1 là khối lượng thau nhôm)
Nhiệt lượng nước nhận được để tăng từ t1  200C đến t 2 21,20C
Q2 m2 c2 (t 2  t1 ) m2 là khối lượng nước

Nhiệt lượng đồng toả ra để hạ từ t0C đến t 2 21,20C
Q3 m3 c3 (t  t 2 ) ( m3 khối lượng thỏi đồng)
Do không có sự toả nhiệt ra môi trường nên theo phương trình cân bằng nhiệt ta
có: Q3 Q1  Q2  m3c3 (t ' t 2 ) (m1c1  m2 c2 )(t 2  t1 )
7


t =

(m1c1 m2c2 )(t2 t1 ) m3c3t2
m3c3

Thay s vo ta c t = 160,780C
*Chỳ ý: Dng bi tp ny cú th yờu cu tớnh khi lng ca vt tham gia vo

*Bi tp vn dng
Bi 1: Th ming ng khi lng 500g ó c nung núng 200 oC vo cỏi
chu cha 2lớt nc 20oC. Tớnh nhit ca h thng khi cú cõn bng nhit.
Cho rng ch cú nc v ng truyn nhit cho nhau. Bit nhit dung riờng ca
nc bng 4200J/kg.k , nhit dung riờng ca ng bng 380J/kg.K
Bi 2: xỏc nh nhit dung riờng cu kim loi ngi ta b vo nhit lng k
cha 500g nc 13oC mt ming kim loi cú khi lng 400g c nung núng
ti 100oC. Nhit khi cú cõn bng nhit l 20 oC. Tớnh nhit dung riờng ca kim
loi. B qua nhit lng lm núng nhit lng k v khụng khớ, ly nhit dung
riờng ca nc bng 4200J/kg.K
Loi 2: Trao i nhit cú s chuyn th ca cỏc cht
*Phng phỏp gii:
Bc 1: - Xỏc nh cỏc i tng tham gia vo quỏ trỡnh nhit
- Xỏc nh xem tng i tng tri qua my quỏ trỡnh
- Xỏc nh i tng to nhit, i tng thu nhit
Bc 2: - Dựng cụng thc tớnh nhit lng cho cỏc quỏ trỡnh
8


- 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 t 1= -50oC vào một lượng nước ở nhiệt độ t 2
= 6 oC người ta thu được 25kg nước ở nhiệt độ 25 oC. Tính khối lượng nước đá và
nước? Biết nhiệt dung riêng cảu nước đá và nước là c 1= 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)

+ 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
9


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 600 0C vào hỗn hợp nước và nước đá ở 0 0C. 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 c 1 =
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


k1 T2
 3,2
k 2 T1

b. Khi mắc nối tiếp hai thanh thì nhiệt lượng truyền qua mỗi thanh trong đơn
vị thời gian là như nhau nên: Q k1t1* k 2 t 2* . Gọi nhiệt độ ở điểm tiếp xúc giữa
hai thanh là t ta có:
k1t1* k 2 t 2* 

t 2* k1
t 0
 
3,2  t 76,2 o C
*
100  t
t1 k 2

*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 t 2=35oC; ngăn 3 là nước ở nhiệt độ t 3=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 t1 1o C . 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.
2.3.3 Bài toán có sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài
*Phương pháp giải

viết lại :
Q3  10%(Q1  Q2 ) (Q1  Q2 )
 Q3 110 %(Q1  Q2 ) 1,1(Q1  Q2 )
Hay m3c3 (t ' t 2 ) 1,1(m1c1  m2 c2 )(t 2  t1 )
((m1c1  m2 c2 )(t 2  t1 )  m3 c3t 2
 t' =
+ t2
m3c3

t’ = 174,740C
*Bài tập vận dụng:
Một ấm điện bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2kg nước ở t1 =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, c1 =880J/ kg.K và
30% nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanh.
2.3.4 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.
Q

A

1
+ Hiệu suất của động cơ nhiệt: H  Q  Q
tp


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 =

100
100
100
.Q =
.(Q1  Q2 ) =
.707200 =2357333(J)
30
30
30

Lượng than cần thiết để đun sôi ấm nước là :
Qtp = m.q  m =

Qtp
q

=

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 :
A

70000000

H = Q 184000000 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.
13


A

Bước 2: Dựa vào công thức H = Q suy luận để tìm các đại lượng liên quan.
*Bài tập vận dụng:Một bếp dầu hỏa có hiệu suất 30%.
a) Tính nhiệt lượng toàn phần mà bếp dầu tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 50g
dầu hỏa?
b) 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 44.10 6J/kg, nhiệt dung
riêng của nước là 4200J/kg.K.
2.3.5 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

*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=2,3.10 6J/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
8

Sĩ
số
79

0

%
0

*Biểu đồ so sánh kết quả đạt được trước và sau khi thực hiện SKKN

*Phân tích biểu đồ
Nội dung
Tăng
Giảm

Giỏi
05 – 6,3%

Khá
03 – 3,9%

Trung bình

Yếu

Kém

04- 5,1%

02– 2,6 %

2-2,6%