Kỹ Thuật Nhiệt Trịnh Văn Quang (Dành Cho Ngành Cơ Khí)

--- Bài mới hơn ---

  • Vbt Lịch Sử 7 Bài 17: Ôn Tập Chương 2 Và Chương 3
  • Soạn Văn Lớp 7 Bài Từ Ghép Ngắn Gọn Hay Nhất
  • Hướng Dẫn Soạn Văn Lớp 7 Bài Từ Ghép Ngắn Nhất
  • Giải Bài Tập Môn Địa Lý Lớp 7 Bài 43: Dân Cư, Xã Hội Trung Và Nam Mĩ
  • Tài Liệu Trả Lời Câu Hỏi Và Bài Tập Địa Lí Lớp 7
  • Published on

    Tài liệu được dùng làm giáo trình dạy tại trường ĐHGTVT HN, nội dung cuốn sách đề cập tới các kiến thức về nhiệt động học, truyền nhiệt và kỹ thuật lạnh cơ bản

    1. 1. 0 Trịnh Văn Quang Bài Giảng KỸ THUẬT NHIỆT Chương trình dành cho các lớp Cơ khí – 75 tiết Trường Đại học Giao thông Vận tải Hà nội Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Hà nội – 2004
    2. 3. 2 2. Liên hệ các thông số trạng thái 29 3.Tính u,  i,  s 30 4.Tính công l , nhiệt q 30 5. Đồ thị 30 3.3. Quá trình đẳng nhiệt 30 1. Phương trình 30 2. Liên hệ các thông số trạng thái 30 3. Tính u, i,  s 31 4. Tính công l , nhiệt q 31 5. Đồ thị 31 3.4. Quá trình đoạn nhiệt 32 1. Phương trình 32 2. Liên hệ các thông số 32 3. Tính u, i, s 33 4. Tính công l , nhiệt q 33 5. Đồ thị 34 3.5. Quá trình đa biến 34 1. Phương trình 34 2. Tính u, i,  s 35 3. Liên hệ thông số 35 4. Công và nhiệt 36 5. Đồ thị 36 Chương 4. CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG. ĐỊNH LUẬT 2 NHIỆT ĐỘNG HỌC 4.1. Chu trình nhiệt động 38 1. Định nghĩa 38 2. Phân loại 38 3. Nguồn nhiệt 40 4.2. Đặc tính thuận nghịch và không thuận nghịch 40 1. Quá trình thuận nghịch 40 2. Thí dụ 41 3. Một số yếu tố không thuận nghịch nhiệt động 41 4. Mức độ biến hoá giữa công và nhiệt 42 4.3. Định luật 2 Nhiệt động học 42 1. Phát biểu theo Clodiúyt 42 2 . Phát biểu theo Kenvanh – Plăng: 42 4. 4. Chu trình Các nô 42 1. Đặc tính 42 2. Định lý Các nô 43 3. Biểu thức tính hiệu suất nhiệt chu trình Các nô 44 4.5. En-trô-py 46 1. Định lý Clodiúyt 46 2. Entrôpy 49 3. Biến thiên entrôpy trong quá trình không thuận nghịch 49 4. Nguyên lý tăng entrôpy của hệ cô lập đoạn nhiệt 50
    3. 4. 3 Chương 5. CHU TRÌNH TIÊU HAO CÔNG 5.1. Chu trình máy nén pít tông 1 cấp 52 1. Sơ đồ & nguyên lý làm việc 52 2. Công tiêu hao của máy nén 52 3. Chu trình thực tế 54 4. Ảnh hưởng của không gian chết 55 5.2. Máy nén pit tông nhiều cấp 55 1. Sơ đồ 55 2. Nguyên lý làm việc 56 3. Tính công tiêu hao 56 3. Thể tích xy lanh các cấp 57 4. Lượng nhiệt toả ra của khí nén 57 5.3. Máy lạnh dùng không khí 57 1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc 57 2. Tính hệ số lạnh 58 5.4. Máy lạnh hơi nén 58 1. Đặc điểm của chất hơi 58 2. Máy lạnh dùng hơi nén 59 Chương 6. CHU TRÌNH SINH CÔNG 6.1. Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích 60 1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc 2.Tính hiêu suất nhiệt 60 60 6.2. Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng áp 61 1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc 61 2. Tính hiệu suất nhiệt 62 6.3. Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt hỗn hợp 62 1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc 62 2. Tính hiệu suất nhiệt 63 6.4. So sánh hiệu suất nhiệt của 3 loại chu trình 64 1. Khi cùng tỷ số nén  và q1 64 2. Khi cùng q2 và nhiệt độ & áp suất cực đại 65 Chương 7 . DÒNG CHẢY CỦA CHẤT KHÍ VÀ HƠI 7.1. Khái niệm 66 1. Các giả thiết 66 2. Phương trình cơ bản 66 7.2. Các đại lượng đặc trưng của dòng chảy 67 1. Công phân bố 67 2. Tốc độ của dòng tại cửa ra 67 3. Lưu lượng 68 7.3. Lưu lượng cực đại, áp suất tới hạn, tốc độ tới hạn 68 1. Lưu lượng cực đại 68 2. Áp suất tới hạn 69 3. Tốc độ tới hạn 69 7.4. Quy luật thay đổi tốc độ trong ống La van 70
    4. 5. 4 1. Quy luật thay đổi tốc độ 70 2. Ống La -van 71 7.5. Ma sát và tổn thất trong dòng chảy 72 7.6. Quá trình tiết lưu – Hiệu ứng Jun -Tômsơn 73 1. Quá trình tiết lưu 73 2. Hiệu ứng Jun-Tôm sơn 74 Phần 2. TRUYỀN NHIỆT Chương 1. DẪN NHIỆT 1.1. Khái niệm 75 1. Đặc điểm 75 2. Trường nhiệt độ 75 3. Mặt đẳng nhiệt 75 4. Gradient nhiệt độ : grad t 75 5. Véc tơ mật độ dòng nhiệt q  76 6. Định luật Furiê 77 7. Hệ số dẫn nhiệt  77 1.2. Phương trình vi phân dẫn nhiệt và điều kiện đơn trị 78 1. Phương trình vi phân dẫn nhiệt 78 2. Điều kiện đơn trị 80 1.3. Dẫn nhiệt ổn định điều kiện biên loại 1 qua vách phẳng 81 1. Vách phẳng một lớp 81 2. Vách phẳng nhiều lớp 82 1.4. Dẫn nhiệt ổn định điều kiện biên loại 1 qua vách trụ 84 1. Vách trụ một lớp 84 2. Vách trụ nhiều lớp 86 1.5. Dẫn nhiệt ổn định điều kiện biên loại 3 qua vách phẳng 87 1. Vách phẳng 1 lớp 87 2. Vách phẳng nhiều lớp 88 1.6. Dẫn nhiệt ổn định điều kiện biên loại 3 qua vách trụ 89 1. Vách trụ một lớp 89 2. Vách trụ nhiều lớp 1.7. Tăng cường và hạn chế truyền nhiệt 90 91 1. Tăng cường truyền nhiệt 91 2. Hạn chế truyền nhiệt – đường kính tới hạn của lớp cách nhiệt . 92 Chương 2. TOẢ NHIỆT ĐỐI LƯU 2.1. Khái niệm 95 1. Đặc điểm 95 2. Các loại đối lưu 95 3. Phương trình toả nhiệt cơ bản, hệ số toả nhiệt 95 4. Các nhân tố ảnh hưởng 96 2.2. Hệ phương trình vi phân trao đổi nhiệt đối lưu, điều kiện đơn trị 98 1. Phương trình vi phân toả nhiệt 98 2. Phương trình năng lượng 99
    5. 6. 5 3. Phương trình chuyển động 99 4. Phương trình liên tục 100 5. Điều kiện đơn trị 100 6. Phương hướng giải bài toán toả nhiệt đối lưu 100 2.3. Khái quát về lý thuyết đồng dạng 101 1. Xuất phát điểm 101 2. Các khái niệm cơ bản 102 3. Ba định lý đồng dạng 103 4. Các tiêu chuẩn đồng dạng quan trọng 104 5. Phương trình tiêu chuẩn 108 6. Nhiệt độ và kích thước xác định 108 2.4. Phương trình tiêu chuẩn toả nhiệt đối lưu 109 1. Khi đối lưu cưỡng bức 109 2. Toả nhiệt đối lưu tự nhiên 111 Chương 3. BỨC XẠ NHIỆT 113 3.1. Những khái niệm cơ bản 113 1. Đặc điểm 113 2. Các đại lượng đặc trưng 114 3.2. Các định luật bức xạ cơ bản 116 1. Định luật Plăng 116 2. Định luật Viên 116 3. Định luật Stêphan -Bônzơman 117 4. Định luật Kiếc-Sốp 118 3.3. Trao đổi nhiệt bức xạ giữa hai tấm phẳng song song 119 1. Hai tấm phẳng rộng vô hạn không có màn chắn giữa 119 2. Bức xạ của hai tấm phẳng song song có màn chắn giữa 120 Chương 4. THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT 122 4.1. Khái niệm 122 4.2. Các phương trình cơ bản tính nhiệt 122 1. Phương trình cân bằng nhiệt 122 2. Phương trình truyền nhiệt 123 4.3. Độ chênh trung bình của nhiệt độ giữa hai chất lỏng 124 Phần 3. THIẾT BỊ LẠNH Chương 1. KHÁI NIỆM 126 1.1. Giới thiệu 126 1. Mục đích và phân loại thiết bị lạnh 126 2. Các chu trình làm lạnh cơ bản 126 1.2. Môi chất lạnh và chất tải lạnh 127 1. Tính chất nhiệt động của các chất hơi 127 2 . Môi chất lạnh 128 3. Môi chất lạnh theo quan điểm mới 131 4. Chất tải lạnh 134
    6. 7. 6 1.3 Chu trình làm lạnh dùng máy nén hơi 134 1. Chu trình khô 134 2. Chu trình quá lạnh, quá nhiệt 136 3. Chu trình hồi nhiệt 137 4. Ảnh hưởng các nhân tố tới năng suất lạnh 138 Chương 2. HỆ THỐNG LẠNH 2.1. Các hệ thống lạnh tĩnh tại điển hình 140 1. Khái niệm chung 140 2. Tủ lạnh gia đình 141 3. Hệ thống lạnh cỡ trung bình 143 2.2. Hệ thống lạnh trong vận tải 144 1. Khái niệm chung 144 2. Xe tải lạnh 145 3. Côngtennơ lạnh 147 4. Toa xe lạnh 148 Chương 3. ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 3.1. Khái niệm 150 1. Điều kiện tiện nghi vi khí hậu 150 2. Các đại lượng đặc trưng và đồ thị i-d của không khí ẩm 151 3.2. Chu trình điều hoà không khí 153 1. Quá trình làm lạnh không khí trong phòng trên đồ thị id 153 2. Chu trình điều hoà không khí 154 3. Xác định các điểm đặc trưng của chu trình điều hoà không khí 154 4. Xác định công suất thiết bị 157 3.3. Các hệ thống điều hoà không khí điển hình 158 1. Điều hoà không khí trong phòng kiểu cửa sổ 1 chiều 158 2. Điều hoà không khí hai chiều 159 3. Điều hoà không khí ô tô 160 Tài liệu tham khảo 162
    7. 8. 7 Lời nói đầu Nội dung môn học Kỹ thuật nhiệt dành cho sinh viên ngành Cơ khí gồm hai phần là Nhiệt động học và Truyền nhiệt. Tài liệu giảng dạy môn học đã được các giảng viên bộ môn Kỹ thuật nhiệt biên soạn thành cuốn sách Kỹ thuật nhiệt và đã được sử dụng làm giáo trình giảng dạy của bộ môn qua nhiều năm. Trước sự thâm nhập mạnh mẽ của công nghệ lạnh trong các lĩnh vực kỹ thuật, đời sống và ngay cả trên các phương tiện giao thông vận tải như ô tô, toa xe … đều có trang bị điều hòa không khí, máy làm lạnh… Bởi thế các bộ môn chuyên ngành như Cơ khí ô tô, Đầu máy toa xe, Máy Xây dựng… đã yêu cầu Bộ môn Kỹ thuật nhiệt biên soạn thêm phần Thiết bị lạnh để giảng dạy cho sinh viên ngành Cơ khí. Được sự phân công của Bộ môn, tác giả đã biên soạn Bài giảng có phần Thiết bị lạnh nhằm đáp ứng phần nào yêu cầu trên. Do biên soạn lần đầu nên chắc chắn có những khiếm khuyết. Người viết rất mong nhận được sự đóng góp xây dựng của đồng nghiệp và bạn đọc. TS. Trịnh Văn Quang
    8. 9. 8 Phần I . NHIỆT ĐỘNG HỌC Chương 1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Hệ thống nhiệt động và các đặc trưng của hệ 1. Hệ thống nhiệt động Nhiệt động học khảo sát các quá trình biến đổi năng lượng xảy ra trong các vật thể, gọi chúng là hệ thống nhiệt động. Hệ thống nhiệt động là đối tượng cần khảo sát a . Định nghĩa Hệ thống nhiệt động là tập hợp các vật thể vĩ mô, tại đó xảy ra sự biến đổi năng lượng hoặc cả năng lượng và khối lượng * Phần bên ngoài Hệ thống nhiệt động được gọi là môi trường của hệ * Hệ ngăn cách với môi trường bởi biên giới. Biên giới có thể thay đổi và đuợc chọn tuỳ ý, biểu thị bằng đường nét đứt, hình 1.1. Hình 1.1 b . Phân loại – Hệ đóng : không trao đỏi khối lượng với môi trường . – Hệ mở : có trao đổi khối lượng với môi trường . Tuỳ theo đặc tính trao đổi năng lượng mà hệ đóng có thể là : – Hệ cô lập : không trao đổi năng lượng và khối lượng với môi trường – Hệ cô lập đoạn nhiệt : không trao đổi nhiệt với môi trường c. Chất công tác Chất công tác là các môi chất trung gian dùng trong các thiết bị nhiệt để thực hiện các quá trình trao đổi năng lượng với bên ngoài. Để thoả mãn yêu cầu làm chất công tác , các môi chất phải có khả năng biến đổi các đặc tính vật lý dễ dàng khi trao đổi năng lượng. Chất công tác thường là các chất khí hoặc hơi. Biên giới Môi trường Hệ thống nhiệt động
    9. 10. 9 Khi khảo sát các đặc tính nhiệt động của hệ thống nhiệt động chính là khảo sát tính chất của chất công tác . Vậy chất công tác chính là hệ thống nhiệt động . Mọi vật chất tuỳ theo điều kiện vật lý (nhiệt độ và áp suất) mà có thể tồn tại trong các trạng thái pha: pha rắn, pha lỏng, pha hơi. Các chất hơi khi có áp suất nhỏ nhiệt độ cao được coi là chất khí. 2 . Trạng thái của hệ , trạng thái cân bằng a. Trạng thái của hệ Trạng thái của hệ là một thuộc tính biểu thị sự tồn tại của hệ, được đặc trưng bởi những đại lượng vật lý nhất định. b. Trạng thái cân bằng Trạng thái cân bằng là trạng thái mà trong hệ không xảy ra bất cứ biến đổi nào, tức là các đại lượng vật lý đặc trưng cho hệ đồng nhất tại mọi điểm và không thay đổi theo thời gian và giữa các vật thể trong hệ cũng như giữa hệ và môi trường không có tương tác. 3 . Thông số trạng thái của hệ : a . Định nghiã Thông số trạng thái là các đại lượng vật lý đặc trưng cho hệ và mối quan hệ giữa hệ với môi trường ở một thời điểm nào đó. b. Phân loại Thông số trạng thái được phân làm 2 loại : – Thông số dung độ : Thông số dung độ là những đại lượng vật lý có giá trị phụ thuộc vào khối lượng. – Thông số cường độ: Thông số cường độ là những đại lượng vật lý có giá trị không phụ thuộc vào khối lượng. ở mỗi trạng thái, hệ có thể có nhiều đại lượng đặc trưng. Để phân biệt hai loại thông số trên, có thể chia hệ làm nhiều phần, nếu đại lượng nào thay đổi thì đó là thông số dung độ vì phụ thuộc vào khối lượng. Các đại lượng không thay đổi sau khi chia là các thông số cường độ. Thí dụ hệ có các đại lượng nhiệt lượng Q, thể tích V, thể tích riêng v, áp suất p, nhiệt độ T… Khi chia đôi , mỗi hệ con có Q’ = 2 Q , V’ = 2 V , v’ = 2 v , p = p , T = T. Vậy Q, V, v là các thông số dung độ; còn p, T là các thông số cường độ. c Các thông số trạng thái của hệ khí Để xác định trạng thái nhiệt động, hệ khí cần có 3 thông số sau : + Nhiệt độ :
    10. 12. 11 Đại lượng ngịch đảo của thể tích riêng : 1 v    – gọi là mật độ chất khí (kg/m3 ) d. Thông số trạng thái các chất hơi : ở ngoài vùng hơi bão hoà , ba thông số như trên là đủ để xác định mỗi trạng thái nhiệt động của hơi .Trong vùng hơi bão hoà , do có mặt các hạt chất lỏng nên ngoài ba thông số trên cần phải có thêm độ ẩm ( hoặc độ khô) . 4. Phương trình trạng thái a. Dạng tổng quát Phương trình trạng thái là biểu thức mô tả mối quan hệ giữa các thông số trạng thái của hệ ở trạng thái cân bằng . Dạng tổng quát là : F (p,v,T) = 0 (1.1) Đó là phương trình mô tả một mặt không gian trong hệ toạ độ P, v, T, hình 1.2, gọi đó là mặt nhiệt động. Thấy rằng mọi trạng thái mà hệ có thể có, phải nằm trên mặt nhiệt động , vì chúng thoả mãn phương trình trạng thái trên Hình 1.2 b. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng + Đặc điểm của khí lý tưởng : Khí lý tưởng là chất khí có các phân tử là những chất điểm (không có kích thước) và giữa chúng không có tương tác. Hầu hết các chất khí hoặc ở nhiệt độ cao, hoặc áp suất thấp, hoặc ở nhiệt độ không quá thấp và áp suất không quá cao như điều kiện bình thường đều được coi là khí lý tưởng vì nó đủ loãng. Theo định luật Avôgađrô , ở điều kiện tiêu chuẩn ( 00 C , 760 mmHg ) 1 kmol mọi chất khí đều có thể tích bằng nhau là V = 22,4 m3 + Phương trình trạng thái của khí lý tưỏng : -Viết cho 1 Kmol : P.V = R.T (1.2) ở đây : p – áp suất tuyệt đối (N/m2 ) V- thể tích của 1 Kmol (m3 / kmol) T – nhiệt độ tuyệt đối (0 K )
    11. 13. 12 R- hằng số khí vạn năng. R = 8314 (J/Kmol độ) – Viết cho 1 kg : chia hai vế phương trình trên cho  ( khối lượng của 1 kmol (kg/ Kmol)) sẽ được : . . V R P T      , hay là: pv = RT (1.3) – Viết cho G Kg : nhân hai vế phương trình trên với G ( Kg ) P.v.G = G.R.T , hay là: pV = GRT (1.4) b. Phương trình trạng thái khí thực Các chất khí có nhiệt độ thấp, hoặc ở áp suất cao có mật độ lớn, các chất hơi được gọi là khí thực. Trạng thái của khí thực có thể biểu diễn dựa trên cơ sở phương trình khí lý tưởng. Một trong các phương trình trạng thái đó là phương trình Van đéc van. + Phương trình Van đéc van : 2 ( )( ) . a p v b RT v    (1.5) trong đó : 2 a v – số hiệu chỉnh kể đến tương tác giữa các phân tử của chất khí thực. b – số hiệu chỉnh kể đến kích thước riêng của phân tử khí thực. 1.2. Năng lượng của hệ 1. Năng lượng tổng Năng lượng là số đo mức độ chuyển động của vật chất. Vật chất luôn vận động bởi vậy ở một trạng thái bất kỳ, hệ thống luôn tồn tại một năng lượng nhất định. Năng lượng tổng của hệ nói chung bao gồm động năng Eđ, thế năng Et và nội năng U: E = Eđ + Et + U – Động năng Eđ do chuyển động của các phần tử của hệ tạo thành : 2 2 d Mw E  – Thế năng Et : do hệ đặt trong trường lực nào đó tạo thành : trường hấp dần, trường điện từ. Nếu chỉ có trọng trường thì : Et = Mgh
    12. 14. 13 – Nội năng U : là năng lượng tiềm ẩn bên trong các phần tử của hệ : E = Eđ + Et + U 2 2 Mw E Mgh U   (1.6) 2. Nội năng U Nội năng là năng lượng của các phần tử vi mô tạo nên hệ . Nội năng gồm nội động năng Uđ và nội thế năng Ut. Nội động năng Uđ do chuyển động của các phân tử tạo nên: chuyển động quay, dao động… Nội thế năng Ut do tương tác giữa các phân tử gây nên. ở một trạng thái xác định, nội năng U của hệ có một có một giá trị xác định và duy nhất. Khi thay đổi trạng thái mới, nội năng của hệ có giá trị xác định mới. Giá trị mới cũng là xác định và duy nhất, bởi vậy thay đổi nội năng của hệ chỉ phụ thuộc vào trạng thái của đầu và cuối của quá trình chứ không phụ thuộc vào quá trình: U1a2 = U1b2 = U2 – U 1 (1.7) Hình 1.3 Vậy nội năng là một hàm trạng thái, biến thiên của nội năng không phụ thuộc vào quá trình. Nội năng được biểu thị là hàm của 2 trong 3 thông số trạng thái của hệ , thường viết ở dạng: U = f (v,T) (1.8) Khi đó vi phân của nội năng là một vi phân toàn phần : ( ) ( )v T U U dU dT dv T v       (1.9) Với khí lý tưởng , không có tương tác giữa các phân tử nên nội năng chỉ là hàm của nhiệt độ : U = f(T) , nên ( ) ( )v U dU dT f T T     (1.10) Trong tính toán chỉ quan tâm tới U, nên có thể chọn điểm gốc tuỳ ý nào đó có nội năng bằng 0 3. Entanpy a . Thế năng áp suất Xét một khối khí trong xy lanh đặt đứng có pít tông diện tích S có trọng lượng rất nhỏ và có thể di chuyển không ma sát. Đặt một vật khối lượng M lên trên pít tông. Khi cân bằng, vật được giữ nguyên ở độ cao h, tương ứng với thể tích V và áp suất p của khối khí trong xy lanh.
    13. 15. 14 Lúc này trọng lực N của vật phải bằng với lực áp suất là F = S.p của khối khí trong xy lanh: N = F = S.p Trong đó : S là diện tích pít tông N là trọng lực ; N = M.g . g là gia tốc trọng trường , Khi pít tông giữ vật ở độ cao h, vật đã có thế năng Et bằng : Hình 1.4 Et = M.g.h = N.h Từ trên thấy rằng thế năng của vật E t = M.g.h = S.p.h. Vì S.h = V ; nên thế năng của vật: Et = pV (1.11) Tích số (pV) của khối khí tạo ra thế năng của vật, được gọi là thế năng áp suất. Khi đặt vật khác (M’  M ) , khối khí cũng sẽ có tích ( p’V’) có giá trị xác định khác . Nghĩa là pV là hàm trạng thái , gọi nó là thế năng áp suất của khối khí. b. Entanpy Khi khảo sát hệ thống nhiệt động gặp biểu thức (U + pV) đặt là I , gọi I là entanpy. Biểu thức entanpi viết cho G kg: I = pV + U , (J) (1.12) viết cho 1 kg : i = pv + u . (J/kg) Thấy rằng ( p.V) và U đều là hàm trạng thái nên I cũng là hàm trạng thái, nghĩa là ở mỗi trạng thái Entanpy có một giá trị xác định và duy nhất, khi biến đổi sang trạng thái mới, Entapy của hệ có giá trị mới xác định và duy nhất. Như vậy biến thiên entanpy I của hệ không phụ thuộc vào quá trình, mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối : I1a2 = I1b2 = I2 – I1 (1.13) Hình 1.5 Entanpy là hàm của 2 trong 3 thông số trạng thái, thường được viết dạng : I = f(p,T) (1.14)
    14. 16. 15 vi phân dI là một vi phân toàn phần : ( ) ( )T p I I dI dp dT p T       (1.15) với khí lý tưởng, entanpy là hàm của chỉ nhiệt độ. Thực vậy: I = U + pV = f (T) + GRT =  (T) ở dạng vi phân : ( )p I dI dT T    (1.16) Ý nghĩa của entanpy Xét G kg khí chứa trong xy lanh có cửa sổ ở cuối thông ra ngoài diện tích s, hình 1.6. Khi đẩy 1 kg khí ra môi trường có áp suất p, hệ phải sinh công đẩy để các phần tử khí dịch chuyển khoảng x : x.s.p = v.p đồng thời 1 kg khí đó có nội năng u ra môi trường nên năng lượng tổng cộng hệ mất đi là : pv + u = i khi đẩy toàn bộ khối khí G kg ra ngoài thì năng lượng hệ trao đổi với bên ngoài là : p.V + U = I Hình 1.6 Vậy entapy I là năng lượng trao đổi của hệ mở, đó là năng lượng toàn phần của hệ .
    15. 17. 16 Chương 2 QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG ĐỊNH LUẬT 1 NHIỆT ĐỘNG HỌC 2.1. Quá trình nhiệt động 1. Định nghĩa Quá trình nhiệt động là tập hợp những trạng thái thay đổi liên tục của hệ. Thí dụ : ở trạng thái đầu hệ có các thông số : p1, v1, T1 khi thay dổi liên tục đến trạng thái cuối hệ có thông số p2, v2 , T2 . Tập hợp toàn bộ các trạng thái trên tạo thành quá trình. 2 . Phân loại Theo tính chất quá trình nhiệt động được chia làm 2 loại là qúa trình cân bằng và qúa trình không cân bằng. a – Qúa trình cân bằng Qúa trình cân bằng là một dãy liên tục các trạng thái cân bằng . Trong quá trình cân bằng tại mỗi trạng thái thông số của hệ tại mọi điểm đều bằng nhau và bằng với môi trường , tức là hệ luôn thoả mãn điều kiện cân bằng nhiệt động . Quá trình xảy ra với tốc độ hết sức chậm có thể coi là quá trình cân bằng vì tại hai trạng thái kế tiếp nhau sự khác biệt của các thông số trạng thái là hết sức nhỏ , nên tại mỗi trạng thái các thông số được coi là đồng đều ở mọi điểm bên trong hệ b- Qúa trình không cân bằng là qúa trình đi qua những trạng thái không cân bằng. Trong qúa trình không cân bằng thông số cường độ tại tại các điểm thuộc hệ sẽ khác nhau. c – Thí dụ : Nén một khối khí trong xy lanh với tốc độ vô cùng chậm bằng cách xếp dần một số vật nhỏ lên mặt trên của pít tông, hình 2.1. Khi đó trọng lượng pít tông tăng lên dần dần làm pít tông di chuyển rất chậm xuống phía dưới. Lớp khí sát mặt dưới pít tông sẽ di chuyển chậm bằng tốc độ pít tông. Do tốc độ chuyển động chậm, thời gian đủ lớn nên chuyển động của lớp khí đó được truyền cho các lớp khí ở xa hơn, làm toàn bộ khối khí cùng bị dồn lại. Như vậy ở mỗi thời điểm áp suất trong khối khí là luôn luôn đồng nhất tại mọi điểm, đó chính là trạng thái cân bằng. Tập hợp các trạng thái của quá trình đó tạo thành quá trình cân bằng . Hình 2.1
    16. 18. 17 Ngược lại khi nén nhanh khối khí, tại mỗi trạng thái lớp khí phía dưới pít tông chuyển động không kịp với tốc độ của pít tông nên bị dồn nén trước làm áp suất cao hơn các lớp khí ở xa mặt dưới pít tông. Kết quả tại mỗi trạng thái, áp suất không đồng nhất tại mọi điểm, đó là trạng thái không cân bằng. Như vậy toàn bộ quá trình nén nhanh là quá trình không cân bằng. 3. Phương trình của quá trình Phương trình của quá trình là biểu thức mô tả mối quan hệ giữa các thông số trạng thái của hệ thống nhiệt động trong qúa trình cân bằng. Qúa trình nhiệt động được mô tả bởi 1 đường cong liền trên mặt nhiệt động, gọi là đường quá trình. Hình chiếu của nó xuống các mặt phẳng toạ độ được biểu thị bởi các phương trình 2 biến, hình 2.2: f 1(p,v) = 0 ; f2 (T,v) = 0 ; f3 (p,T) = 0 . Đường qúa trình và phương trình qúa trình chỉ biểu thị cho qúa trình cân bằng. Các qúa trình không cân bằng được quy ước là đường nét đứt và không thể biểu thị bằng phương trình qúa trình Hình 2.2 2.2. Các dạng trao đổi năng lượng trong quá trình 1. Công a . Định nghĩa : Công là dạng năng lượng trao đổi được thực hiện bằng sự dịch chuyển vật thể một cách có hướng dưới tác dụng của lực . Quá trình sinh công luôn gắn liền với sự chuyển dời vật thể vĩ mô, nên công là dạng trao đổi năng lượng vĩ mô. b. Phân loại : – Công thể tích : gắn liền với sự thay đổi thể tích của hệ . Ký hiệu L – Công dòng chảy : gồm . Công phân bố Lpb gắn liền với sự thay đổi tốc độ dòng chảy . Công đẩy Lđ , gắn liền với sự thay đổi tích số ( p.v ) tức là tương tác giữa dòng chảy với môi trường . Khi hệ trao đổi cơ năng với bên ngoài thông qua các tác động kỹ thuật như bơm , quạt …thì còn có thể có công kỹ thuật . TD: vật nặng hạ xuống làm quay cánh quạt khuấy hệ cấp công kỹ thuật Lkt cho hệ c. Biểu thức tính công thể tích L :
    17. 20. 19 Lượng công sinh ra của 1kg chính bằng diện tích dưới đường cong của quá trình trên đồ thị pv, hình 2.4. Trong môn học chỉ khảo sát công trong quá trình cân bằng, nên tính toán áp dụng công thức (2.1) d. Quy ước dấu : Công hệ sinh ra mang dấu dương : (+) Công hệ nhận được mang dấu âm : ( -) Hình 2.4 2. Nhiệt a Định nghĩa : Nhiệt là một dạng năng lượng trao đổi giữa hai hệ thống, thực hiện bởi sự có mặt của độ chênh nhiệt độ . Quá trình truyền nhiệt không gắn liền với sự dịch chuyển vật thể vĩ mô mà là quá trình phân tử, bởi vậy truyền nhiệt là dạng trao đổi năng lượng vi mô. Nhiệt có thể truyền bằng 3 phương thức : dẫn nhiệt, toả nhiệt đối lưu, bức xạ. Nhiệt động học không quan tâm đến phương thức cụ thể mà chỉ quan tâm đến lượng nhiệt được truyền giữa các hệ thống hoặc hệ với môi trường. b. Biểu thức tính nhiệt trong quá trình cân bằng : – Trong vật lý, lượng nhiệt vi phân hệ trao đổi trong quá trình cân bằng được xác định bởi : dQ = TdS (J) (2.2) trong đó : T – nhiệt độ tuyệt đối của hệ (o K) S – entrôpy là hàm trạng thái của hệ (J/độ ) viết cho 1kg: dq = Tds. Vậy lượng nhiệt trao đổi trong quá trình 12 là: 2 1 .Q T dS  , 2 1 .q T ds  c. Biểu thị trên đồ thị Ts :
    18. 21. 20 Lượng nhiệt trong quá trình cân bằng được biểu thị bằng diện tích nằm dưới đường cong quá trình trên đồ thị Ts – Có thể tính nhiệt theo nhiệt dung C : dQ = chúng tôi (2.3) vậy: 2 1 .Q C dT  nếu C = const, thì Q = C.T d. Quy ước dấu : Lượng nhiệt hệ nhận được mang dấu dương ( + ), Lượng nhiệt hệ thải ra mang dấu âm ( – ) Hình 2.5 3 . Đặc điểm của công và nhiệt + Công và nhiệt là dạng năng lượng trao đổi khác nhau khi hệ tương tác với môi trường, chứ không phải là năng lượng chứa bên trong hệ hoặc môi trường. Chúng chỉ xuất hiện khi hệ tiến hành quá trình. Tại một trạng thái không có khái niệm công và nhiệt . + Khi công và nhiệt đã xuất hiện, chúng buộc phải đi qua biên giới của hệ, bởi vậy cần phải được đánh giá tại biên giới. + Công và nhiệt phụ thuộc vào quá trình, nó là hàm của quá trình. Vi phân của chúng là những vi phân riêng, chứ không phải vi phân toàn phần. 2.3 Định luật 1 nhiệt động học 1. Định luật Bảo toàn và biến hoá năng lượng  Năng lượng không tự sinh ra cũng không tự mất đi, nó chỉ có thể chuyển từ hệ thống này sang hệ thống khác dưới những dạng khác nhau, nhưng tổng năng lượng của một hệ cô lập luôn luôn được bảo toàn trong mọi điều kiện  2. Động cơ vĩnh cửu loại 1 Động cơ vĩnh cửu loại 1 là máy có thể sinh công liên tục mà không tiêu thụ bất cứ năng lượng nào, sơ đồ như hình 2.6 .Theo định luật bảo toàn và biến hoá năng lượng thì không thể tồn tại loại động cơ vĩnh cửu loại 1 vì nó tự sinh ra công Hình 2.6
    19. 22. 21 3. Định luật 1 Nhiệt động học Định luật 1 nhiệt động học là kết quả của sự áp dụng định luật bảo toàn và biến hoá năng lượng cho quá trình trao đổi năng lượng dưới dạng công và nhiệt khi hệ tương tác với môi trường : ” Tổng năng lượng hệ trao đổi với bên ngoài bằng biến thiên năng lượng trong hệ “. Năng lượng trao đổi giữa hệ với môi trường buộc phải đi qua biên giới hệ nên phải là công và nhiệt. Khi hệ tiếp nhận công và nhiệt, dấu của chúng là : – L , + Q ; biến thiên năng lượng của hệ là +U. Như vậy : Q – L = U ; hay : Q = U+ L (2.4) ở dạng vi phân : dQ = dU + dL (2.5) Viết cho 1 kg : q = u + l dq= du + dl (2.6) 2.4. Định luật 1 viết cho hệ kín – Nếu công của hệ thực hiện là công thể tích, tức dL = pdV thì : dQ = dU + pdV Q = U +  2 1 pdV (2.7) Viết cho 1kg : dq = du + pdv q = u +  2 1 pdv (2.8) – Viết dạng chứa entanpi : Hệ -L +Q Hình 2.7
    20. 23. 22 Từ dQ = dU + pdV , hay dQ = dU + pdV + Vdp – Vdp = dU + d(Vp) -Vdp = d(U+ pV) – Vdp Vậy : dQ = dI – Vdp Q = I –  2 1 chúng tôi (2.9) dq = di – vdp q = i –  2 1 vdp (2.10) 2.5. Định luật 1 áp dụng cho dòng chảy Xét dòng chảy (chất khí hoặc lỏng) ổn định và liên tục . ổn định là các thông số tại mọi điểm trong dòng không thay đổi theo thời gian ,liên tục là được thoả mãn phương trình liên tục : .F W G const v   (2.11) Hình 2.7 trong đó G – lưu lượng khối lượng (kg/s) F – diện tích tiết diện dòng chảy (m2 ) W – tốc độ dòng chảy (m/s) v – thể tích riêng (m3 /kg) Khảo sát dòng chảy tại hai tiết diện 1-1 và 2-2, bỏ qua ma sát trong và sự thay đổi thế năng của dòng chảy. Khi đó hệ thống nhiệt động là hệ mở được giới hạn bởi đường nét đứt qua 1-1 và 2-2. Một phần tử chất lỏng có khối lượng m = 1 kg khi đi vào hệ tại 1-1 có các thông số: p1, T1, v1, w1; khi đi ra khỏi hệ tại 2-2 có các thông số p2 ,T2 , v2 , w2 , phần tử chất lỏng thực hiện các công sau : + Công đẩy : Khi đi vào hệ , phần tử m nhận công đẩy là p1.v1 , khi ra khỏi hệ sinh ra công đẩy là p2.v2. Vậy công đẩy tổng cộng là : l đ = p2.v2 – p1.v1
    21. 24. 23 + Công phân bố l’ : Do hệ thay đổi tốc độ từ w1 tới w2 , nên công phân bố là : 2 2 , 2 1 2 2 w w l   + Hệ có thể thực hiện công kỹ thuật lk.t để nâng vật nặng nào đó nhờ việc quay cánh quạt . Công tổng cộng : l = lđ + l’ + lkt 2 2 2 1 2 2 1 1( . . ) ( ) 2 2 kt w w p v p v l     theo định luật 1 : q = u + l ktl ww uuvpvpq  ) 22 ()()( 2 1 2 2 121122 ktl ww iiq  ) 22 ()( 2 1 2 2 21 Hay: 2 2 kt w q i l      (2.12) Thông thường hệ không thực hiện lk.t nên : 2 2 w q i     (2.13) Hay dq = di + 2 2 dw So sánh (2.13) với (2.10) : dq = di – vdp q = i –  2 1 vdp (2.10) Rút ra biểu thức tính công phân bố : l’ = 2 2 w = –  2 1 vdp (2.14) Hình 2.8
    22. 25. 24 được biểu thị trên đồ thị pv như hình bên, hình 2.8. Mặt khác từ (2.14) thấy rằng : 2 . 2 w d v dp  hay : wdw = – vdp nghĩa là trong dòng chảy tốc độ và áp suất luôn biến đổi ngược chiều nhau: Nếu tốc độ tăng thì áp suất giảm và ngược lại. Đây là một quy luật rất quan trọng trong dòng chảy. Trường hợp dòng có tốc độ đủ lớn khiến các phần tử chất lỏng không kịp trao đổi nhiệt với bên ngoài , thì được coi là dòng chảy đoạn nhiệt : 2 0 2 w i     ; 2 0 2 dw di   (2.15) nghĩa là độ tăng động năng trong dòng chảy bằng độ giảm Entanpy và ngược lại . 2.6. Nhiệt dung 1. Khái niệm a- Định nghĩa :trao đổi với bên ngoài để nhiệt độ của vật tăng lên 1 độ + Nhiệt dung trung bình : tính cho trung bình 1 khoảng nhiệt độ : 2 1 Q C t t   ; hoặc 2 1 Q C T T   (2.16) + Nhiệt dung thực : 0 lim t Q dQ C t dt     ; hoặc dQ C dT  (2.17) b- Biểu thức tổng quát : Từ phương trình (2.7) và (2.9) định luật 1 nhiệt động học : dQ = dU + pdV dQ = dI – Vdp
    23. 26. 25 thay các vi phân toàn phần dU và dI trong các công thức (1.9) và (1.15) vào dQ , rồi thay tiếp vào biểu thức tính nhiệt dung thực (2.17) ở trên sẽ có :                          pdVdV V U dT T U dTdT pdVdU dT dQ C TV 1 = = dT dV p V U T U TV                       (2.18)                            Vdpdp p I dT T I dTdT VdpdI dT dQ C Tp 1 = = dT dp V p I T I Tp                         (2.19) c- Phân loại : + Theo quá trình : – Nhiệt dung đẳng tích: ( )v v U C T    (J/độ) (2.20) – Nhiệt dung đẳng áp: ( )p p I C T    (J/độ) (2.21) + Theo đơn vị vật chất : – Nhiệt dung riêng khối lượng: (J/ kgđộ) Nhiệt dung riêng đẳng tích : v v T u c          (2.22) Nhiệt dung riêng đẳng áp : p p T i c          (2.23) – Nhiệt dung riêng thể tích c’ (tính cho 1 kilomol ) + Quan hệ giữa các loại nhiệt dung :
    24. 27. 26 v C CC  .’ C C    2 . Tính U,  I công thức May-e a- Tính U của khí lý tưởng : Từ công thức dU của khí lý tưởng (1.10) và (2.20) có: ( ) .v v U dU dT C dT T     (2.24) thường coi nhiệt dung khí lý tưởng là hằng số nên U = Cv T ; u = cv T (2.25) b – Tính  I của khí lý tưởng : Từ công thức dI của khí lý tưởng (1.16) và (2.21) có: ( )p p I dI dT C dT T     (2.26) coi Cp là hằng số I = CpT , i = cpT (2.27) c – Định luật 1 viết dưới dạng chứa nhiệt dung : Thay công thức (2.24) và (2.26) tính dU và dI vào biểu thức định luật 1 sẽ được : dQ = dU + pdV = CvdT + pdV (2.28) dQ = dI – Vdp = CPdT – Vdp (2.29) d- Công thức May-e Đối với khí lý tưởng, do nội năng và entanpi là hàm của chỉ nhiệt độ nên các công thức tính nhiệt dung riêng đẳng tích (2.22) và đẳng áp (2.23) trở thành : v du c dT  và p di c dT  .
    25. 28. 27 Lập hiệu số : ( ) ( ) p v di du d u pv du d pv c c R dT dT dT         vậy : cP – cv = R (2.30) (2.30) gọi là công thức May-e, cho biết liên hệ giữa nhiệt dung riêng đẳng áp và đẳng tích của các khí lý tưởng 3. Tính nhiệt lượng theo nhiệt dung từ dQ C dT  , suy ra Q =  2 1 CdT , nếu C = const thì Vậy : Q = C.T Đối với khí lý tưởng, các nhiệt dung là hằng số nên: – trong quá trình đẳng tích : Q = CVT – trong quá trình đẳng áp : Q = CPT
    26. 29. 28 Chương 3 CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN Quá trình nhiệt động cơ bản là quá trình đơn giản nhất trong đó có ít nhất 1 thông số trạng thái hoặc đại lượng cơ bản không đổi . Việc khảo sát qúa trình nhiệt động cơ bản cần tiến hành theo 5 bước : – Thành lập phương trình của quá trình – Tìm mối liên hệ giữa các thông số – Tính  u ,  i ,  s – Tính công l , tính nhiệt q – Biểu diễn quá trình trên đồ thị p.v và T.s 3.1. Quá trình đẳng tích Quá trình đẳng tích là quá trình thực hiện trong điều kiện thể tích không thay đổi 1 . Phương trình v = const (3.1) 2. Liên hệ các thông số trạng thái Từ phương trinh trạng thái viết cho hai trạng thái : p1v1 = RT1 ; p2v2 = RT2 do v1 = v2 nên suy ra : 2 2 1 1 P T P T  hay: P T  const (3.2) 3 . Tính u ,  i,  s Từ (2.25) và (2.27) có : u = cv.T  i = cP.T Tính s :
    27. 30. 29 từ công thức nhiệt dq = chúng tôi và biểu thức định luật 1 : dq = cvdT + pdv. Do đẳng tích: dv =0, nên rút ra: Tds = cvdT (3.3) vậy: 1 2 ln T T cs v (3.4) 4 . Tính công l , nhiệt q l =  2 1 pdv = 0 q = u + l = u = cv T 5 . Đồ thị Trên đồ thị pv, quá trình đẳng tích là đường thẳng đứng, hình 3.1a. Hình 3.1a Hình 3.1b Trên đồ thị Ts : Từ (3.3) có: ds = cv T dT = cvlnT hay s = cvlnT. Vậy T = exp( vc s ). Quá trình đẳng tích là đường cong hàm mũ, hình 3.2b 3.2. Quá trình đẳng áp Quá trình đẳng áp là quá trình thực hiện trong điều kiện áp suất không đổi 1. Phương trình p = const (3.5) 2. Liên hệ các thông số trạng thái Từ phương trinh trạng thái viết cho hai trạng thái : p1v1 = RT1 ; p2v2 = RT2 do p1 = p2 nên: 2 2 1 1 V T V T 
    28. 31. 30 Hay P T  const (3.6) 3.Tính u,  i ,  s u = cv.T ,  i = cp. T , Tính s: Từ công thức nhiệt dq = chúng tôi và biểu thức định luật 1 : dq = cpdT – vdp. Do dp = 0, nên : Tds = cPdT , hay ds = cP T dT . Vậy: 2 1 .lnp T s c T   (3.7) 4 .Tính công l , nhiệt q Công: l =  2 1 pdv = p(v2 – v1) (3.8) Nhiệt: q = i = cp.  T (3.9) 5 . Đồ thị Hình 3.2a Hình 3.2b Trên đồ thị pv, đường đẳng áp nằm ngang , hình 3.2a. Trên đồ thị đường đẳng áp là đường cong hàm mũ , hình 3.2b. Thật vậy: ds = cP T dT = cPlnT hay s = cPlnT. Nên T = exp( Pc s ) . 3.3. Quá trình đẳng nhiệt Quá trình đẳng nhiệt là quá trình thực hiện khi nhiệt độ không đổi 1. Phương trình T = const hoặc : pv = const (3.10) 2 . Liên hệ các thông số trạng thái
    29. 32. 31 p1v1 = p2v2 , hay pv = const 3 . Tính  u, i,  s : Do dT = 0 , nên u = 0 , i = 0 , s : từ Tds = dq = du + pdv , do du = 0 nên .p dv ds T  vậy    2 1 2 1 2 1 2 1 . v dv R v dv T RT vT pvdv T pdv s = 1 2 ln v v R (3.11) 4. Tính công l , nhiệt q : Công : l =    2 1 2 1 2 1 . v dv RT v dvpv pdv = 1 2 ln v v RT (3.12) Nhiệt: q = u + l = l 5 . đồ thị Trên đồ thị pv, đường đẳng nhiệt là đường hypecbôl vì : pv = const , hay: p = v const , hình 3.3a. Hình 3.3a. Trên đồ thị Ts, đường đẳng nhiệt là đường nằm ngang, hình 3.3b Hình 3.3b
    30. 33. 32 3.4. Quá trình đoạn nhiệt Quá trình đoạn nhiệt là quá trình thực hiện trong điều kiện không có trao đổi nhiệt với bên ngoài: q = 0 ; dq = 0 1. Phương trình : Từ định luật 1 nhiệt động : dq = cvdT + pdv = 0  cvdT = – pdv (3.13a) dq = cpdT – vdp = 0  cpdT = vdp (3.13b) chia (3.13b) cho (3.13a) sẽ được : . . p v c v dp c p dv   (3.14) đặt : p v c k c  (3.15) gọi k là chỉ số đoạn nhiệt Khí 1 nguyên tử có k = 1,67 Khí 2 nguyên tử có k = 1,4 Khí 3 nguyên tử trở lên có k = 1,29 . k còn gọi là hệ số Poát sông (3.14) trở thành : k = pdv vdp  (3.16) hay : p dp v kdv  ; tích phân lên sẽ được: lnp + klnv = const hay : ln (pvk ) = const vậy : pvk = const , (3.17) (3.17) gọi là phương trình của quá trình đoạn nhiệt 2. Liên hệ các thông số Từ phương trình trạng thái (1.3) và phương trình của quá trình đoạn nhiệt (3.15) viết cho hai trạng thái :
    31. 34. 33 p1v1 = RT1 (a) ; p2v2 = RT2 (b) p1v1 k = const (c) ; p2v2 k = const (d) Chia (b) cho (a) được : 11 22 1 2 vp vp T T  (e) Chia (d) cho (c) được : k v v p p        2 1 1 2 (g) hay : k p p v v 1 2 1 1 2        (h) thay (g) và (h) vào (e) biến đổi sẽ được : 1 2 1 1 1 2 1 2                k k k v v p p T T (3.18) 3. Tính u, i, s : Nội năng và entanpy là các hàm trạng thái chỉ của nhiệt độ nên công thức tính vẫn như trong các quá trình trước: u = cvT i = cPT Tính s : do quá trình đoạn nhiệt có dq = 0 , nên Tds = dq = 0, hay ds = 0. Vậy : s = 0 4. Tính công l , nhiệt q : Nhiệt: q = 0 Công: l =  2 1 pdv =  2 1 k-k dv.vp.v Do pv k = const, nên: l = pv k   2 1 dvv k = pv k k vv kk    1 1 1 1 2 . Vì pv k = p1v1 k =p2v2 k , nên:
    32. 35. 34 l = k vpvp   1 1122 (3.19) hay: l = k TTR   1 )( 12 (3.20) hay : l =                   1 1 1 1 21 k k p p k RT (3.21) 5. Đồ thị: Trên đồ thị pv đường đoạn nhiệt là đường cong hàm mũ : pv k = const, hay p = v-k const , hình 3.4a Hình 3.4a. Trên đồ thị Ts, đường đoạn nhiệt là đường thẳng đứng vì ds = 0, nên s = const Hình 3.4b. 3.5. Quá trình đa biến Quá trình đa biến là quá trình có nhiệt dung không đổi : C = const , c = const 1. Phương trình Từ công thức tính nhiệt theo nhiệt dung: dq = cdT (a) và định luật 1 : dq = cvdT + pdv (b) dq = cPdT – vdp (c) từ (b) và (a) có : (c – cv)dT = pdv (d) từ (c) và (a) có : (c – cP)dT = – vdp (e) chia hai vế của phương trình (d) cho (e) được :
    33. 36. 35 . . p v c c v dp c c p dv     Đặt: p v c c n c c    (3.22) gọi n là chỉ số đa biến, thì : . . v dp n p dv   (3.23) (3.22) tương tự như (3.15) nên có ngay: pvn = const (3.24) (3.23) là phương trình của quá trình đa biến 2. Tính u, i,  s Tương tự các quá trình trên : u = cvT i = cPT Tính s : Từ công thức tính nhiệt dq = Tds và dq = cdT, có : Tds = cdT , hay ds = T cdT . Vậy :   2 1 1 2 ln T T c T cdT s (3.25) 3. Liên hệ thông số Tương tự như quá trình đoạn nhiệt ở trên rút ra được : n v v p p        2 1 1 2 ; n p p v v 1 2 1 1 2        và :
    34. 37. 36 1 2 1 1 1 2 1 2                n n n v v p p T T (3.26) 4. Công và nhiệt a- Nhiệt : q = c.T , trong đó c là nhiệt dung đa biến b . công : tương tự như quá trình đoạn nhiệt rút ra : l =  2 1 pdv =  2 1 n-n dvvpv = pvn n vv nn    1 1 1 1 2 = n vpvp   1 1122 (3.27) = n TTR   1 )( 12 (3.28)                    1 1 1 1 21 n n p p n RT (3.29) 5. Đồ thị Tuỳ thuộc giá trị của n mà đồ thị của quá trình có các dạng đường cong khác nhau. Các đường cong đó là quá trình cơ bản như sau: a / n = 0 , thì phương trình là p = const. Đây là quá trình đẳng áp b / n =1 , thì phương trình là pv = const. Đây là quá trình đẳng nhiệt c / n = K , thì phương trình là pvk = const. Đây là quá trình đoạn nhiệt d / n =  , thì phương trình là v = const. Đây là quá trình đẳng tích Đồ thị được chia thành 3 vùng :
    35. 41. 40 Như vậy lct < 0 chất công tác tiêu hao công qct < 0 chất công tác thải nhiệt Vậy chu trình ngược chiều là chu trình của các thiết bị tiêu thụ công bên ngoài để làm thay đổi thông số trạng thái của hệ. Chu trình ngược chiều điển hình là chu trình máy làm lạnh và bơm nhiệt. Để đánh giá hiệu quả làm lạnh của chu trình máy làm lạnh dùng hệ số làm lạnh  : 21 22 qq q l q   (4.3) Mô hình máy làm lạnh được biểu diễn bằng sơ đồ sau , hình 4.5 : Hình 4.5 Để đánh giá hiệu quả bơm nhiệt của chu trình bơm nhiệt dùng hệ số bơm nhiệt  : 21 11 qq q l q   (4.4) Mô hình bơm nhiệt được biểu diễn bằng sơ đồ sau , hình 4.6 Hình 4.6 3. Nguồn nhiệt Là các vật cần trao đổi nhiệt với chất công tác . Từ trên thấy rằng để thực hiện một chu trình cần có 2 nguồn nhiệt : nguồn nóng , nguồn lạnh 4.2. Đặc tính thuận nghịch và không thuận nghịch 1. Quá trình thuận nghịch + Định nghĩa : Quá trình thuận nghịch là quá trình khi đổi chiều tiến hành của nó hệ thống sẽ đi qua những trạng thái cũ , nghĩa là cả hệ thồng và môi trường trở lại trạng thái ban đầu , trong chúng không còn bất cứ biến đổi nào. + Gỉa sử tiến hành 1 quá trình từ trạng thái 1 tới trạng thái 2 theo chiều thuận, hệ trải qua các trạng thái 1 ,a ,b ,c ,…..n,…2 và nhận lượng nhiệt q12 , sinh ra lượng công l12. Khi tiến hành theo chiều ngược lại từ trạng thái 2 tới 1, hệ cũng sẽ trải các trạng thái 2,…,n ,…,c ,b ,a , 1 ,và sinh lượng nhiệt q21 = – q12 , nhận lượng công l21 = – l12. Khi đó ta nói rằng quá trình trên là quá trình thuận nghịch .
    36. 43. 42 – Giãn nở không hạn chế – Biến dạng không đàn hồi – Hỗn hợp các chất khí – Phản ứng hoá học – Điện trở dẫn điện … 4. Mức độ biến hoá giữa công và nhiệt + Công có thể biến hoàn toàn và liên tục thành nhiệt .Thí dụ xét bánh xe đang quay bị hãm . + Ngược lại nhiệt không thể biến hoàn toàn và liên tục thành công được. Để biến nhiệt thành công cần phải có những điều kiện nhất định và cũng chỉ có thể biến được một phần nhiệt thành công mà thôi + Theo quan điểm sử dụng năng lượng thì công có giá trị hơn nhiệt 4.3. Định luật 2 Nhiệt động học 1. Phát biểu theo Clodiúyt ” Nhiệt tự nó chỉ có thể truyền từ vật nóng hưn sang vật lạnh hơn ,mà không bao giờ truyền theo chiều ngược lại ” 2 . Phát biểu theo Kenvanh – Plăng ” Không thể chế tạo được một máy làm viẹc theo chu kỳ có khả năng sinh công mà chỉ nhận nhiệt từ một nguồn , tức là có thể biến toàn bộ nhiệt nhận được thành công – nói cách khác là không thể chế tạo được động cơ vĩnh cửu loại hai ” 4.4. Chu trình Các nô 1. Đặc tính Chu trình Các nô là chu trình thuận nghịch mà hệ thống thực hiện chỉ với sự tham gia của hai nguồn nhiệt . Từ đặc tính trên chu trình Các nô phải gồm hai quá trình trao đổi nhiệt đẳng nhiệt với hai nguồn để không có độ chênh nhiệt độ , xen kẽ với hai quá trình đoạn nhiệt . Chu trình Các nô được biểu thị bởi sơ đồ sau :
    37. 46. 45 Hình 4.10 Hiệu suất nhiệt (4.2) : 1 2 1 q q  trong đó: q1 là lượng nhiệt nhận được trong quá trình đẳng nhiệt BC : 1 1. .ln C B V q RT V  q2 là lượng nhiệt thải ra trong quá trình đẳng nhiệt DA : A D V V RTq ln22  1 2 1 q q  B C A D V V RT V V RT ln ln 1 1 2  Xét quá trình đoạn nhiệt AB : 2 11 )( T T V V T T k B A A B   Xét quá trình đoạn nhiệt CD : 1 1 2 ( )kC D D C T V T T V T    suy ra : A D B C V V V V  , hay: C D B A V V V V  cuối cùng hiệu suất nhiệt của chu trình Các nô là : C 1 2 1 T T  (4.5) b – Máy lạnh Các nô : Máy lạnh Các nô là máy làm việc theo chu trình Các nô ngược chiều. Máy lạnh Các nô nhận lượng nhiệt q2 từ nguồn lạnh có nhiệt độ thấp là T2 , thải lượng nhiệt q1 cho nguồn nóng có nhiệt độ cao hơn là T1.
    38. 47. 46 Hệ số lạnh theo (4.3): 21 22 qq q l q   Cách tính tương tự trên, dẫn ra hệ số làm lạnh của máy lạnh Các nô : 21 2 TT T C   (4.6) 4.5. En-trô-py 1. Định lý Clodiúyt a – Phát biểu :  Với mọi chu trình biểu thức  dq T không thể có giá trị dương , nó bằng không với chu trình thuận nghịch và có giá tri âm với chu trình không thuận nghịch. Định lý Clodiúyt có thể biểu diễn bởi bất đẳng thức sau : 0 T dq (4.7) b- Chứng minh : + Xét chu trình Các nô : Chu trình Các nô có hiệu suất nhiệt: 1 2 1 2 11 T T q q C  Từ đó dẫn ra: 1 2 1 2 0 q q T T   Nếu kể đến dấu q2 thì : 1 2 1 2 0 q q T T   (4.8) tức là :  2 1i i i T q = 0 (4.9)
    39. 48. 47 Trong một chu trình (4.9) chính là C T dq = 0 + Xét chu trình thuận nghịch tuỳ ý : Bằng một mạng các đường cong đẳng nhiệt và đoạn nhiệt chia chu trình thuận nghịch tuỳ ý thành n chu trình Các nô nhỏ, có đường bao là đường gãy khúc. Nếu cho n →  thì đường bao gãy trên sẽ tiến tới chu trình ban đầu. – Xét chu trình Các nô nhỏ thứ i gồm hai quá trình đẳng nhiệt T1i =const , T2i =const và hai quá trình đoạn nhiệt. Lượng nhiệt nhận từ nguồn T1i là q1i , lượng nhiệt thải cho nguồn T2i là q2i Từ kết quả (4.8) ở trên với chu trinh thứ i sẽ có : 1 2 1 2 0i i i i q q T T     tức là 0 2 1   i i i T q Hình 4.11 Với các chu trình Các nô còn lại j, k … cũng thực hiện tương tự như vậy, dẫn ra được : 0 2 1   j i i T q Lấy tổng của n chu trình Các nô con trong chu trình bất kỳ thuận nghịch ban đầu sẽ có : 0 1    n i i i T q khi cho n   , lấy giới hạn sẽ có : 0lim 1     CTTN n i i i n T dq T q (4.10) Dấu bằng trong (4.7) đã được chứng minh. + Với chu trình không thuận nghịch bất kỳ:
    40. 49. 48 Tiến hành tương tự trên, tức là chia chu trình không thuận nghịch bất kỳ thành n chu trình Các nô không thuận nghịch. Xét chu trình Các nô không thuận nghịch nhỏ thứ i. Chu trình này nhận lượng nhiệt q1i và thải lượng nhiệt q2i. Theo định lý Các nô chu trình này là không thuận nghịch nên có hiệu suất nhiệt KTN luôn nhỏ hơn hiệu suất nhiệt chu trình thuận nghịch Các nô tương ứng C : i i KTN q q 1 2 1    < 1 2 1 T T C  rút ra : i i q q 1 2    < i i T T 1 2  Hay là :  2 1i i i T q < 0 , (KTN) (4.11) (4.11) cũng đúng với các chu trình còn lại . Lấy tổng n chu trình nhỏ sẽ được :  n i i i T q 1 < 0 , (KTN) Lấy giới hạn :      KTN n i i i n T dq T q 1 lim < 0 (4.12) Dấu bất đẳng thức trong (4.7) được chứng minh. Kết hợp (4.10) và (4.12), với mọi chu trình luôn có : 0 T dq Trong đó : Đối với chu trình thuận nghịch : 0 T dq (4.13) Đối với chu trình không thuận nghịch :  T dq < 0 (4.14)
    41. 50. 49 2. Entrôpy Xét chu trình thuận nghịch 1a2b1, hình 4.12. Theo định lý Clodiúyt, (4.13) có : 0 121 ba T dq Tách chu trình trên làm 2 quá trình 1a2 và 2b1 sẽ được : 0 1221   ba T dq T dq Hay :   1221 ba T dq T dq Do các quá trình là thuận nghịch nên đổi chiều quá trình 2b1 sẽ được :   2121 ba T dq T dq (4.15) Từ (4.15) thấy rằng, 2 quá trình 1a2 và 1b2 là khác nhau, nhưng tích phân dq T lại bằng nhau. Điều đó chứng tỏ rằng dq T phải là một vi phân toàn phần của 1 hàm trạng thái nào đó, gọi hàm đó là entrôpy, ký hiệu là s , tức là trong quá trình thuận nghịch : dq T = ds (4.16) Biến thiên entrôpy trong quá trình thuận nghịch 12 : s = 2 1 T dq =  2 1 ds = s2 – s1 (4.17) Và :  2 1 T dQ S =  2 1 dS = S2 – S1 3. Biến thiên entrôpy trong quá trình không thuận nghịch Xét chu trình không thuận nghịch 1m2n1. Trong đó quá trình 1m2 là không thuận nghịch, 2n1 là thuận nghich. Theo định lý Clodiúyt thì : 2 a 1 b Hình 4.12
    42. 52. 51 Hệ cô lập đoạn nhiệt là hệ không có trao đổi nhiệt với bên ngoài : dq = 0. Thay giá trị dq = 0 vào biểu thức (4.19) trên sẽ được : ds  0 (4.20) (4.20) chỉ ra chiều hướng biến đổi entrôpy của hệ cô lập đoạn nhiệt, gọi đó là nguyên lý tăng entrôpy của hệ cô lập đọan nhiệt. Có thể phát biểu nguyên lý đó như sau : Entrôpy của hệ cô lập đoạn nhiệt không bao giờ giảm. Nó luôn tăng khi hệ tiến hành quá trình không thuận nghịch , và không đổi khi hệ tiến hành quá trình thuận nghịch .
    43. 53. 52 Chương 5 CHU TRÌNH TIÊU HAO CÔNG Chu trình tiêu hao công là chu trình chất công tác nhận công từ bên ngoài để thay đổi trạng thái của chúng. Chu trình tiêu hao công được thực hiện trong máy nén và máy lạnh. 5.1. Chu trình máy nén pít tông 1 cấp 1. Sơ đồ & nguyên lý làm việc Hình 5.1 a/ Sơ đồ 1. xy lanh 2. Píttông 3. Van nạp 4. Van thải b/ Nguyên lý làm việc : a1 : Quá trình nạp khí đẳng áp 12 : Quá trình nén khí (đa biến) 2b : Quá trình đẩy khí nén đẳng áp vào bình chứa Pít tông di chuyển từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới, van nạp 3 mở, không khí được nạp vào xy lanh theo quá trình a1 có áp suất p1 = const. Pít tông di chuyển từ điểm chết dưới lên điểm chết trên, lúc đầu hai van đóng. Không khí được nén trong xy lanh theo quá trình 12, làm áp suất không khí trong xy lanh tăng lên đến p2. Sau đó van thải 4 mở, pít tông đẩy khí nén vào bình chứa theo quá trình đẳng áp 2b, kết thúc một chu trình. Các chu trình tiếp theo lập lại như trên. 2. Công tiêu hao của máy nén Công tiêu hao của máy nén l là tổng công trong ba quá trình trên : l = l1 + l2 + l3 (5.1) trong đó:
    44. 54. 53 l 1 = dt(0a1n0) = p1v1 , công nạp khí l 2 = dt(0m2b0) = – p2v2 , công đẩy khí nén vào bình chứa l3 = pdv 1 2  , công quá trình nén khí thay các kết quả trên vào (5.1) có : l = p1v1 – p2v2 + pdv 1 2  =   2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 )( pdvvdppdvpdvpvd cuối cùng: l = –  2 1 vdp (5.2) tuỳ thuộc vào quá trình nén 12 mà công tiêu hao có giá trị như sau : + Quá trình nén là đẳng nhiệt : lT =   2 1 2 1 p dp pvvdp lT = 1 2 ln p p RT (5.3) + Quá trình nén là đoạn nhiệt : dppvpvdpl kk k    2 1 1 . 12 1 .. Do quá trình đoạn nhiệt có pvk = const, cũng là vpk 1 = const = . Vi thế mà: lk = k pp vpdppvp kk kkk 1 1 ).(. 1 1 1 1 1 2 12 1 1 . 1       lưu ý rằng : vpk 1 = 2 1 21 1 1 vpvp kk  , thì sẽ có: lk = )( 1 1122 vpvp k k   (5.4)
    45. 55. 54 hay: lk                    1.. 1 1 1 2 1 k k p p RT k k (5.5) + Quá trình nén là đa biến : tương tự như qúa trình đoạn nhiệt ở trên, thay k bằng n sẽ được : lk = )( 1 1122 vpvp n n   (5.6) lk                    1.. 1 1 1 2 1 n n p p RT n n (5.7) + Lượng nhiệt toả ra trong quá trình nén : 2 1( ) 1 n n n k q c T c T T n       (5.8) 3. Chu trình thực tế Trong thực tế, khi dòng không khí chuyển động trong đường ống luôn có mặt ma sát, gây nên tổn thất áp suất . + Trong quá trình nạp và thải, dòng khí phải đi qua các van có tiết diện nhỏ làm áp suất bị giảm đi. Bởi vậy muốn nạp vào xy lanh, áp suất trong xy lanh trong quá trình nạp 41 phải nhỏ hơn áp suất bên ngoài. Ngược lại muốn đẩy khí nén vào bình chứa, áp suất trong xy lanh trong quá trinh đẩy 23 phải lớn hơn áp suất bình chứa p2 + Khi pít tông ở điểm chết trên, thể tích trong xy lanh không thể bằng không mà vẫn còn một không gian nhỏ, gọi là không gian chết v3 = VC . Do có mặt của không gian chết VC , không khí nén không được đẩy hết vào bình chứa, mà còn nằm lại trong xy lanh, gọi là khí sót. Khí sót có áp suất cao (điểm 3), sẽ giãn nở trong kỳ nạp kế tiếp theo quá trinh 34, cho đến khi áp suất trong xy lanh giảm bằng áp suất bên ngoài (điểm 4), không khí mới mới được nạp vào xy Hình 5.2 1-2 : quá trình nén 2-3 : quá trình đẩy 3-4 : dãn nở khí sót 4-1 : quá trình nạp
    46. 56. 55 lanh. Bởi vậy chu trình thực tế có dạng như sau , hình 5.2. 4. Ảnh hưởng của không gian chết Không gian chết là không gian có hại làm năng suất của máy nén giảm đi. Xét ảnh hưởng của không gian chết khi nén với các áp suất khác nhau. Khi nén không khí tới áp suất p2 , đường giãn nở của khí sót là 2’4, quá trình nạp khí mới là 41. Khi nén tới áp suất p3 , đường giãn nở của khí sót là 3’4′. Quá trình nạp khí mới là 4’1 bị thu hẹp lại. Khi áp suất nén càng cao thì đường giãn nở của khí sót 3’4′ sẽ càng tiến tới gần đường cong nén, làm thể tích khí nạp mới Vn sẽ càng giảm đi. Nếu áp suất nén tăng tới pC (điểm C) thì đường giãn nở của khí sót sẽ trùng với đường cong nén, dẫn tới lượng khí nạp mới bằng không, tức năng suất máy nén bằng không. Thể tích không gian chết thông thường chiếm khoảng 5% thể tích xy lanh và máy nén 1 cấp chỉ dùng để nén không khí tới áp suất không cao lắm. Khi cần có áp suất cao phải dùng máy nén nhiều cấp, có làm mát trung gian. Hình 5.3 5.2. Máy nén pit tông nhiều cấp 1. Sơ đồ Sơ đồ máy nén ba cấp được biểu thị trên hình 5.4. Hình 5.4 MN cấp 1 : Máy nén cấp1 MN cấp 2 : Máy nén cấp1 MN cấp 3 : Máy nén cấp1 LM1 : Bình làm mát trung gian 1
    47. 57. 56 LM2 : Bình làm mát trung gian 2 2. Nguyên lý làm việc Các quá trình làm việc của máy nén 3 cấp được biểu thị trên đồ thị pV, hình 5.5 a1 : nạp khí vào máy nén cấp 1 12 : nén khí trong máy nén cấp 1 2b2′: đẩy khí nén vào bình làm mát trung gian LM1 rồi nạp vào máy nén cấp 2 2’3 : nén trong máy nén cấp 2 3c : đẩy khí nén vào bình làm mát LM 2 3’4 : nén trong máy nén cấp 3 4d : đẩy khí nén vào bình chứa Giả thiết rằng nhiệt độ không khí nén sau làm mát trong các bình làm mát trung gian bằng nhiệt độ trước khi nén : T3′ = T2′ = T1 (5.9) Hình 5.5 Các quá trình nạp, làm mát không khí và đẩy không khí nén là đẳng áp , tức là: p2′ = p2 ; p3′ = p3 (5.10) 3. Tính công tiêu hao Công tiêu hao của máy nén 3 cấp bằng tổng công tiêu hao của từng cấp: l 3cấp = l 1 + l 2 + l3 trong đó l1 , l2 , l3 là công tiêu hao của từng cấp tính theo (5.7):                     n n p p n nRT l 1 1 21 1 1 1 ;                     n n p p n nRT l 1 ‘2 3’2 2 1 1 ;                     n n p p n nRT l 1 ‘3 4’3 3 1 1 Căn cứ vào giả thiết (5.9) và (5.10) : l 3cấp =                                                          n n n n n n p p n nRT p p n nRT p p n nRT 1 3 41 1 2 31 1 1 21 1 1 1 1 1 1
    48. 58. 57 l3cấp                                           n n n n n n p p p p p p n nRT 1 3 4 1 2 3 1 1 21 3 1 (5.11) Để công tiêu hao nhỏ nhất khi nén từ p1 đến p4 thì biểu thức trong móc nhọn phải nhỏ nhất:                                         n n n n n n p p p p p p 1 3 4 1 2 3 1 1 2 3 = min Hay                              n n n n n n p p p p p p 1 3 4 1 2 3 1 1 2 = max Chỉ khi 32 4 1 2 3 PP P P P P     :  gọi là tỷ số tăng áp Khi đó : l 3 cấp = , 1 1 2 1 1 3. 3. 1 ( ) 1 n n PnRT l n P         (5.12) 3. Thể tích xy lanh các cấp , 2 1 1 2 1V P V P    suy ra , 1 2 V V   , , , , 3 2 2 32 3 1V P P V P P     Vậy , , 2 1 23 V V V     (5.13) 4. Lượng nhiệt toả ra của khí nén tại máy nén cấp 1 : 1 2 1. ( ) 1 v n k q c T T n     tại máy nén cấp 2 : ,2 3 2 . ( ) 1 v n k q c T T n     tại máy nén cấp 3 : ,3 4 3 . ( ) 1 v n k q c T T n     (5.14) 5.3. Máy lạnh dùng không khí 1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc
    49. 59. 58 Hình 5.6. Sơ đồ A. Máy nén B: Bình làm mát C : Xy lanh giãn nở D : Buồng lạnh Hình 5.7. Nguyên lý làm việc trên đò thị pv và Ts 1 2 : nén không khí đoạn nhiệt 2 3 : làm mát đẳng áp 3 4 : giãn nở trong đoạn nhiệt trong xy lanh 4 1 : Nhận nhiệt trong buồng lạnh 2. Tính hệ số lạnh 2 1 2 q q q    . trong đó : q1 = cp.(T2 – T3) , nhiệt thải ra trong quá trình làm mát 2 -3 q2 = cp.(T1 – T4) , nhiệt nhận vào từ vật cần làm lạnh , trong quá trình 4 – 1 2 1 4 2 31 2 1 4 2 3 1 4 1 ( ) 1 ( ) q T T T Tq q T T T T T T            (5.15) Xét quá trình 3-4 là đoạn nhiệt : T3/T4 = (P3/P4)( k -1) / k Xét quá trình 1-2 là đoạn nhiệt : T2/T1 = (P2/P1)( k -1) / k do p3 = p2 và p4 = p1 , nên : T3/T4 = T2/T1 vậy 12 1 11 2 1 TT T TT T     (5.16) 5.4. Máy lạnh hơi nén 1. Đặc điểm của chất hơi
    50. 61. 60 Chương 6 CHU TRÌNH SINH CÔNG Chu trình sinh công là chu trình chất công tác nhật nhiệt để sinh công, đó là chu trình làm việc của các loại động cơ nhiệt .Trên đồ thị pv và Ts chiều của chu trình cùng chiều quay củ kim đồng hồ . 6.1. Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích 1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc Không khí được hoà trộn với xăng dưới dạng sương mù để nạp vào động cơ . Sau khi nén hỗn hợp tới áp suất-nhiệt độ cao, bu gi bật tia lửa điện hỗn hợp bốc cháy tạo thành quá trình cấp nhiệt đẳng tích. Tuy vậy chất công tác vẫn coi là không khí . 1- xy lanh 2- pít tông 3- van nạp 4- van thải 5- bu gi 6- tay biên 7- bánh đà trục khuỷu a-1 nạp hỗn hợp vào xy lanh 1-2 nén đoạn nhiệt hỗn hợp 2-3 cháy đẳng tích 3-4 dãn nở đoạn nhiệt khí cháy sinh công 4-1 thải nhiệt đẳng tích 1-a đẩy khí cháy ra khỏi xy lanh a-1 và 1-a ngược nhau nên được loại khỏi chu trình 2.Tính hiêu suất nhiệt : 2 1 1 q q    Trong đó q1 = q2-3 = cv ( T3 – T2 ) q2 = q4-1 = cv ( T4 -T1 ) 4 1 3 2 ( ) 1 ( ) v v c T T c T T      (6.1) Các thông số đặc trưng : tỷ số nén 1 2 v v   , tỷ số tăng áp 3 2 P P   ,
    51. 62. 61 Xét quá trình 1-2 ( đoạn nhiệt ) : 1 12 1 1 2 ( )k kT v T v     . Vậy T2 = T1 .  k – 1 Xét quá trình 2 -3 ( đẳng tích ) : 3 3 2 2 T P T P   vậy T3 = T2 .  Hay T3 = T1 .  k – 1 . Xét quá trình 3-4 ( đoạn nhiệt ) : 1 134 2 1 3 4 1 1 ( ) ( )k k k vT v T v v        vậy 1 3 1 4 1 1 k k k T T T          , hay T4 = T1 .  Thay vào (6.1) được : 4 1 1 3 2 1 1 1 k T T T T          (6.2) Nhận xét : Hiệu suất nhiệt tăng khi tăng tỷ số nén . Nhưng do hỗn hợp bị nén tới áp suất nhiệt độ cao quá có thể tự cháy , nên  không thể lớn quá 10 6.2. Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng áp 1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc Không khí được nén trong động cơ tới áp suất – nhiệt độ cao trên nhiệt độ tự cháy của nhiên liệu . Nhiên liệu là dàu điêden , khi phun vào không nén có nhiệt độ cao sẽ tự cháy và đồng thời giãn nở tạo thành quá trình cháy đẳng áp . Tuy vậy chất công tác vẫn coi là không khí . 1-xy lanh 2- pít tông 3- van nạp 4- van thải 5- vòi phun nhiên liệu 6- tay biên 7- bánh đà trục khuỷu a-1 nạp không khí vào xy lanh 1-2 nén đoạn nhiệt không khí 2-3 cháy đẳng áp 3-4 dãn nở đoạn nhiệt khí cháy sinh công 4-1 thải nhiệt đẳng tích 1-a đẩy khí cháy ra khỏi xy lanh a-1 và 1-a ngược nhau nên bị loại khỏi chu trình
    52. 63. 62 2. Tính hiệu suất nhiệt 2 1 1 q q    Trong đó q1 = q2-3 = cp (T3 – T2) q2 = q4-1 = cv (T4 -T1) Các thông số đặc trưng : tỷ số nén 1 2 v v   , tỷ số giãn nở sớm 3 2 v v   , Xét quá trình 1-2 ( đoạn nhiệt ): 1 12 1 1 2 ( )k kT v T v     , vậy T2 = T1 .  k – 1 Xét quá trình 2 -3 ( đẳng áp) : 3 3 2 2 T v T v   , suy ra T3 = T2 .  , hay T3 = T1.   k – 1 Xét quá trình 3-4 ( đoạn nhiệt ): 1 1 134 2 3 4 1 ( ) ( ) ( )k k kvT v T v v          ; vậy T4 = T3. (/) k – 1 . hay T4 = T1.  k Thay vào  sẽ được : 1 1 1 ( 1) k k k          (6.3) Nận xét : Hiệu suất nhiệt tăng khi tăng tỷ số nén , không khí có thể nén tới áp suất cao hơn động cơ đẳng tích : có thể lớn tới 14-15. Nhưng cũng do hành trình pít tông lớn nên tốc độ động cơ không thể đạt cao bằng động cơ đẳng tích. 6.3. Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt hỗn hợp 1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc Không khí được nén trong động cơ tới áp suất – nhiệt độ cao trên nhiệt độ tự cháy của nhiên liệu . Nhiên liệu là dàu điêden , khi phun vào không nén có nhiệt độ cao sẽ tự cháy .
    53. 64. 63 Buồng cháy phụ là không gian nhỏ: nằm trên đỉnh xy lanh (buồng cháy phụ trực tiếp), hoặc nằm ở đỉnh pít tông (buồng cháy phụ gián tiếp) Quá trình cháy gồm 2 giai đoạn : cháy tức thời trong buồng cháy phụ tạo thành cháy đẳng tích , cháy trong buồng cháy chính đồng thời giãn nở tạo thành quá trình cháy đẳng áp . a-1 nạp không khí vào xy lanh 1-2 nén đoạn nhiệt không khí 2-3 cháy đẳng tích 3-4 cháy đẳng áp 4-5 dãn nở đoạn nhiệt khí cháy sinh công 5-1 thải nhiệt đẳng tích 1-a đẩy khí cháy ra khỏi xy lanh a-1 và 1-a ngược nhau nên được loại khỏi chu trình 2.Tính hiêu suất nhiệt : 2 1 1 q q    Trong đó q1 = q 23 + q 34 = cv ( T3 – T2 ) + cp (T4- T3) q2 = q 51 = cv ( T5 -T1 ) )()( )( 1 3423 15 TTcTTc TTc pv v    (6.4) Các thông số đặc trưng : 1 2 v v   , gọi là tỷ số nén , 3 2 P P   , gọi là tỷ số tăng áp 4 3 v v   , gọi là tỷ số giãn nở sớm Xét quá trình 1-2 ( đoạn nhiệt ): 1 12 1 1 2 ( )k kT v T v     , vậy T2 = T1. k – 1 Xét quá trình 2 -3 ( đẳng tích ):
    54. 67. 66 Chương 7 . DÒNG CHẢY CỦA CHẤT KHÍ VÀ HƠI 7.1. Khái niệm Dòng chảy chất khí và hơi có mặt trong rất nhiều thiết bị nhiệt như trong máy điều hoà nhiệt độ , máy lạnh, tua bin …động cơ phản lực. Trong quá trình chảy dòng khí và hơi tuân theo quy luật của dòng chất công tác chuyển động. 1. Các giả thiết + ổn định : Các thông số tại mọi điểm trong dòng chảy không thay đổi theo thời gian + Liên tục : Lưu lượng khối lượng qua mọi tiết diện bất kỳ là không đổi : G = const + Không có ma sát và thay đổi thế năng: bỏ qua yếu tố ma sát và thay đổi thế năng gây tổn thất năng lượng trong quá trình chảy 2. Phương trình cơ bản a. Phương trình năng lượng : 2 2        w ddidq (7.1) Nếu tốc độ dòng chảy đủ lớn được coi là chảy đoạn nhiệt b. Lưu lượng khối lượng của dòng v wF G .  (7.2) F : diện tích thiế diện dòng chảy (m2 ) w : tốc độ dòng chảy (m/s) v : Thể tích riêng (m3 /kg) c. Tốc độ truyền âm a TRkvpka ….  (7.3)
    55. 69. 68 3. Lưu lượng Tại mọi tiết diện lưu lượng là như nhau nên tại cửa ra :                     k k p p vp k k F v wF G 1 1 2 112 2 2.2 1 1 2 . (7.10) + Với khí lý tưởng : đặt p2/p1 = , gọi là tỷ số áp suất , biến đổi sẽ được :           k k k v p k k F v wF G 12 1 1 2 2 2.2 .. 1 2 . (7.11) + Với hơi:  212 2 2.2 .2. iiF v wF G  (7.12) 7.3. Lưu lượng cực đại, áp suất tới hạn, tốc độ tới hạn 1. Lưu lượng cực đại Xét dòng chảy đoạn nhiệt từ bình có thể tích khá lớn thông số p , T chảy ra bên ngoài môi trường có áp suất p0 : – Tại cửa ra có tốc độ dòng w , áp suất p – vì w << w , nên bỏ qua w Xét hàm số (6.11):           k k k v p k k F v wF G 12 1 1 2 2 2.2 .. 1 2 . G = 0 khi  =1 và khi  = 0. Khi  =1  p2 = p1 Khi  = 0  p2 = 0 Như vậy G có gía trị cực đại trong khoảng  = 0  1 . Tính đạo hàm của G theo  , giải ra : G = G max khi : ; 1 2 1         k k k
    56. 70. 69 đặt : t k k k        1 1 2 (7.13) Gọi t là tỷ số áp suất tới hạn , t phụ thuộc vào k : k = 1,4  t = 0,53 k = 1,29  t = 0,55 k = 1,67  t = 0,48 thay t vào công thức G sẽ được G max : 1 2 1 1 2max 1 2 .. 1 2 .          k kv p k k FG (7.14) 2. Áp suất tới hạn áp suất p2 tại cửa ra khi G đạt giá tri max gọi là áp suất tới hạn P th : pth= p2. khi Gmax 1 1t1th 1 2 chúng tôi          k k k p (7.15) Biểu diễn quan hệ của Gmax theo , và P2 theo p0 từ biểu thức Gmax ở trên sẽ có : G=0 khi =0 , tức p2 = 0 G=Gmax khi =t , tức p2 = pt G=0 khi =1 , tức p2 = p1 Nhưng thực nghiệm đã chỉ ra rằng khi liên tục giảm áp suất môi trường p0 thì áp suất tại cửa ra p2 chỉ giảm tới một giá trị tới hạn pth , tương ứng với G max , mà p2 không thể giảm nhỏ hơn pth được và lưu lượng vẫn giữ giá trị không đổi G max mặc dù sau đó tiếp tục giảm áp suất môi trường p0 . 2. Tốc độ tới hạn Tốc độ ở cửa ra w2 tương ứng với Gmax được gọi là tốc độ tới hạn Wth :             k k vp k k w 1 112th 1.. 1 2 w (7.16)
    57. 71. 70 Thay giá trị t sẽ được : 1 .12 1            k k t t k k p p p (7.17) 1 1 1 2 1 2 .                k k t k t t k v p p vv (7.18) Thay p1 và v1 vào 11th . 1 2 w vp k k   Sẽ được : tt vpk.w th  Theo (6.3) thì tốc độ tại cưả ra chính bằng tốc độ âm thanh : wth = a (7.19) Vậy trong ống nhỏ dần, tốc độ lớn nhất tại cửa ra bằng tốc độ âm trong điều kiện tới hạn 7.4. Quy luật thay đổi tốc độ trong ống La van 1. Quy luật thay đổi tốc độ Từ phương trình liên tục (6.2) : v wF G .  lấy ln sẽ được : ln G = ln F + lnw – ln v lấy vi phân sẽ được : w dw v dv F dF  (7.20) Mặt khác từ phương trình đoạn nhiệt : pvk = const Lấy ln hai vế : lnp + klnv = ln(const) chuyển vế lấy vi phân sẽ được : p dp kv dv . 1  (7.21)

    --- Bài cũ hơn ---

  • Bài Tập Hóa Lớp 8 Chương 1 Và 2 (Có Đáp Án)
  • Mẫu Bài Tập Thanh Toán Quốc Tế Cơ Bản Có Lời Giải
  • Một Số Bài Tập Quản Trị Kinh Doanh Quốc Tế
  • Bài Tập Tài Chính Quốc Tế Có Lời Giải 1: Nghiệp Vụ Kỳ Hạn
  • Chuong2: Ước Lượng Tham Số, Môn Thống Kê Ứng Dụng
  • Nguyên Lý Truyền Nhiệt, Phương Trình Cân Bằng Nhiệt, Công Thức, Ví Dụ Và Bài Tập

    --- Bài mới hơn ---

  • Chuyên Đề Hệ Phương Trình Bậc Nhất Hai Ẩn Số
  • Bài Tập Phương Trình Lượng Giác Nâng Cao Lớp 11
  • Chuyên Đề Hóa Học 8: Hướng Dẫn Học Sinh Lớp 8 Cân Bằng Phương Trình Hóa Học
  • Bài Tập Có Lời Giải Về Tài Sản Và Nguồn Vốn
  • Bàn Về Phương Trình Kế Toán Cơ Bản
  • I. Nguyên lý truyền nhiệt

    - Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.

    - Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau.

    - Nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào

    II. Phương trình cân bằng nhiệt

    – Phương trình cân bằng nhiệt được viết như sau:

     Qtỏa ra = Qthu vào

    – Trong đó: Q = m.c.Δt

     Δt = t2 – t1

     Qtỏa = m1.c1.(t1-t2)

     Qthu = m2.c2.(t2-t1)

     ⇒ Như vậy, nhiệt lượng tỏa ra để vật này từ nhiệt độ t1 về nhiệt độ t bằng nhiệt lượng thu vào vật kia thu vào từ nhiệt độ t2 lên t, ta có:

     m1.c1.(t1-t) = m2.c2.(t-t2)

    III. Ví dụ về phương trình cân bằng nhiệt

    – Thả một quả cầu nhôm khối lượng 0,15kg được đun nóng tới 1000C vào một cốc nước ở 200C. Sau một thời gian, nhiệt độ của quả cầu và của nước đều bằng 250C. Tính khối lượng nước, coi như chỉ có quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau.

    * Tóm tắt đề bài

    – Bài cho: m1 = 0,15kg;  c1 = 880J/Kg.K; c2 = 4200J/Kg.K;

     t1 = 1000C;  t2 = 200C; t = 250C;

    – Tìm: m2 = ?

    ° Hướng dẫn giải:

    – Nhiệt lượng quả cầu nhôm tỏa ra khi nhiệt độ hạ từ 1000C xuống 250C là:

     Qtỏa = m1.c1.(t1 – t) = 0,15.880.(100-25) = 9900(J)

    – Nhiệt lượng nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ 200C lên 250C là:

     Qthu = m2.c2.(t – t2)

    – Theo phương trình cân bằng nhiệt, nhiệt lượng quả cầu tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào, ta có:

     Qthu = Qtỏa ⇔ m2.c2.(t – t2) = 9900(J)

    IV. Bài tập vận dụng phương trình cân bằng nhiệt

    * Câu C1 trang 89 SGK Vật Lý 8: a) Hãy dùng phương trình cân bằng nhiệt để tính nhiệt độ của hỗn hợp gồm 200g nước đang sôi đổ vào 300g nước ở nhiệt độ trong phòng.

    b) Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra giá trị của nhiệt độ tính được. Giải thích tại sao nhiệt độ tính được không bằng nhiệt độ đo được?

    ° Lời giải câu C1 trang 89 SGK Vật Lý 8:

    a) Coi nhiệt độ nước sôi là t1 = 100oC, nhiệt độ nước trong phòng là t2 = 25oC.

    – Gọi t là nhiệt độ hỗn hợp khi có cân bằng nhiệt.

    – Nhiệt lượng do m1 = 200 g = 0,2 kg nước sôi tỏa ra: Q1 = m1.c.(t1 – t)

    – Nhiệt lượng do m2 = 300 g = 0,3 kg nước thu vào: Q2 = m2.c.(t – t2)

    – Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có: Q1 = Q2

     hay m1.c(t1 – t) = m2.c.(t – t2)

    – Lưu ý: Nếu giải thiết cho nhiệt độ phòng khác với 250C ở trên thì các em chỉ cần thay giá trị t2 theo số liệu giải thiết cho rồi tính toán tương tự.

    b) Nhiệt độ tính được chỉ gần bằng nhiệt độ đo được trong thí nghiệm vì trong khi tính toán, ta đã bỏ qua sự trao đổi nhiệt với các dụng cụ đựng nước và môi trường xung quanh.

    * Câu C2 trang 89 SGK Vật Lý 8: Người ta thả một miếng đồng khối lượng 0,5kg vào 500g nước. Miếng đồng nguội đi từ 80oC xuống 20oC. Hỏi nước nhận được một nhiệt lượng bằng bao nhiêu và nóng lên thêm bao nhiêu độ.

    ° Lời giải câu C2 trang 89 SGK Vật Lý 8:

    – Bài cho: m1 = 0,5 kg; c1 = 380 J/kg.K;

     m2 = 500 g = 0,5 kg; c2 = 4200 J/kg.K

     t1 = 80oC, t = 20oC

    – Tìm: Q2 = ?; Δt2 = ?

    – Nhiệt lượng nước thu vào là:

     Q1 = m1.c1.(t1 - t) = 0,5.380.(80 – 20) = 11400(J)

    – Nhiệt lượng miếng đồng tỏa ra là:

     Q2 = m2.c2.(t - t2)

    – Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có, nhiệt lượng nước thu vào bằng nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra, nên:

     Q2 = Q1 ⇔ m2.c2.(t - t2) = m1.c1.(t1 - t) = 11400(J)

     ⇔ m2.c2.Δt2 = 11400(J)

    – Độ tăng nhiệt độ của nước là: 

    * Câu C3 trang 89 SGK Vật Lý 8: Để xác định nhiệt dung riêng của một kim loại, người ta bỏ vào một lượng kế chứa 500g nước ở nhiệt độ 13oC một miếng kim loại có khối lượng 400 g 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 4190J/kg.K

    ° Lời giải câu C3 trang 89 SGK Vật Lý 8:

    – Bài cho:m1 = 400g = 0,4 kg; c1; t1 = 100oC

    m2 = 500 g = 0,5 kg; c2 = 4190 J/kg.K; t2 = 13oC

    Nhiệt độ cân bằng: t = 20oC

    – Tính: c1 = ?

    – Nhiệt lượng do kim loại tỏa ra là: Q1 = m1.c1.(t1 – t)

    – Nhiệt lượng do nước thu vào là: Q2 = m2.c2.(t – t2)

    – Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:

     Q1 = Q2 ⇔ m1.c1.(t1 – t) = m2.c2.(t – t2)

    – Nhiệt dung riêng của kim loại là:

    --- Bài cũ hơn ---

  • Phương Pháp Giải Toán Từ Cơ Bản Đến Nâng Cao
  • Bảng Xếp Hạng Vđqg Italia Nữ 2022/2022, Bxh Nữ Italia
  • Giải Độc – Viện Y Học Cổ Truyền Q U Â N Đ Ộ I – Sản Phẩm Tốt Nổi Tiếng
  • Viện Y Học Cổ Truyền Quân Đội
  • Giải Vô Địch Bóng Đá Ý Trong Tiếng Tiếng Anh
  • “Phương Pháp Giải Bài Tập Vật Lí Phần Nhiệt Lớp 8”

    --- Bài mới hơn ---

  • Bồi Dưỡng Học Sinh Giỏi Vật Lý 9 Phần Điện Học
  • Đề Ôn Tập Môn Vật Lý 7 – Bài 18
  • Giải Vở Bài Tập (Vbt) Vật Lý 7 Bài 15: Chống Ô Nhiễm Tiếng Ồn
  • Đáp Án Giải Bài Tập Sgk Tiếng Anh Unit 6 Lớp 9
  • Hoạt Động Đo Đạc Và Bản Đồ Phục Vụ Quốc Phòng, An Ninh
  •  

     

     

     

           SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI

       

     

     

     

     

     

     

     

                   

     

     

     

     

     

    SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

     

    TÊN ĐỀ TÀI:

                   

    “PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ

     PHẦN NHIỆT LỚP 8”

     

                          

     

     

     

                    Môn/ lĩnh vực                 : Vật Lí

                     Tài liệu kèm theo    :Phụ lục

     

     

     

     

     

     

     

                 

     

                                                     

                                                                                                  

                                                                                                                                   

     

                                                                                                            Trang 

     

         I. Phần đặt vấn đề …………      …………………………..               3       

         I.1. Lý do chọn đề tài ……………………………………….              3

         I. Mục đích nghiên cứu …………………………………..                 3

         I.4. Đối tượng, phạm vi, kế hoạch, thời gian nghiên cứu.             4

         I.5. Đóng góp mới về mặt lý luận thực tiễn……………….             5

        II. Phần giải quyết vấn đề …………………………………..             5

        II.1. Thực trạng vấn đề ………………………………………             5

        II.1.1. Sơ lược về trường ……………………………………              5

        II.1.2. Một số thành tựu ……………………………………..             5

        II.1.3. Một số tồn tại và nguyên nhân ………………………            6

        II.1.4. Một số vấn đề đặt ra …………………………………             6

        II.2. Áp dụng trong giảng dạy ……………………………….            6

        II.2.1. Các bước tiến hành …………………………………..            6

        II.2.2. Bài dạy minh hoạ ……………………………………..            7

         II.2.3.Một số bài tập nâng cao                                                     14

        II.3. Phương pháp nghiên cứu và kết quả sau thực nghiệm

        II.3.1. Phương pháp ………………………………………..              19

        II.3.2. Kết quả ………………………………………………..             20

        III. Phần kết luận và khuyến nghị ……………………………..       20

        III.1. Kết luận ………………………………………………..             20

        III.2. Khuyến nghị  ………………………………………………        20

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    I. PHẦN ĐẶT VẤN ĐỀ:

     

    I.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI :

         Mục tiêu giáo dục hiện nay là “Nâng cao chất lượng giáo dục …, đổi mới nội dung và phương pháp …, rèn luyện thành tư duy sáng tạo của người học”. Để đạt được mục tiêu đó thì người thầy giáo,cô giáo phải thường xuyên bồi dưỡng chuyên môn, nghiệp vụ, nâng cao tay nghề và phải tiếp cận với các phương pháp dạy học hiện đại,khoa học kĩ thuật tiên tiến, phải kết hợp tốt các phương pháp dạy học để nâng cao hiệu quả của bài giảng, tổ chức điều khiển để các em tích cực chủ động học tập tiếp thu kiến thức. Từ đó xây dựng lòng yêu thích môn học, bồi dưỡng năng lực tự học của học sinh.

        Đối với bộ môn Vật lí phần lớn các bài giảng có trong chương trình THCS được xây dựng trên nguyên tắc : tiến hành thực nghiệm, trên cơ sở kết quả thực nghiệm, tiến hành qui nạp không đầy đủ để đi đến kết luận đó là tri thức cần nhận thức.

       Qua giảng dạy tôi nhận thấy mặc dù các em đã được làm quen với bộ môn Vật lí từ lớp 6, lớp 7 nhưng ở giai đoạn này chỉ cung cấp cho học sinh những kiến thức Vật lí dưới dạng định tính, những khái niệm chưa đầy đủ. Vật lí 8 các em bắt đầu làm quen với những bài toán định lượng nên nhiều học sinh chưa định hướng được yêu cầu của bài toán, chưa có phương pháp giải hoặc một số em biết cách làm nhưng trình bày chưa chặt chẽ, chưa khoa học.

         Môn vật lí 8 chia làm hai phần : Phần cơ học và phần nhiệt học. Nhiệt học là một trong bốn phần kiến thức Vật Lí cơ bản được trang bị cho học sinh THCS. Lượng kiến thức của phần này không nhiều so với các phần khác, bài tập phần này cũng không quá khó song vì các em ít được tiếp xúc với các bài tập định lượng nên việc định hướng giải bài tập Nhiệt còn khó khăn với các em và các em chưa có phương pháp giải.

     

    I.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU.

         Qua trực tiếp giảng dạy Vật lí 8 tôi thấy rằng nhiều em không thích học môn Vật lí vì các em cho rằng bài tập Vật lí 8 nói chung và bài tập phần Nhiệt học nói riêng rất khó, các em không có định hướng giải bài tập, các em chưa có thói quen vận dụng những kiến thức đã học vào giải bài tập Vật lí một cách có hiệu quả từ đó các em không có hứng thú với môn học. Kết quả học tập môn Vật lí của nhiều em không cao. Chính vì vậy mà tôi đã suy nghĩ tìm tòi và mạnh dạn đưa ra sáng kiến “Phương pháp giải bài tập phần Nhiệt học” với mong muốn giúp các em định hướng bài tập, biết phương pháp làm bài tập, biết cách trình bày bài toán khoa học từ đó tạo nên hứng thú học tập, phát huy tính tích cực chủ động của các em trong học tập, các em không còn ngại học môn Vật lí đồng thời nâng cao chất lượng bộ môn.

       Mục đích đề tài là hướng dẫn học sinh nắm vững các dạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập phần Nhiệt học. Học sinh biết vận dụng các kiến thức đã học vào giải bài tập từ đó trình bày bài toán Vật lí chặt chẽ và khoa học.

    I.3.ĐỐI TƯỢNG PHẠM VI, KẾ HOẠCH, THỜI GIAN NGHIÊN CỨU.

      3.1. Đối tượng nghiên cứu.

     - Học sinh khối lớp 8.

     - Vấn đề : Phần Nhiệt học trong chương trình Vật lí 8.

       Bài 24: Công thức tính nhiệt lượng.

       Bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt.

       Bài 26: Năng suất toả nhiệt của nhiên liệu.

       Bài 28: Động cơ nhiệt.

     3.2. Phạm vi nghiên cứu.

      – Lớp 8A,8B và lớp 8C  trường THCS.

    3.3. Thời gian nghiên cứu.

     - Năm học 2022- 2022 và năm học 2022-2017

     

    I.4. ĐÓNG GÓP MỚI VỀ MẶT LÝ LUẬN THỰC TIỄN.

    a. Cơ sở lí luận.

       Đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực, chủ động học tập của học sinh nhằm giúp các em tiếp cận kiến thức đòi hỏi phải đổi mới toàn bộ nhiều khâu. Để hướng dẫn học sinh làm bài tập Nhiệt học không phải giáo viên trình bày lại lời giải, học sinh chép lại mà giáo viên phải là người tổ chức hướng dẫn các em thông qua hệ thống các câu hỏi gợi mở để các em từng bước tìm ra phương pháp giải.

    b. Cơ sở thực tiễn.

         Trong quá trình học Vật lí ở trường THCS, học sinh cần biết cách tổ chức việc học tập của mình một cách chủ động sáng tạo. Người thầy cần rèn cho học sinh kĩ năng, thói quen độc lập suy nghĩ khoa học và lời giải phải có cơ sở lí luận.

        Trong thực tế giảng dạy tôi thấy có nhiều học sinh chưa biết giải bài toán Nhiệt học do nhiều nguyên nhân;trong đó nguyên nhân chủ yếu là học sinh không chỉ ra được bài toán cho biết điều gì? Yêu cầu gì? Vận dụng kiến thức nào đã học để giải quyết bài toán đó? Từ đó học sinh có thể định hướng sai và không đạt được yêu cầu cuối cùng của bài toán.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    II. PHẦN GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ.

     

    II.1. THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ.

     

    II.1.1. Sơ lược về trường.

       Trường Tôi nằm tại vùng phân lũ của cụm miền Bùi, có qui mô nhỏ với dưới một vạn dân, kinh tế xã hội còn chậm phát triển  với rất ít các doanh nghiệp vừa và nhỏ.Nhân dân xã dựa chủ yếu vào sản xuất nông nghiệp và chăn nuôi nhỏ lẻ;hiện nay có nhiều phụ huynh học sinh tham gia làm công nhân cho các doanh nghiệp,công ty ở xa,văn hóa xã hội còn nhiều hạn chế,phong trào giáo dục phát triển chưa cao…

       Trường Tôi  có cảnh quan đẹp, môi trường Xanh – Sạch – Đẹp, có môi trường sư phạm rất thuận lợi: đội ngũ giáo viên luôn đoàn kết nhất trí, ý thức trách nhiệm cao,  tay nghề đồng đều, vững vàng…. Nhà trường xác định hướng đi trọng tâm là : Phát huy yếu tố nội lực là động lực thúc đẩy, phát triển, xây dựng nề nếp giáo dục toàn diện. Từ nhiều năm nay đội ngũ cán bộ giáo viên nhà trường đã phấn đấu, nỗ lực nâng cao trình độ về mọi mặt nhằm phù hợp với yêu cầu giáo dục trong giai đoạn mới. Đến nay nhiều giáo viên của nhà trường đã đủ điều kiện tiếp cận với những đổi mới của ngành,khoa học kĩ thuật; một số  giáo viên của trường được chọn là bộ phận cốt cán của Phòng giáo dục.Tuy nhiên trong nhiều năm liền nhà trường không đạt được các chỉ tiêu phấn đấu của Cụm và của Phòng đề ra.

     

    II.1.2. Một số thành tựu (kết quả) đã đạt được của đề tài.

         Ngay từ đầu năm học tôi đã đề ra kế hoạch thực hiện đề tài trên. Trong quá trình giảng dạy đối với mỗi bài xây dựng kiến thức mới tôi yêu cầu học sinh nắm vững phần lí thuyết và các công thức. Yêu cầu học sinh nhắc lại nhiều lần để các em ghi nhớ. Sau mỗi tiết dạy tôi dành thời gian để hướng dẫn các em bài tập vận dụng các công thức đã học và hướng dẫn phương pháp giải của từng dạng bài tập. Vì vậy hầu hết học sinh các lớp tôi giảng dạy đều nắm được lí thuyết và các công thức. Nhiều em đã biết vận dụng tốt các công thức để làm bài tập, xác định được dạng bài tập và phương pháp giải từng dạng bài trong phần Nhiệt học, biết cách trình bày bài khoa học.

     

     

    II.1.3. Một số tồn tại và nguyên nhân.

         Qua giảng dạy môn Vật lí 8 phần Nhiệt học tôi nhận thấy việc định hướng giải bài tập định lượng của các em còn yếu ở các mặt sau :

    • Kĩ năng tìm hiểu đề bài của các em còn hạn chế, các em chưa xác định được đề bài cho yếu tố gì, cần phải tìm yếu tố nào.
    • Các em thường nhần khi tính toán mà chưa đổi các đơn vị.
    • Các em chưa xác định được các quá trình trao đổi nhiệt.
    • Các em chưa xác định được đúng đối tượng trao đổi nhiệt.
    • Các em chưa xác định các bước giải bài tập.
    • Kĩ năng vận dụng kiến thức toán vào tính toán còn hạn chế.

    Vậy nguyên nhân nào làm cho các em không có định hướng giải bài tập như thế ?

    Theo tôi có nhiều nguyên nhân trong đó có cả nguyên nhân chủ quan và nguyên nhân khách quan. Tôi xin đưa ra một số nguyên nhân sau :

    • Phương pháp truyền đạt kiến thức của thầy đến học sinh chưa đạt hiệu quả cao.
    • Bản thân học sinh còn chủ quan, chưa tập trung  nghe giảng nên tiếp thu kiến thức chưa đầy đủ, các em chưa tích cực chủ động trong học tập do vậy việc định hướng giải bài tập chưa tốt.
    • Chương trình SGK Vật lí 8 chủ yếu là lí thuyết,  có rất ít tiết bài tập nên giáo viên chưa rèn được kĩ năng cho học sinh. Trong khi ở lớp 6 và lớp 7 các em ít được làm quen với bài tập định lượng nhất là phần Nhiệt học. Vì vậy đối với các em mà nói bài tập Vật lí Nhiệt học không khó song không được rèn luện thường xuyên dẫn đến việc định hướng giải bài tập Nhiệt học của các em còn khó.

     

    II.1.4. Một số vấn đề đặt ra.

         Để thực hiện đề tài trên tôi đã thực hiện như sau :

    • Xây dựng kế hoạch thực hiện đề tài ngay từ đầu năm học.
    • Áp dụng việc giảng dạy đều ở tất cả các lớp, với các đối tượng học sinh :Giỏi. khá, trung bình.
    • Khảo sát và rút ra kinh nghiệm.

     

    II.2.1 Các bước tiến hành:

    1. Để giảng dạy tốt bài tập phần Nhiệt học giáo viên cần phải chuẩn bị tốt một số công việc sau :

    • Giáo viên sọan bài kĩ.
    • Khắc sâu các kiến thức cơ bản.
    • Với mỗi bài tập phải giúp học sinh định hướng được phương pháp giải, đưa về dạng toán cơ bản để khi gặp bài khác học sinh có thể vận dụng giải được, tránh giải dập khuôn máy móc.
    • Với bài tập có nhiều đại lượng cần chú ý rèn kĩ năng tóm tắt đề bài và đổi đơn vị.
    • Ở mỗi tiết học phải dành thời gian hướng dẫn học sinh làm bài tập ở nhà. Luôn đổi mới phương pháp dạy và học giúp học sinh phát huy được khả năng tư duy của bản thân.

    2. Giáo viên cần hệ thống các kiến thức cần thiết để giải bài tập phần Nhiệt học.

       – Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra, thu vào:

                                Q = m.C.t      (t = t1-t2) hoặc (t = t2-t1 )

                          Q: Nhiệt lượng thu vào (toả ra) của chất (J)

                          m: Khối lượng của chất thu vào(toả ra) (kg)

                          C: Nhiệt dung riêng của chât thu vào (toả ra) (J/kg.K)

                         t: Độ tăng (giảm) nhiệt độ của chất (°C)

    • Phương trình cân bằng nhiệt:

                                  Q toả ra = Q thu vào

     -    Nhiệt lượng toả ra của nhiên liệu:

                                       Q = m.q

                      Q: nhiệt lượng toả ra của nhiên liệu bị đốt cháy(J)

                      m: khối lượng của nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn (kg)

                      q: năng suất toả nhiệt của nhiên liệu (J/kg)

    • Công thức tính hiệu suất:

                           H =

                     Qi : nhiệt lượng có ích (J)

                     Qtp : nhiệt lượng toàn phần (J)

    • Hiệu suất của động cơ nhiệt :

                               H =

                    A: công mà động cơ thực hiện (J)

                    Q: nhiệt lương do nhiên liệu bị đốt cháy toả ra (J)

     

    II.2.2. Bài dạy minh hoạ:

        Dạng 1: Bài tập chỉ có một quá trình thu nhiệt của các chất.

        Bài tập : Một ấm đun nước bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2 lít nước ở 25°C. Muốn đun sôi ấm nước này cần một nhiệt lượng bằng bao nhiêu?Biết nhiệt dung riêng của nhôm là C1 =880J/kg.K và của nước là là   C2 =4200J/kg.K.

          Phân tích bài: 

           – Bài toán trên có mấy đối tượng tham gia thu nhiệt?

           – Nhiệt lượng để đun sôi ấm nước được tính như thế nào?

          Giáo viên chốt lại : Bài toán trên có hai đối tượng tham gia thu nhiệt là 0,5kg nhôm ở 25°C và 2 lít nước ở 25°C.

           Vậy nhiệt lượng để đun sôi ấm nước bằng nhiệt lượng cung cấp cho nước để nó tăng từ 25°C đến 100°C và nhiệt lượng cung cấp cho ấm nhôm để nó tăng từ 25°C đến 100°C.

       Từ phân tích trên ta có lời giải sau :

                                                                  

     

    Bài giải:

    -Nhiệt lượng cần để đun 0,5 kg nhôm từ 25°C đến 100°C là :

             Q1 = m1.C1.t = 0,5.880. (100 – 25) = 33000(J)

    -Nhiệt lượng cần để đun 2 kg nước từ 25°C đến 100°C là :

             Q2 = m2.C2.t = 2.4200.(100 – 25) = 604800 (J)

     -Nhiệt lượng cần để đun sôi ấm nước là

             Q = Q1+ Q2 = 33000 + 604800 = 637800 (J)

                                                  

                                                                    Đáp số: 637800 (J)

                        

     

     

     

          

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Cách giải :  Bước 1: Phân tích tìm các đối tượng thu nhiệt

               Bước 2: Dùng công thức Q = m.C.t để tính nhiệt lượng theo                  yêu cầu của bài. Chú ý phải đổi đơn vị (nếu cần).

     

    Dạng 2: Bài tập có cả quá trình thu nhiệt và quá trình toả nhiệt.

    Bài tập1 : Người ta thả một miếng đồng khối lượng 0,5kg vào 500g nước. Miếng đồng nguội đi từ 80°C xuống 20°C. Hỏi nước nhận được một nhiệt lượng bằng bao nhiêu và nóng lên thêm bao nhiêu độ ? Biết nhiệt dung riêng của đồng là C1 =380J/kg.K và của nước là là   C2 =4200J/kg.K.

     

         

     

     Phân tích bài.

            – Bài toán trên có mấy đối tượng tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt?

            – Đối tượng nào thu nhiệt, đối tượng nào toả nhiệt?

            – Yêu cầu của bài toán trên là gì?

            – Nhiệt lượng toả ra được tính như thế nào?

            – Nhiệt lượng thu vào được tính như thế nào?

            – Dựa vào đâu để tính được nước nóng lên thêm bao nhiêu độ?

        Giáo viên chốt lại: Bài toán trên có hai đối tượng tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt. Đồng là vật toả nhiệt còn nước là vật thu nhiệt. Nhiệt lượng đồng toả ra bằng nhiệt lượng nước thu vào.

      Từ phân tích trên ta có lời giải như sau:

     

    Bài giải :

    -Nhiệt lượng đồng toả ra khi hạ nhiệt độ từ 80°C xuống 20°C là :

         Q1 = m1.C1.t1= 0,5.380.(80 – 20) = 11400 (J)

    -Nhiệt lượng nước thu vào bằng nhiệt lượng đồng toả ra ta có :

        Q2 = m2.C2.t2 = Q1= 11400(J)

    -Nước nóng lên thêm là :

       t2 = = 5.4°C

                                                            

                                                                             Đáp số: 13°C

    Tóm tắt

    m1= 0,5kg

    m2 = 500g = 0,5kg

    t1 = 80°C

    t = 20°C

    C1 = 380J/kg.K

    C2 = 4200J/kg.K

    Q2  = ?

    t2 = ?

                                                                  

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Chú ý : Bài tập này có thể yêu cầu tính khối lượng , nhiệt dung riêng, nhiệt độ cân bằng của quá trình trao đổi nhiệt thì ta cũng giải tương tự.

    Cách giải : Bước 1: Phân tích đề bài tìm đối tượng toả nhiệt, đối tượng thu nhiệt.

                      Bước 2: Dùng công thức tính nhiệt lượng để tính nhiệt lượng toả ra, nhiệt lượng thu vào.

                      Bước 3: Dùng phương trình cân bằng nhiệt Qtoả ra = Qthu vào để tính đại lượng chưa biết theo yêu cầu của đề bài.

    Bài tập 2: Đổ 738 g nước ở nhiệt độ 15°C vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 100g, rồi thả vào đó một miếng đồng có khối lượng 200g ở nhiệt độ 100°C. Nhiệt độ khi bắt đầu cân bằng nhiệt là 17°C. Tính nhiệt dung riêng của đồng, lấy nhiệt dung riêng của nước là 4186J/kg.K.

         Phân tích bài toán : Bài toán trên có 3 đối tượng tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt. Nước và nhiệt lượng kế là vật thu nhiệt còn miếng đồng là vật tỏa nhiệt. Nhiệt lượng nước và nhiệt lượng kế thu vào bằng nhiệt lượng miếng đồng toả ra

     

     

     

     

                             Bài giải

     -Nhiệt lượng nước và nhiệt lượng kế thu vào là : 

         Q1= m1.C1.t1 =0,738.4186. (17 – 15) =6179(J)

         Q2 = m2.C2. t2 = 0,1.C2. (17 – 15) = 0,2. C2

     -Nhiệt lượng do miếng đồng toả ra là :

         Q3 = m3.C2.t3 = 0,2.C2. (100 -17) = 16,6. C2

     -Vì nhiệt lượng đồng toả ra bằng nhiệt lượng

    nước và nhiệt lượng kế thu vào nên :

          Q1 + Q2  = Q3

     -Thay số vào phương trình trên tính được giá trị của :

         C2 = 377J/kg.K

                                                          Đáp số : 377J/kg.K

     

     

    Tóm tắt :

    m1=738g = 0,738kg

    m2 = 100g = 0,1kg

    m3 = 200g = 0,2kg

    t1 = t2 = 15°C

    t3 = 100° C

    t = 17°C

    C1 = 4186 J/kg.K

    c2 = ?

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Bài tập 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 C1=4200J/kg.K, của nhôm là C2=880J/kg.K, năng suất toả nhiệt của dầu hoả là q= 46.106J/kg.

       Phân tích bài toán.

          – 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?

           Giáo viên chốt lại: Bài tập này có :

    • Hai đối tượng thu nhiệt đó là nước và ấm nhôm.
    • Một đối tượng toả nhiệt đó là bếp dầu hoả.
    • Nhiệt lượngcó ích là nhiệt lượng làm nóng nước và ấm
    • Nhiệt lượng toàn phần do dầu hoả bị đốt cháy toả ra.
    • Hiệu suất của bếp bằng 30% có nghĩa là 30% nhiệt lượng bếp toả ra biến thành nhiệt lượng có ích.
    • Để tính được khối lượng dầu hoả thì phải tính được nhiệt lượng toàn phần bếp toả ra.

     

    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 = ?

    Bài 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)

                                                             

                                                             Đáp số: 0,051(kg)

                    

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    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.

    Bài tập 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.

      Biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là q=46.106 J/kg.

      Phân tích bài:

             – 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?

     

                              Bài 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%

                                                       

                                                                       Đáp số: 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.

    *MỘT SỐ BÀI TẬP NÂNG CAO:

     

    Bài tập 1:Thả một quả cầu nhôm có khối lượng là m=0,5kg được nung nóng tới 1000C vào một cốc nước ở chúng tôi khi có cân bằng nhiệt,nhiệt độ của quả cầu và của nước là 250C.Tính khối lượng nước,coi như chỉ có hai vật truyền nhiệt cho nhau.Biết nhiệt dung riêng của nhôm và của nước lần lượt là C1=880J/kg.K và C2=4200J/kg.K.

    Phân tích đề bài:

      -Có mấy vật truyền nhiệt cho nhau?

      -Vật nào tỏa nhiệt và vật nào thu nhiệ?

      -Nhiệt lượng tỏa ra và nhiệt lượng thu vào như thế nào với nhau?

    *Giáo viên chốt lại:

     -Theo đầu bài có hai vật truyền nhiệt cho nhau.

     -Qủa cầu nhôm tỏa nhiệt.

     -Nước thu nhiệt.

     -Nhiệt lượng quả cầu nhôm tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào.

     

     

     

    Tóm tắt

    m1= 0,5kg

    t1 = 100°C

    t 2= 20°C

    t=250C

    C1 = 880J/kg.K

    C2 = 4200J/kg.K

    m2  = ?

    Bài giải :

          -Nhiệt lượng quả cầu nhôn tỏa ra khi nhiệt độ hạ  từ 100°C xuống 25°C là :

              Q1 = m1.C1.t1 = m1.C1 .(t1-t) 0,5.4880.(100 -25) = 9900(J)

           -Nhiệt lượng nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ 20°C đến 25°C là :

              Q2 = m2.C2.t2 = m2.C2 .(t-t2)

          -Nhiệt lượng quả cầu tỏa ra bằng nhiệt lương nước thu vào :

              Q1 = Q2

              m2.C2 .(t-t2)= 9900(J)

         -Vậy khối lượng nước là :

              m2 = = 0,47(kg)

                                                            

                                                                                             Đáp số: 0,47(kg)

     

     

     Bài tập 2:Một người dự định pha 2kg nước ở 1000C vào nước lạnh ở 120C để có nước ấm ở 250C.Tính lượng nước lạnh cần sử dụng?

    Phân tích đề bài:

      -Có mấy vật truyền nhiệt cho nhau?

      -Vật nào tỏa nhiệt và vật nào thu nhiệt?

      -Nhiệt lượng tỏa ra và nhiệt lượng thu vào như thế nào với nhau?

    * Giáo viên chốt lại:

     -Có hai vật truyền nhiệt cho nhau.

     -2kg nước tỏa nhiệt.

     -Lượng nước lạnh thu nhiệt.

    – Nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào.

     

    Tóm tắt:

    m1= 2kg

    t1 = 100°C

    t2 = 12°C

    t = 250C

    m2=?

    Bài giải:

          -Nhiệt lượng mà 2kg nước tỏa ra khi nhiệt độ hạ  từ 100°C xuống 25°C là :

                        Q1 = m1.C.t1 = 2.C.(100-25) =150.C(J)

          -Nhiệt lượng nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ 12°C đến 25°C là :

                       Q2 = m2.C.t2 = m2.C .(25-12)=13.m2.C

          -Vậy khối lượng nước cần dung là :

                       Q1 = Q2

                       150.C(J)= 13.m2.C

                       m2= = 11,5(kg)

                                                            

                                                             Đáp số: 11,5(kg)

     

    Bài tập 3:Một người dự định dùng bếp dầu để đun sôi một siêu nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2,5kg nước ở nhiệt độ 200C.Tính khối lượng dầu cần dùng?Biết hiệu suất truyền nhiệt của bếp là 30%.Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm là C1=880J/kg.K,của nước là C2=4200J/kg.K và năng suất tỏa nhiệt của dầu là q=44.106J/kg.

    Phân tích đề bài:

      -Có mấy vật truyền nhiệt cho nhau?

      -Vật nào tỏa nhiệt và vật nào thu nhiệt?

      -Nhiệt lượng tỏa ra và nhiệt lượng thu vào như thế nào với nhau?

    * Giáo viên chốt lại:

     -Có ba vật truyền nhiệt cho nhau.

     -Môt vật tỏa nhiệt.

     -Hai vật thu nhiệt là siêu nhôn và nước.

    – Nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào.

     

    Tóm tắt:

    m1= 0,5kg

    m2=2,5kg

    t1 = 20°C

    t2 = 100°C

    C1=880J/kg.K

    C2=4200J/kg.K

    q=44.106J/kg

    H=30%

    m=?

     

    Bài giải :

     -Nhiệt lượng mà siêu nhôm thu vào là:

            Q1 =C1.m1. t=0,5.880.(100-20)=35200(J)

     -Nhiệt lượng mà nước thu vào là:

            Q2 = m2.C.t=2.5.4200.(100-20)=840000(J)

      -Nhiệt lượng có ích mà siêu  nước thu vào là:

           Qi= Q1+ Q2=35200(J)+ 840000(J)=875200(J)

     -Nhiệt lượng toàn phần do dầu tỏa ra là:

     -Vậy khối lượng dầu cần dùng là:

                                                                               Đáp số: 0,066(kg)

     

    Bài tập 4: Một ôtô có công suất máy là 49KW,đi được 120km thì  tiêu thụ hết 24 lít xăng . Hiệu suất của máy là 40%.Tính vận tốc của ô tô?. Biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là q=46.106 J/kg và khối lượng riêng là D=700kg/m3.

     

     Phân tích bài:

             – 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?

              -Công suất được tính như thế nào?

              -Vận tôc được tính như thế nào?

     

    Tóm tắt:

    P=49KW=49000W

    V=24l=0,024m3

    q=44.106J/kg

    H=40%

    D=700kg/m3

    v=?

     

    Bài giải :

       -Khối  lượng của xăng  là:

              m =D.V =700.0,024 =16,8(kg)

      -Nhiệt lượng toàn phần mà xăng tỏa ra là:

             Qi= q.m =46000000.16,8= 772800000(J)

      -Nhiệt lượng (công) có ích mà máy sinh ra là:

      -Thời gian ô tô đi là:

           Ta có: t = Ai/P ==6300(s) =1,75(h)

      -Vận tốc trung bình của ô tô là:

             v = ==68(km/h)

                                                                               Đáp số:68 (km/h)

     

    Bài tập 5:Một người pha nước ấm như sau:Mới đầu lấy 5 lít nước ở nhiệt độ 100C và cho một ít nước sôi vào.Khi kiểm tra thấy nước vẫn còn lạnh ở 160C thì lại cho thêm nước nóng ở 900C vào để được nước  ấm ở 250C.Hãy tính khối lượng nước đã cho vào ở mỗi lần đó.

    Phân tích đề bài:

      -Có mấy vật truyền nhiệt cho nhau?

      -Vật nào tỏa nhiệt và vật nào thu nhiệt?

      -Nhiệt lượng tỏa ra và nhiệt lượng thu vào như thế nào với nhau?

    * Giáo viên chốt lại:

     -Có ba vật truyền nhiệt cho nhau.

     -Hai vật tỏa nhiệt.

     -Một vật thu nhiệt.

    – Nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào.

     

    Tóm tắt:

    m1= 5kg.                             tx =160C.

    t1 = 10°C.                           t3=900C

    t2 = 100°C.                         t=250C

    Tính

    m2=?       m3=?

     

    Bài giải :

     -Nhiệt lượng mà 5kg nước thu vào để nóng từ 10°C đến 160C  là:

            Q1 =C.m1. t1 = C.5.(16-10)=30.C (J)

     -Nhiệt lượng mà nước sôi tỏa ra khi lạnh từ 100°C xuống 160C là:

            Q2 = m2.C.t2=m.c.(100-16)=84.m2.C (J)

     Vậy khối lượng nước sôi đã dùng là  0,357(kg)

    Hỗn hợp nước ở 160C có:m =5+0,357=5,357(kg)

      -Nhiệt lượng mà hỗn hợp nước thu vào để nóng từ 160C lên 250C là:

           Q= C.m. t=C.5,357.(25-16)=48,213.C (J)

     -Nhiệt lượng mà nước nóng tỏa ra khi hạ từ 900C xuống 250C là:

          Q3=C.m3. t3=C.m3.(90-25)=65.C.m3 (J)

       Vậy khối lượng nước nóng đã dùng là: 0,742(kg)

                                                                                Đáp số: 0,357(kg)

                                                                                              0,742(kg)

     

    II.3. Phương pháp nghiên cứu và kết quả sau thực nghiệm.

    II.3.1. Phương pháp.

    1. Phương pháp nghiên cứu lí luận.

    • Dạy học theo phương pháp đổi mới, theo phương pháp đặt vấn đề và giải quyết vấn đề.
    • Cần trang bị cho học sinh hệ thống các kiến thức cần thiết để giải bài tập Nhiệt học.
    • Phân loại các dạng bài tập và đưa ra phương pháp giải cho từng dạng.

    1. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn.

    • Điều tra, khảo sát cụ thể việc giải bài tập Nhiệt học ở các lớp khác nhau trong một trường. Chú ý tới sai sót thường mắc phải, quan sát trực tiếp việc giải bài toán Nhiệt học của học sinh từ đó uốn nắn thường xuyên cách trình bày bài của học sinh.
    • Thường xuyên dự giờ thăm lớp của đồng nghiệp để rút  kinh nghiệm trong giảng dạy.
    • Giáo viên thường xuyên kiểm tra việc học lý thuyết và làm bài tập của học sinh, có những câu hỏi tổng hợp để phát huy tính sáng tạo của học sinh.
    •  Qua thực tế giảng dạy, đánh giá kết quả học tập của học sinh để tích luỹ kinh nghiệm, đúc rút chọn lọc thành bài học về phương pháp giải toán.

     

    II.3.2.Kết quả.

            

     Kết quả cụ thể :

    1)Kết quả phần nhiệt học năm học 2015-2016:

    Lớp

    Ss

    Giỏi  %

    Khá  %

    TB  %

    Yếu  %

    Kém  %

    8A

    28

    7,1

    28,6

    50

    14,3

    00

    8B

    34

    47,1

    23,5

    23,5

    5,9

    00

    8C

    27

    7,4

    29,6

    44,5

    18,5

    00

     2)Kết quả phần nhiệt học năm học 2016-2017:                                    

    Lớp

    Ss

    Giỏi  %

    Khá  %

    TB  %

    Yếu  %

    Kém  %

    8A

    29

    17,2

    34,5

    44,9

    3,5

     

    8B

    31

    22,6

    35,4

    32,3

    9,7

     

    8C

    38

    73,7

    26,3

    00

    00

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    III. Phần kết luận và khuyến nghị.

    1. Kết luận

           – Kết quả trên  đó là một niềm vui, niềm hạnh phúc lớn đối với tôi nói riêng và có lẽ với tất cả những người làm thầy nói chung khi thấy sự tâm huyết, cố gắng của mình đã đem lại kết quả như mong muốn. Đó cũng là một sự động viên, một nguồn khích lệ lớn trong công việc giảng dạy của tôi , khiến tôi thêm yêu nghề.

              – T«i nghiªn cøu vÊn ®Ò nµy cã thÓ nãi ®©y chØ lµ mét s¸ng kiÕn, kinh nghiÖm nhá cña riªng t«i, nh­ng t«i rÊt mong muèn ®­îc b¹n  bÌ, ®ång nghiÖp tham kh¶o, ®ãng gãp, x©y dùng ®Ó cã mét ph­¬ng ph¸p d¹y häc tèt nhÊt, ®Æc biÖt ®èi víi m«n Vật lí.

              – §Ò tµi nµy cña t«i g¾n liÒn víi thùc tiÔn c«ng t¸c gi¶ng d¹y ë tr­êng trung häc c¬ së. Nã gãp phÇn kh¾c phôc nh÷ng khã kh¨n, yÕu kÐm cña häc sinh trong qu¸ tr×nh häc tËp mét tiÕt thùc hµnh ë bé m«n Vật lí .

              – VÒ mÆt lÝ luËn, ®Ò tµi nµy vÉn héi tô ®Çy ®ñ néi dung, tÝnh chÊt ®Æc thï cña ph­¬ng ph¸p d¹y häc, Vật lí ë tr­êng trung häc c¬ së.  Bªn c¹nh ®ã cßn hµm chøa tÊt c¶ c¸c yªu cÇu vµ néi dung tÊt yÕu cña ph­¬ng ph¸p d¹y häc tÝch cùc trong ®ã cã ph­¬ng ph¸p ®Æc thï bé m«n Vật lí.

              Trªn ®©y lµ nh÷ng ®iÒu t«i thu ®­îc  qua thùc nghiÖm nghiªn cøu vµ thùc tÕ gi¶ng d¹y. Tuy nhiªn trong qu¸ tr×nh tr×nh bµy ch¾c kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt, kÝnh mong ®­îc sù gãp ý cña ban gi¸m hiÖu, tæ chuyªn m«n vµ b¹n bÌ ®ång nghiÖp

    2. Khuyến nghị

      2.1. Về phía cha mẹ  học sinh:

      – Kiểm tra đôn đốc việc chuẩn bị bài, học bài của học sinh ở nhà.

      – Tạo điều kiện và khuyến khích học sinh tích cực trong việc học bài.

      2.2. Về phía Ban Giám Hiệu nhà trường:

       -  Hỗ trợ tích cực cho giáo viên trong việc áp dụng phương pháp dạy bài thực hành, quan tâm xây dựng vườn trường.

       – Khuyến khích, động viên  các giáo viên sử dụng công nghệ thông tin kết hợp phương pháp dạy học mới.

       2.3. Về phía Phòng giáo dục và đào tạo:

         -  Hỗ trợ thêm về phương diện thiết bị nhằm phục vụ tốt hơn cho công tác dạy học của giáo viên. 

    – Thường xuyên tổ chức cho các giáo viên đi học chuyên đề đổi mới phương pháp dạy học.

     

                                                          

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    --- Bài cũ hơn ---

  • Giải Bài Tập Toán 9 Tập 2
  • Bài Tập Luyện Tập Về Rượu Etylic, Axit Axetic Và Chất Béo
  • Phương Pháp Giải Bài Tập Hóa Học 8
  • Chuyên Đề: Sử Dụng Phương Pháp Bảo Toàn Electron Để Giải Bài Tập Kim Loại Tác Dụng Với Dung Dịch Axit
  • Giải Bài Tập Hóa Bằng Phương Pháp Bảo Toàn Electron
  • “phương Pháp Giải Bài Tập Vật Lí Phần Nhiệt Lớp 8”

    --- Bài mới hơn ---

  • Giải Bài Tập Vật Lý 8 Bài 5: Sự Cân Bằng Lực
  • Giải Bài Tập Sbt Vật Lý Lớp 8 Bài 5: Sự Cân Bằng Lực
  • Giải Bài Tập Vật Lý 8 Trang 17, 18, 19 Sgk: Sự Cân Bằng Lực
  • Giải Bài Tập C1: Trang 17 Sgk Vật Lý Lớp 8
  • Giải Bài Tập 8 Trang 136 Vật Lý 10
  • SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI

    SÁNG KIẾN KINH NGHIỆMTÊN ĐỀ TÀI:“PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ PHẦN NHIỆT LỚP 8″

    Môn/ lĩnh vực : Vật Lí

    Tài liệu kèm theo : Phụ lục

    Trang

    I. Phần đặt vấn đề ………… ………………………….. 3

    I.1. Lý do chọn đề tài ………………………………………. 3

    I. Mục đích nghiên cứu ………………………………….. 3

    I.4. Đối tượng, phạm vi, kế hoạch, thời gian nghiên cứu. 4

    I.5. Đóng góp mới về mặt lý luận thực tiễn………………. 5

    II. Phần giải quyết vấn đề ………………………………….. 5

    II.1. Thực trạng vấn đề ……………………………………… 5

    II.1.1. Sơ lược về trường …………………………………… 5

    II.1.2. Một số thành tựu …………………………………….. 5

    II.1.3. Một số tồn tại và nguyên nhân ……………………… 6

    II.1.4. Một số vấn đề đặt ra ………………………………… 6

    II.2. Áp dụng trong giảng dạy ………………………………. 6

    II.2.1. Các bước tiến hành ………………………………….. 6

    II.2.2. Bài dạy minh hoạ …………………………………….. 7

    II.2.3.Một số bài tập nâng cao 1 II.3. Phương pháp nghiên cứu và kết quả sau thực nghiệm4

    II.3.1. Phương pháp ……………………………………….. 19

    II.3.2. Kết quả ……………………………………………….. 20

    III. Phần kết luận và khuyến nghị …………………………….. 20

    III.1. Kết luận ……………………………………………….. 20

    Môn vật lí 8 chia làm hai phần : Phần cơ học và phần nhiệt học. Nhiệt học là một trong bốn phần kiến thức Vật Lí cơ bản được trang bị cho học sinh THCS. Lượng kiến thức của phần này không nhiều so với các phần khác, bài tập phần này cũng không quá khó song vì các em ít được tiếp xúc với các bài tập định lượng nên việc định hướng giải bài tập Nhiệt còn khó khăn với các em và các em chưa có phương pháp giải.

    I.3.ĐỐI TƯỢNG PHẠM VI, KẾ HOẠCH, THỜI GIAN NGHIÊN CỨU.

    a. Cơ sở lí luận.

    b. Cơ sở thực tiễn.

    Trường Tôi nằm tại vùng phân lũ của cụm miền Bùi, có qui mô nhỏ với dưới một vạn dân, kinh tế xã hội còn chậm phát triển với rất ít các doanh nghiệp vừa và nhỏ.Nhân dân xã dựa chủ yếu vào sản xuất nông nghiệp và chăn nuôi nhỏ lẻ;hiện nay có nhiều phụ huynh học sinh tham gia làm công nhân cho các doanh nghiệp,công ty ở xa,văn hóa xã hội còn nhiều hạn chế,phong trào giáo dục phát triển chưa cao

    Trường Tôi có cảnh quan đẹp, môi trường Xanh – Sạch – Đẹp, có môi trường sư phạm rất thuận lợi: đội ngũ giáo viên luôn đoàn kết nhất trí, ý thức trách nhiệm cao, tay nghề đồng đều, vững vàng. Nhà trường xác định hướng đi trọng tâm là : Phát huy yếu tố nội lực là động lực thúc đẩy, phát triển, xây dựng nề nếp giáo dục toàn diện. Từ nhiều năm nay đội ngũ cán bộ giáo viên nhà trường đã phấn đấu, nỗ lực nâng cao trình độ về mọi mặt nhằm phù hợp với yêu cầu giáo dục trong giai đoạn mới. Đến nay nhiều giáo viên của nhà trường đã đủ điều kiện tiếp cận với những đổi mới của ngành,khoa học kĩ thuật; một số giáo viên của trường được chọn là bộ phận cốt cán của Phòng giáo dục.Tuy nhiên trong nhiều năm liền nhà trường không đạt được các chỉ tiêu phấn đấu của Cụm và của Phòng đề ra.

    • Kĩ năng tìm hiểu đề bài của các em còn hạn chế, các em chưa xác định được đề bài cho yếu tố gì, cần phải tìm yếu tố nào.
    • Các em thường nhần khi tính toán mà chưa đổi các đơn vị.
    • Các em chưa xác định được các quá trình trao đổi nhiệt.
    • Các em chưa xác định được đúng đối tượng trao đổi nhiệt.
    • Các em chưa xác định các bước giải bài tập.
    • Kĩ năng vận dụng kiến thức toán vào tính toán còn hạn chế.
    • Phương pháp truyền đạt kiến thức của thầy đến học sinh chưa đạt hiệu quả cao.
    • Bản thân học sinh còn chủ quan, chưa tập trung nghe giảng nên tiếp thu kiến thức chưa đầy đủ, các em chưa tích cực chủ động trong học tập do vậy việc định hướng giải bài tập chưa tốt.
    • Chương trình SGK Vật lí 8 chủ yếu là lí thuyết, có rất ít tiết bài tập nên giáo viên chưa rèn được kĩ năng cho học sinh. Trong khi ở lớp 6 và lớp 7 các em ít được làm quen với bài tập định lượng nhất là phần Nhiệt học. Vì vậy đối với các em mà nói bài tập Vật lí Nhiệt học không khó song không được rèn luện thường xuyên dẫn đến việc định hướng giải bài tập Nhiệt học của các em còn khó.
    • Xây dựng kế hoạch thực hiện đề tài ngay từ đầu năm học.
    • Áp dụng việc giảng dạy đều ở tất cả các lớp, với các đối tượng học sinh :Giỏi. khá, trung bình.
    • Khảo sát và rút ra kinh nghiệm.
      Để giảng dạy tốt bài tập phần Nhiệt học giáo viên cần phải chuẩn bị tốt một số công việc sau :
    • Giáo viên sọan bài kĩ.
    • Khắc sâu các kiến thức cơ bản.
    • Với mỗi bài tập phải giúp học sinh định hướng được phương pháp giải, đưa về dạng toán cơ bản để khi gặp bài khác học sinh có thể vận dụng giải được, tránh giải dập khuôn máy móc.
    • Với bài tập có nhiều đại lượng cần chú ý rèn kĩ năng tóm tắt đề bài và đổi đơn vị.
    • Ở mỗi tiết học phải dành thời gian hướng dẫn học sinh làm bài tập ở nhà. Luôn đổi mới phương pháp dạy và học giúp học sinh phát huy được khả năng tư duy của bản thân.
      Phương trình cân bằng nhiệt:
      Công thức tính hiệu suất:
      Hiệu suất của động cơ nhiệt :

    Cách giải : Bước 1: Phân tích tìm các đối tượng thu nhiệt

    Phân tích bài.

    • Hai đối tượng thu nhiệt đó là nước và ấm nhôm.
    • Một đối tượng toả nhiệt đó là bếp dầu hoả.
    • Nhiệt lượngcó ích là nhiệt lượng làm nóng nước và ấm
    • Nhiệt lượng toàn phần do dầu hoả bị đốt cháy toả ra.
    • Hiệu suất của bếp bằng 30% có nghĩa là 30% nhiệt lượng bếp toả ra biến thành nhiệt lượng có ích.
    • Để tính được khối lượng dầu hoả thì phải tính được nhiệt lượng toàn phần bếp toả ra.

    Biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là q=46.106 J/kg.

    -Theo đầu bài có hai vật truyền nhiệt cho nhau.

    -Nhiệt lượng quả cầu nhôn tỏa ra khi nhiệt độ hạ từ 100°C xuống 25°C là :

    Q 1 = m 1.C 1.t 1 = m 1.C 1 .(t 1-t) 0,5.4880.(100 -25) = 9900(J)

    -Nhiệt lượng nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ 20°C đến 25°C là :

    Q 2 = m 2.C 2.t 2 = m 2.C 2 .(t-t 2)

    -Nhiệt lượng quả cầu tỏa ra bằng nhiệt lương nước thu vào :

    Q 1 = Q 2

    m 2.C 2 .(t-t 2)= 9900(J)

    -Vậy khối lượng nước là :

    m 2 = = 0,47(kg)

    Đáp số: 0,47(kg)

    Bài tập 2:Một người dự định pha 2kg nước ở 1000C vào nước lạnh ở 120C để có nước ấm ở 250C.Tính lượng nước lạnh cần sử dụng?

    m2=?

    Q 1 = m 1.C.t 1 = 2.C.(100-25) =150.C(J)

    -Nhiệt lượng nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ 12°C đến 25° C là :

    Q 2 = m 2.C.t 2 = m 2.C .(25-12)=13.m 2.C

    -Vậy khối lượng nước cần dung là :

    Q 1 = Q 2

    150.C(J)= 13.m 2.C

    m 2= = 11,5(kg)

    Đáp số: 11,5(kg)

    -Nhiệt lượng mà siêu nhôm thu vào là:

    Q 1 =C 1.m 1. t=0,5.880.(100-20)=35200(J)

    -Nhiệt lượng mà nước thu vào là:

    Q 2 = m 2.C.t=2.5.4200.(100-20)=840000(J)

    -Nhiệt lượng có ích mà siêu nước thu vào là:

    Q i= Q 1+ Q 2=35200(J)+ 840000(J)=875200(J)

    -Nhiệt lượng toàn phần do dầu tỏa ra là:

    -Vậy khối lượng dầu cần dùng là:

    Đáp số: 0,066(kg)

    Bài tập 4: Một ôtô có công suất máy là 49KW,đi được 120km thì tiêu thụ hết 24 lít xăng . Hiệu suất của máy là 40%.Tính vận tốc của ô tô?. Biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là q=46.106 J/kg và khối lượng riêng là D=700kg/m3.

    -Khối lượng của xăng là:

    m =D.V =700.0,024 =16,8(kg)

    -Nhiệt lượng toàn phần mà xăng tỏa ra là:

    Q i= q.m =46000000.16,8= 772800000(J)

    -Nhiệt lượng (công) có ích mà máy sinh ra là:

    -Thời gian ô tô đi là:

    Ta có: t = A i/P ==6300(s) =1,75(h)

    -Vận tốc trung bình của ô tô là:

    v = ==68(km/h)

    Đáp số:68 (km/h)

    -Nhiệt lượng mà 5 kg nước thu vào để nóng từ 10°C đến 16 0C là:

    Q 1 =C.m 1. t 1 = C.5.(16-10)=30.C (J)

    -Nhiệt lượng mà nước sôi tỏa ra khi lạnh từ 100°C xuống 16 0 C là:

    Q 2 = m 2.C.t 2=m.c.(100-16)=84.m 2.C (J)

    Hỗn hợp nước ở 16 0C có:m =5+0,357=5,357(kg)

    -Nhiệt lượng mà hỗn hợp nước thu vào để nóng từ 16 0C lên 25 0C là:

    Q= C.m. t=C.5,357.(25-16)=48,213.C (J)

    -Nhiệt lượng mà nước nóng tỏa ra khi hạ từ 90 0C xuống 25 0C là:

    Q 3=C.m 3. t 3=C.m 3.(90-25)=65.C.m 3 (J)

    Vậy khối lượng nước nóng đã dùng là: 0,742(kg)

    Đáp số: 0,357(kg)

    0,742(kg)

      Phương pháp nghiên cứu lí luận.
    • Dạy học theo phương pháp đổi mới, theo phương pháp đặt vấn đề và giải quyết vấn đề.
    • Cần trang bị cho học sinh hệ thống các kiến thức cần thiết để giải bài tập Nhiệt học.
    • Phân loại các dạng bài tập và đưa ra phương pháp giải cho từng dạng.
      Phương pháp nghiên cứu thực tiễn.
    • Điều tra, khảo sát cụ thể việc giải bài tập Nhiệt học ở các lớp khác nhau trong một trường. Chú ý tới sai sót thường mắc phải, quan sát trực tiếp việc giải bài toán Nhiệt học của học sinh từ đó uốn nắn thường xuyên cách trình bày bài của học sinh.
    • Thường xuyên dự giờ thăm lớp của đồng nghiệp để rút kinh nghiệm trong giảng dạy.
    • Giáo viên thường xuyên kiểm tra việc học lý thuyết và làm bài tập của học sinh, có những câu hỏi tổng hợp để phát huy tính sáng tạo của học sinh.
    • Qua thực tế giảng dạy, đánh giá kết quả học tập của học sinh để tích luỹ kinh nghiệm, đúc rút chọn lọc thành bài học về phương pháp giải toán.

    2)Kết quả phần nhiệt học năm học 2016-2017:

    Kết quả trên đó là một niềm vui, niềm hạnh phúc lớn đối với tôi nói riêng và có lẽ với tất cả những người làm thầy nói chung khi thấy sự tâm huyết, cố gắng của mình đã đem lại kết quả như mong muốn. Đó cũng là một sự động viên, một nguồn khích lệ lớn trong công việc giảng dạy của tôi , khiến tôi thêm yêu nghề.

    – T”i nghiªn cøu vÊn ®Ò nµy cã thÓ nãi ®©y chØ lµ mét s¸ng kiÕn, kinh nghiÖm nhá cña riªng t”i, nh­ng t”i rÊt mong muèn ®­îc b¹n bÌ, ®ång nghiÖp tham kh¶o, ®ãng gãp, x©y dùng ®Ó cã mét ph­¬ng ph¸p d¹y häc tèt nhÊt, ®Æc biÖt ®èi víi m”n Vật lí.

    – §Ò tµi nµy cña t”i g¾n liÒn víi thùc tiÔn c”ng t¸c gi¶ng d¹y ë tr­êng trung häc c¬ së. Nã gãp phÇn kh¾c phôc nh÷ng khã kh¨n, yÕu kÐm cña häc sinh trong qu¸ tr×nh häc tËp mét tiÕt thùc hµnh ë bé m”n Vật lí .

    – VÒ mÆt lÝ luËn, ®Ò tµi nµy vÉn héi tô ®Çy ®ñ néi dung, tÝnh chÊt ®Æc thï cña ph­¬ng ph¸p d¹y häc, Vật lí ë tr­êng trung häc c¬ së. Bªn c¹nh ®ã cßn hµm chøa tÊt c¶ c¸c yªu cÇu vµ néi dung tÊt yÕu cña ph­¬ng ph¸p d¹y häc tÝch cùc trong ®ã cã ph­¬ng ph¸p ®Æc thï bé m”n Vật lí.

    Trªn ®©y lµ nh÷ng ®iÒu t”i thu ®­îc qua thùc nghiÖm nghiªn cøu vµ thùc tÕ gi¶ng d¹y. Tuy nhiªn trong qu¸ tr×nh tr×nh bµy ch¾c kh”ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt, kÝnh mong ®­îc sù gãp ý cña ban gi¸m hiÖu, tæ chuyªn m”n vµ b¹n bÌ ®ång nghiÖp

    2.1. Về phía cha mẹ học sinh:

    – Kiểm tra đôn đốc việc chuẩn bị bài, học bài của học sinh ở nhà.

    – Tạo điều kiện và khuyến khích học sinh tích cực trong việc học bài.

    2.2. Về phía Ban Giám Hiệu nhà trường:

    – Hỗ trợ tích cực cho giáo viên trong việc áp dụng phương pháp dạy bài thực hành, quan tâm xây dựng vườn trường.

    – Khuyến khích, động viên các giáo viên sử dụng công nghệ thông tin kết hợp phương pháp dạy học mới.

    2.3. Về phía Phòng giáo dục và đào tạo:

    – Hỗ trợ thêm về phương diện thiết bị nhằm phục vụ tốt hơn cho công tác dạy học của giáo viên.

    – Thường xuyên tổ chức cho các giáo viên đi học chuyên đề đổi mới phương pháp dạy học.

    --- Bài cũ hơn ---

  • Câu 10.a, 10.b, 10.c Phần Bài Tập Bổ Sung
  • Giải Bài 5.a, 5.b, 5.c Trang 28, 29 Vở Bài Tập Vật Lí 8 Phần Bài Tập Bổ Sung
  • Giải Bài 2.a, 2.b, 2.c Trang 13,14 Vở Bài Tập Vật Lí 8 Phần Bài Tập Bổ Sung
  • Giải Bài Tập Vật Lý 8 Hướng Dẫn Giải Bài Tập Bổ Sung
  • Giải Bài 1.a, 1.b, 1.c Phần Bài Tập Bổ Sung Trong Sbt Trang 9 Vở Bài Tập Vật Lí 8
  • Tài Liệu Tài Liệu Bài Tập Truyền Nhiệt Có Đáp Án

    --- Bài mới hơn ---

  • Giải Toán 7 Bài 2 Cộng, Trừ Số Hữu Tỉ
  • Giải Bài Tập Trang 10 Sgk Toán Lớp 7 Tập 1: Cộng, Trừ Số Hữu Tỉ
  • Giải Bài Tập Trang 10 Sgk Toán 7 Tập 1 Bài 6, 7, 8, 9, 10
  • Giải Bài Tập Sgk Lịch Sử Lớp 7 Bài 21: Ôn Tập Chương Iv
  • Giải Bài Tập Lịch Sử Lớp 6 Bài 7: Ôn Tập
  • Bài tâp:1- 4/trang75sgk: Tường phẳng 2 lớp, Lớp thép không gỉ dày 5 mm Lớp cách nhiệt là vải amiăng 300 mm Nhiệt độ hai bên tường λλ21  17,5 0,279 0 lần lượt là 120 C và 450C.Biết hệ số dẫn nhiệt của thép không rỉ và của amiăng lần lượt là:w/ mđộ w/ mđộ ,Tính nhiệt tổn thất qua 1 m2 tường và nhiệt độ tiếp xúc Giải a) Nhiệt tổn thất Theo phương trình dẫn nhiệt qua tường phẳng ta có q==69,73 1 1 0.31 02.01 2 1 q= k =2,469.765 = 30 t  1 1888,78   40  14 t T1  t T2  δ1 δ2 δ3   λ1 λ 2 λ 3  90  40 0,02 0,1 0,005   17,5 0,0372 46,5 b)Tính ta, tb : Do truyền nhiệt ổn định q=q1=q2=q3 q1=q= ta=89,97 0C λ1F t T1  t a  δ1 δ1 0,02 t a  t T1  q  90  18,59 λ1 17,5 λ2 t  t  δ2 a b δ  tb  ta  q 2 λ2 tb=89,97-18,590C hoặc 0,1 λ3  40,0052 t  t  q3=q= 0,0372 δ3 b T2 mà q2=q= tb=tT2 + q 40,00190C tb= δ3 λ  40  18,59 3 0,05 46,5 Bài tâp 1-7(trang76/sgk): Tường lò có hai lớp Lớp gạch chịu lửa dày 1= 400 mm Lớp gạch thường dày 2= 200 mm Nhiệt độ bên trong của lò t1= λ 10000C, nhiệt độ của phòng xung quanh lò t2 = chúng tôi hệ số dẫn nhiệt của gạch chịu lửa 1= 1,005 w/moC và của gạch thường 2= 0,28 w/mđộ. Biết hệ số cấp nhiệt từ khí trong lò tới tường 1= 30 Kcal/m2.h độ. Hệ số cấp nhiệt từ tường đến không khí 2= 14 Kcal/m2h độ. Xác định: a) Nhiệt tổn thất từ bề mặt tường. b) Nhiệt độ tại vùng tiếp xúc giữa gạch chịu lửa và gạch thường và nhiệt độ hai bề mặt tường. Giải a) Nhiệt tổn thất Theo phương trình dẫn nhiệt phẳng ta có: qua tường Vì truyền nhiệt đẳng nhiệt tính qua một m 2 ta có q1= q2 =q  q =kt t = t1 – t2 = 1000 – 35 = 965  oC Hệ số truyền nhiệt: 1 K= 1 δ1 δ 2 1  λ  Mà 1= 1,005 . = 0,28 . 2 1= 30 . K = = 0,715 1  0,4 0,2 1   0,8643 0.2408 14 b) xác định nhiệt độ tT1, tT2 , ta ? Từ phương trình q =q1 =(t1 – tT1 )  1 tT1 = t1 – = 1000 – = 977oC  q 689,97 α 30 1 mà q2 =q =( tT1 – ta ) ta = tT1 ta= 977 – = 657,60C mà q3 =q =( ta – tT2 ) tT2 = ta tT2 =657,6 – =84,6oC 1 qδ 1  λ11 0,4 689,97. 0,8643 qδ λ 2 δλ 2 689,97.0,2 0,2408 Bài tâp 1-8(trang76 sgk): Quá trình trao đổi nhiệt giữa hai lưu thể qua tường phẳng một lớp nhiệt độ hai dòng lưu thể lần lược t 1 = 1150C t2 = 400C. Bề dày tường  = 10 mm. Biết hệ số dẫn nhiệt của tường là 46,5 w/m.độ, hệ số cấp nhiệt từ lưu thể tới tường và từ tường đến lưu thể lần lược là 1 = 250 W/m2 độ; 2 = 12 W/m2 độ. Xác định: a) Hệ số truyền nhiệt ? b) Lượng nhiệt truyền đi từ lưu thể nóng tới lưu thể nguội? Giải : a)Theo phương trình truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng một lớp ta có công thức tính hệ số truyền nhiệt như sau; K === 2 Bài tập1-9(trang 77 SGK):  Một tường lò 2 lớp, gồm Lớp vữa chịu lửa dày 1 = 500mm, và lớp gạch dày 2 = 250 mm, diện tích bề mặt truyền nhiệt là 20 m2. Nhiệt độ là 13000C. Nhiệt độ bên ngoài lò 400C.biết hệ số cấp nhiệt của không khí nóng tới tường là 1= 35 kcal/m2 h độ, hệ số cấp nhiệt từ tường tới không khí bên ngoài là 2 = 8 kcal/m2h.độ, cho 1 = 3 kcal/m.h.độ, 2 = 0,5 kcal/m.h.độ. Xác định: a) Lượng nhiệt truyền đi qua tường b) Nhiệt độ ta giữa 2 lớp tường Giải tương tự bài các bài trên. Bài tập 1-10 (trang 77 SGK):  Một lò đốt ba lớp hình trụ, có đường kính trong lò là 1m, lớp trong xây bằng gạch chịu lửa dày 25 cm, lớp giữa là bông thuỷ tinh dày 30 cm, lớp ngoài cùng băng thép dày 1cm, chiều dài tương bằng 3 m. Biết nhiệt độ trong lò t1=8500C, nhiệt độ không khí bên ngoài lò băng t2= 300C. Cho hệ só cấp nhiệt của không khí nóng và của không khí bên ngoài lần lượt 2 là và 1=30kcal/m h.độ 2 2=11kcal/m h.độ. Tính : a) Lương nhiệt tổn thất ra môi trường? b) Nhiệt độ tT1, tT2 , ta ? giải a) Lương nhiệt tổn thất ra môi trường: Ta sẽ có phương trình: Q = K L 2 1 r r r 1 1 1 1 1  .ln 2  .ln 3  ln. 4  α1r1 λ1 r1 λ 2 r2 λ 3 r3 α 2r4 K= :hệ số dẫn của vật liệu tra  bảng 3 giáo trình học viên ( quá trình thiết bị truyền nhiê êt dành cho ngành lọc hóa dầu ( trình đô ê lành nghề) thư viê ên có cho mượn, hãy vào thư viê nê để tham khảo K 1 1 1 0,75 1 1,05 1 1,06 1  ln  .ln  .ln  30.0,5 1,005.0,86 0,5 0,0372.0,8 6 0,75 46,5.0,86 1,05 11.1,06 K = 0,08977 9 (kcal/ m2h.độ) Q = 0,08977. 2. 3,14.3.(850 – 30) = 1386,8 (kcal/h) b) Nhiệt độ tT1, tT2 , ta Vì truyền nhiệt ổn định nên  1 Q1 =Q =F(t1-tT1) F = 2r1L = 2.3,14.0,5.3 =9,42  m2  tT1 = t1 – = 850 – = 1386,8 Q 845,1 C 30.9,42 α1F 0 Tính nhiệt độ ta .l r Q=(tT1 -ta ) ta =tT1 – 1 2 . ln 2 Q =810,5 C 2.3,14.3 Tính nhiệt độ tT2 Tương tự ta tính được t b= 41,50C Theo phương trình cấp nhiệt từ tường ngoài tới môi trường ta có: 2 Q5 = Q=(tT2 – t2 ) 2r4L  =Q=(tT2 – t2 ) F Mà F =2. 3,14.1,06.3 = 19,97 m2 0 tT2 = t2 + = 30 + = 36,3 1386,8 Q C 19,97.11 F.α 2 Bài tập 1-11( trang 77 sgk): Một thiết bị trao đổi nhiệt ống xoắn ruật gà với ống truyền nhiệt có đường kính 1002 mm dài 20 m được làm bằng đồng đỏ. Biết lưu thể nóng đi trong ống truyền nhiệt là hơi nước bão hoà có áp suất tuyệt đối bằng 2 at, nhiệt độ của lưu thể nguội bên ngoài ống truyền nhiệt là 108 0C, hệ số cấp nhiệt của hơi nước bão hoà là 9800 w/m2 độ, hệ số cấp nhiệt của lưu thể nguội là 350w/m2 độ. Tính: a) Hệ số truyền nhiệt của thiết bị? b)Lương nhiệt truyền đi từ lưu thể nóng tới lưu thể nguội? Giải a) Hệ số truyền nhiệt của thiết bị?  Vì tỷ số = 2 , do vậy ta có 0r,05 thể áp dụng phương trình 2 truyền nhiệt qua tường 0,048 r1 phẳng một lớp trong trường hợp này được. Q =KF(t1 -t2) :hệ số dẫn nhiệt đồng đỏ tra bảng 3 giáo trình học viên ta có: K 1  1 1 1    2 =384 W/m.độ  Thay số vào ta có: 1 1 0,002 1   9800 384 350 Lương nhiệt truyền K== Bài tập 1-12 ( trang 77-sgk):  Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm với số ống truyền nhiệt là 90 đường kính 602 mm. Chiều dài ống dài 3 m, ống làm bằng đồng thau. Thiết bị dùng làm nguội dung dịch từ 1200C xuống 400C bằng nước lạnh chảy ngược chiều, nước vào 200C và đi ra 350C. Biết hệ số cấp nhiệt của dung dịch là 240 Kcal/m2h độ, hệ số cấp nhiệt của nước lạnh là 150 Kcal/m2h.độ. Xác định : a) Hệ số truyền nhiệt của thiết bị. b) Lượng nhiệt trao đổi giữa 2 lưu thể. GIẢI a) Áp dụng phương trình truyền nhiệt mà do vậy ta áp dụng d1 60  2 phương trình truyền nhiệt d2 54 của tường phẳng cho tường ống này được.  Q=KF t lg 1 1 1 1   :hệ số dẫn nhiệt đồng α1 λ α2 K= thau tra bảng 3 giáo trình học viên ta có: =93 W/m.độ  =2 mm =0,002  m 1  92 0,002 1   240 93.0,86 150 K= Bài tâp 1-13 ( trang 78-SGK): Một ống truyền nhiệt có đường kính 1002 mm dài 40m được làm bằng đồng đỏ. Nhiệt độ 2 bên tường lần lượt là 1150C và 450C. Tính lượng nhiệt dẫn qua tường ống. Giải bài toán trong trường hợp xem tường ống là tường phẳng. giải a) Lương nhiệt tổn thất ra môi trường: Ta sẽ có phương trình: Q = λ F Tra bảng 3 trong giáo trình học viên ta có hệ số dẫn nhiệt của đồng đỏ =384 W/m.độ Q = 384 =165312000 17,5 0,023 0,115 0,0255 Bài tâp 1-15 (trang 78-SGK): Ống truyền nhiệt có đường kính 1002 mm, làm bằng đồng thanh.Bên ngoài bọc lớp cách nhiệt bằng bông thủy tinh dày 50 mm như Biết nhiệt độ tT1= 1200C và tT2= 350C. Tính lượng nhiệt tổn thất qua 1m chiều dài ống và nhiệt độ tiếp xúc giữa hai tường GIẢI Lương nhiệt tổn thất ra môi trường: Áp dụng công thức tính lượng nhiệt truyền qua tường ống nhiều lớp ta có: 2L(tT 1  tT ) Q= 2 r r 1 1 ln 3 Trong đó tT1= 120 0C  ln r2   r 1 1 2 2 tT2= 650C Tra bảng ta có hệ số dẫn nhiệt của bông thủy tinh và của đồng thanh lần lượt là: =0,0372 W/m.độ Cu =64  W/m.độ Q = =18,5 2.3,14(120  65).1 =810,5 C 11 . ln rr12 12. .lr1 ta =120 – 18,5 1 . ln 0,05 64 0,048 b)Tính ta, Do truyền nhiệt ổn định q=q1=q2 q1=q= =152,4 0C Tương tự ta tính được tT1 =152,43 0C ( =  t  t  T2  70  40  b  δ 3 λ2 0,08 0,279   λ 2 t a  t T2 δ2 δ 2 0,3 t a  t T2  q  40  104,6 λ2 0,279 t T1  t a  q δ1 0,01  152,4  104,6 λ 30 1 Bài tâp 1-17: Thiết bị trao đổi nhiệt làm bằng thép không gỉ có chiều dày 1= 5mm. Lớp cách nhiệt làm bằng sợi amiăng có chiều dày 2=50 6- mm, và hệ số dẫn nhiệt là 0,1115 w/m.độ. Cho 1 = 200 w/m2độ ; 2 = 12 w/m2độ. Nhiệt độ chất lỏng bên trong thiết bị trao đổi nhiệt t1 = 800C. Nhiệt độ không khí bên ngoài t2 = 300C Xác định nhiệt độ tổn thất ra môi trường và nhiệt độ bên trong tT1 và bên ngoài tT2 của các mặt tường của thiết bị trao đổi nhiệt và nhiệt độ tiếp xúc giữa hai lớp tường . Giải bài này tương tự bài 6-1 Đs : Qtt = 93 w/m2 ,tT1= 79,53oC ,ta =79,5 oC tT2= 37,79oC Bài tập 1-18 Cho thiết bị truyền nhiệt loại ống chùm dùng hơi nước bão hòa có áp suất dư là 1 at, nhiệt độ là 119,6 oC, để gia nhiệt cho dung dịch bên trong. Vỏ thiết bị được làm bằng thép dày 4 mm. Nhiệt độ không khí xung quanh là 30 0C. cho hệ số cấp nhiệt của không khí và của hơi nước lần lượt là 16 kcal/m 2h độ và 11500 kcal/m2h độ. Tính lượng nhiệt tổn thất và nhiệt độ hai bên bề mặt tường của vỏ thiết bị. Giải bài này tương tự các bài trên Đs : Qtt = 1432.5 kcal/m2hđộ ,tT1 = 119,47oC ,tT2 =119,3 oC Bài tập 1-19: Cho thiết bị truyền nhiệt loại vỏ bọc. Dùng hơi nước bão hòa có áp suất dư là 2 at, nhiêt độ 132,9 oC, để gia nhiệt cho dung dịch bên trong. Vỏ bọc bên ngoài được làm bằng thép không gỉ dày 20 mm, diện tích của vỏ bọc ngoài của thiết bị là 12 m2. Nhiệt độ không khí xung quanh là 350C. Cho hệ số cấp nhiệt của không khí và của hơi nước lần lượt là 16,5 w/m2độ, và 12000 w/m2độ. Tính :nhiệt tổn thất ra môi trường và nhiệt độ hai bên bề mặt tường của vỏ thiết bị Đs : Qtt = 18996,5 w , tT1 = 132.78oc ,tT2 =130,9 oC Bài tập 2-3(5/145sgk): Dùng hơi nước bão hòa ở áp suất dư 2 at để gia nhiệt cho 1500 kg/h hỗn hợp rượu etylic từ 25 0C lên 850C. Biết nhiệt dung riêng của rượu là 3500 j/kg độ, và ẩn nhiệt hoá hơi của hơi nước bão hoà là 518,1 kcal/kg. Tính lượng hơi đốt cần thiết. Giải Theo phương trình cân bằng nhiệt lượng ta có: Q = D.r = GR CR (tRc – tRđ ) D == = 145,2  (80  25) 600. 0,85 G2C 2 (t 2c  t 2c ) 0,45 C ((105 t  t – )65) 1 1d 1c b) Từ phương trình truyền nhiệt: Q = chúng tôi k= 105 65 80 25   Q Ftlg Δt 12  25 40 Δt tb  Δt 2  Δt1 ln Δt 2 Δt1  40  25  31,9C 40 ln 25 G1 == = 1558,3 b) Diện tích bề mặt truyền nhiệt 1,5 ( 120  50) G.2800 1 C 1 (t 1d  t 1c ) 4186 C (t( 45t 20)) 2 2c 2d Từ phương trình truyền nhiệt; Q = chúng tôi Q   k .t. lg F= Q = chúng tôi k=   Q Ftlg G2 == = 2,809 Bài tập 2-6: (8/146sgk) Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm dùng ngưng tụ hơi rươu êtylíc với năng suất 500 kg/h. biết hơi rượu ngưng tụ ở 78 0C, và được làm lạnh bằng nước lạnh có nhiệt độ vào là 20 oC,nước đi ra là 40oC, diên tích truyền nhiệt của thiết bị bằng 30 m 2, nhiệt dung riêng của rượu và nước lần lượt là 0,8 kcal/kg độ, 1 kcal/kg độ, cho ẩn nhiệt ngưng tụ của rượu bằng 1800 kj/kg. Tính: a)Lượng nước lạnh đưa vào thiết bị ? b)Hệ số truyền nhiệt của thiết bị? Giải a) Theo phương trình cân bằng nhiệt lượng ta có: Q = D1.r1 = G2 C2 (t2c – t2đ )  D1800 1R1 C (t 2c4,186 t ) 2 2d ta ký hiệu còn rượu là 1 1(40  20) G2 == = 10750 Δtmax 58  38 Δtmin 2  Q k = = = 223,9 215002 2 b) L ượng nhiệt trao đổi Q=DrB=1000.9,45=9450 Kcal/h c)Tính hệ số truyền nhiệt thiết bị K Q Ft.tb t1=800C=const 24 34 t1=56 Δt tb  bài tập 2-9(11/147sgk): Một  thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm có số ống là 100, đường kính ống 1002 chiều dài ống 3m . Cần làm lạnh dung dịch đi trong ống có nhiệt độ giảm từ 1200C xuống 600C. Nước làm lạnh chảy ngược chiều có nhiệt độ vào 200C và đi ra 450C, lượng nước lạnh đi vào thiết bị 1,2 tấn/h. Cho nhiệt dung riêng của dung dịch và nước lần lượt là 0,8 Kcal/kg độ và 1 Kcal/kg độ. Tổn thất nhiệt độ ra môi trường 1000 Kcal/h . Xác định: a)Lưu lượng dung dịch vào thiết bị b)Hệ số truyền nhiệt của thiết bị GIẢI a)Xác định lưu lượng dung dịch vào thiết bị Áp dụng phương trình trao đổi nhiệt ta có G1 C1 (t1đ-t1c)=G2 C2(t2c-t2đ)+Qtt G1  G 2 C 2  t 2c  t 2d   Q tt C1  t1d  t1c  G1  1200.1 45  20  1000  645,8 [kg/h] 0,8120  60 b) Xác định hệ số truyền nhiệt của thiết bị

    --- Bài cũ hơn ---

  • Hướng Dẫn Giải Bài Tập Môn Học Kinh Tế Quốc Tế
  • Học Viện Ngân Hàng, Đh Kinh Tế Quốc Dân Công Bố Đề Án, Điều Kiện Xét Tuyển
  • (Tổng Hợp) Ứng Dụng/app Kiếm Tiền Trên Điện Thoại Android/ios
  • 10 Ứng Dụng (App) Kiếm Tiền Trên Điện Thoại Uy Tín Tốt Nhất 2022
  • 5 Ứng Dụng (App) Kiếm Tiền Online Trên Điện Thoại Uy Tín Nhất Năm 2022
  • Giải Bài Tập Kỹ Thuật Điện

    --- Bài mới hơn ---

  • Giải Bài Tập Sgk Lịch Sử Lớp 6 Bài 2: Cách Tính Thời Gian Trong Lịch Sử
  • Bài Tập Nâng Cao Vật Lý 9
  • 2 Đề Kiểm Tra 15 Phút Môn Lý Lớp 9 Chương 1 Kì 1 Năm 2022 (Có Đáp Án)
  • Đề Kiểm Tra 45′ Có Đáp Án Môn Vật Lý 9 Hk1 Thcs Thống Nhất
  • Lý Thuyết Mạch Và Bài Tập Có Lời Giải
  • Giải Bài Tập Kỹ Thuật Điện, Bài Giải Kỹ Thuật Điện, Từ Điển Giải Thích Thuật Ngữ Luật Học, Qcvn QtĐ-1 : 2009/bct Quy Chuẩn Kỹ Thuật Quốc Gia Về Kỹ Thuật Điện, Quy Chuẩn Kỹ Thuật Quốc Gia Về Kỹ Thuật Điện, Quy Phạm Kỹ Thuật Vận Hành Nhà Máy Điện Và Lưới Điện, Đề Thi Kỹ Thuật Điện, Sổ Tay Kỹ Thuật Điện, Kỹ Thuật Điện, Kỹ Thuật Điện Tử, Đáp án Kỹ Thuật Điện, Từ Điển Thuật Ngữ Văn Học Pdf, Từ Điển Thuật Ngữ ô Tô, Từ Điển Kỹ Thuật ô Tô, Từ Điển Kỹ Thuật, Kỹ Thuật Điện, Mẫu Báo Cáo Đồ án Kĩ Thuật Điện Tử, Tài Liệu Kỹ Thuật Điện, Đáp án Kỹ Thuật Điện 2022, Kỹ Thuật Điện Tử Đỗ Xuân Thụ Pdf, Báo Cáo Thực Tập Kỹ Thuật Điện, Tiếng Anh Kỹ Thuật Điện, Từ Điển Dịch Thuật, Từ Điển Kỹ Thuật ô Tô Online, Sách Kỹ Thuật Điện Tử, Tập 8 Quy Chuẩn Kỹ Thuật Điện Hạ áp, Tập 5 Quy Chuẩn Kỹ Thuật Điện, Từ Điển Thuật Ngữ Luật Học, ảo Thuật Bài Giải Mã, Giáo Trình Kỹ Thuật Điện, Báo Cáo Thực Hành Kỹ Thuật Điện Tử, Trắc Nghiệm Kỹ Thuật Điện, Giáo Trình Kỹ Thuật Điện Tử, Đề Thi Học Sinh Giỏi Kỹ Thuật Điện Lớp 9, Báo Cáo Thực Hành Kỹ Thuật Điện, Chủ Đề Nghệ Thuật Diễn Thuyết, Kỹ Thuật Thi Công Điện âm Tường, Quy Chuẩn Quốc Gia Về Kỹ Thuật Điện, Download Từ Điển Thuật Ngữ Pháp Lý, Đề Thi Kĩ Thuật Điện Hutech 2022, Quy Phạm Kỹ Thuật An Toàn Điện, Báo Cáo Đồ án Giải Thuật Và Lập Trình, Bài Văn Mẫu Kể Về Một Buổi Biểu Diễn Nghệ Thuật, Tiêu Chuẩn Quốc Gia Về Kỹ Thuật Điện, Mẫu Đơn Xin Cấp Phép Biểu Diễn Nghệ Thuật, Giáo Trình Tiếng Anh Kỹ Thuật Điện, Khung Chương Trình Kỹ Thuật Điện, Quy Chuẩn Kỹ Thuật Quốc Gia Về An Toàn Điện, Giáo Trình Kỹ Thuật Điện Tử Đỗ Xuân Thụ, Bài Tập Làm Văn Về Buổi Biểu Diễn Nghệ Thuật, Bài Tập Làm Văn Kể Về Một Buổi Biểu Diễn Nghệ Thuật, Giai Bai Tap Cau Tran Thuat Don Co Tu La Trong Vo Bai Tap, Mẫu Giải Trình Kinh Tế Kỹ Thuật Của Dự án, Mẫu Giải Trình Kinh Tế Kỹ Thuật, Báo Cáo Tự Đánh Giá Chương Trình Đào Tạo Ngành Kỹ Thuật Điện, Môn Kỹ Thuật Điện Điện Tử, Quy Phạm Các Giải Pháp Kỹ Thuật Lâm Sinh, Từ Điển Thực Vật Thông Dụng Tập 1 (nxb Khoa Học Kỹ Thuật 2003) – Võ Văn Chi, Hãy Giải Thích Cơ Sở Của Biện Pháp Kỹ Thuật Sau Phải Làm Đất Thật Tơi Xốp, Giáo Trình Cấu Trúc Dữ Liệu Và Giải Thuật, “nghệ Thuật Dionysos” Như Một Diễn Ngôn Trong Thơ Thanh Tâm Tuyền, Thuật Ngữ Xâm Nhập Qua Biên Giới Trong Từ Điển Công An Nhân Dân, Hãy Giải Thích Các Thuật Ngữ Capsit Capsôme Nuclêôcapsit Và Vỏ Ngoài, Giải Bài Tập Dòng Điện Nguồn Điện, Ban Hành “quy Chuẩn Kỹ Thuật Quốc Gia Về Thiết Bị Điện Thoại Vhf Sử Dụng Trên Phương Tiện Cứu Sinh”, Giải Bài Tập Diện Tích Xung Quanh Và Diện Tích Toàn Phần Của Hình Lập Phương, Giải Bài Tập Diện Tích Xung Quanh Và Diện Tích Toàn Phần Của Hình Hộp Chữ Nhật, Nguyễn Văn Lụa, Kĩ Thuật Sấy Nông Sản Thực Phẩm, Nxb Khoa Học Kĩ Thuật, 2002., Giấy Cam Đoan Chấp Nhận Phẫu Thuật Thủ Thuật, Tieu Chuan Ky Thuat Role Ky Thuat So, Tài Liệu Cấu Trúc Dữ Liệu Và Giải Thuật, Bài Giải Điện Tử, Từ Điển Giải Bài Tập Toán, Giải Bài Tập 4 Biểu Diễn Lực, Từ Điển Giải Phẫu, Giải Bài Tập Mạch Điện, Bài Giải Mạch Điện 2, Trong Mạch Dao Động Điện Từ Lc, Điện Tích Trên Tụ Điện Biến Thiên Với Chu Kì T. Năng Lượng Điện Trườ, Trong Mạch Dao Động Điện Từ Lc, Điện Tích Trên Tụ Điện Biến Thiên Với Chu Kì T. Năng Lượng Điện Trườ, Giải Bài 20 Tổng Kết Chương 1 Điện Học, Quy Định Thủ Tục Giải Quyết Cấp Điện, Hãy Giải Thích 127v Là Điện áp Gì, Lời Bài Giải Phóng Điện Biên, Giải Bài Tập 24 Cường Độ Dòng Điện, Bài Giải Phóng Điện Biên, Mẫu Phiếu Phẫu Thuật Thủ Thuật, Bảng Diễn Giải Khối Lượng, Mẫu Bảng Diễn Giải Khối Lượng, Giải Bài Tập Diễn Đạt Trong Văn Nghị Luận, Giải Bài Tập Dòng Điện Xoay Chiều, Giải Bài Tập Diện Tích Hình Thoi Lớp 8, ý Nghĩa Bài Hát Giải Phóng Điện Biên, Phác Đồ Điều Trị Rối Loạn Điện Giải, Giải Bài Tập Dòng Điện Trong Kim Loại, Tịnh Độ Đại Kinh Giải Diễn Nghĩa, Nêu Các Giải Pháp Cơ Bản Nhận Diện Và Đấu Tranh, Em Hãy Giải Thích Tại Sao Nhờ Có Hệ Thống Điện Quốc Gia, Em Hãy Giải Thích Vì Sao Dây Dẫn Điện Thường Có Lõi Bằng Kim Loại Và Vỏ Bằn, Bài Giảng Rối Loạn Cân Bằng Nước Điện Giải, Bài Giải Diện Tích Hình Bình Hành,

    Giải Bài Tập Kỹ Thuật Điện, Bài Giải Kỹ Thuật Điện, Từ Điển Giải Thích Thuật Ngữ Luật Học, Qcvn QtĐ-1 : 2009/bct Quy Chuẩn Kỹ Thuật Quốc Gia Về Kỹ Thuật Điện, Quy Chuẩn Kỹ Thuật Quốc Gia Về Kỹ Thuật Điện, Quy Phạm Kỹ Thuật Vận Hành Nhà Máy Điện Và Lưới Điện, Đề Thi Kỹ Thuật Điện, Sổ Tay Kỹ Thuật Điện, Kỹ Thuật Điện, Kỹ Thuật Điện Tử, Đáp án Kỹ Thuật Điện, Từ Điển Thuật Ngữ Văn Học Pdf, Từ Điển Thuật Ngữ ô Tô, Từ Điển Kỹ Thuật ô Tô, Từ Điển Kỹ Thuật, Kỹ Thuật Điện, Mẫu Báo Cáo Đồ án Kĩ Thuật Điện Tử, Tài Liệu Kỹ Thuật Điện, Đáp án Kỹ Thuật Điện 2022, Kỹ Thuật Điện Tử Đỗ Xuân Thụ Pdf, Báo Cáo Thực Tập Kỹ Thuật Điện, Tiếng Anh Kỹ Thuật Điện, Từ Điển Dịch Thuật, Từ Điển Kỹ Thuật ô Tô Online, Sách Kỹ Thuật Điện Tử, Tập 8 Quy Chuẩn Kỹ Thuật Điện Hạ áp, Tập 5 Quy Chuẩn Kỹ Thuật Điện, Từ Điển Thuật Ngữ Luật Học, ảo Thuật Bài Giải Mã, Giáo Trình Kỹ Thuật Điện, Báo Cáo Thực Hành Kỹ Thuật Điện Tử, Trắc Nghiệm Kỹ Thuật Điện, Giáo Trình Kỹ Thuật Điện Tử, Đề Thi Học Sinh Giỏi Kỹ Thuật Điện Lớp 9, Báo Cáo Thực Hành Kỹ Thuật Điện, Chủ Đề Nghệ Thuật Diễn Thuyết, Kỹ Thuật Thi Công Điện âm Tường, Quy Chuẩn Quốc Gia Về Kỹ Thuật Điện, Download Từ Điển Thuật Ngữ Pháp Lý, Đề Thi Kĩ Thuật Điện Hutech 2022, Quy Phạm Kỹ Thuật An Toàn Điện, Báo Cáo Đồ án Giải Thuật Và Lập Trình, Bài Văn Mẫu Kể Về Một Buổi Biểu Diễn Nghệ Thuật, Tiêu Chuẩn Quốc Gia Về Kỹ Thuật Điện, Mẫu Đơn Xin Cấp Phép Biểu Diễn Nghệ Thuật, Giáo Trình Tiếng Anh Kỹ Thuật Điện, Khung Chương Trình Kỹ Thuật Điện, Quy Chuẩn Kỹ Thuật Quốc Gia Về An Toàn Điện, Giáo Trình Kỹ Thuật Điện Tử Đỗ Xuân Thụ, Bài Tập Làm Văn Về Buổi Biểu Diễn Nghệ Thuật,

    --- Bài cũ hơn ---

  • Bài Giải Kế Toán Quản Trị
  • Mẫu Đề Thi Và Bài Giải Kế Toán Quản Trị
  • Hệ Thống Bài Tập Và Bài Giải Kế Toán Quản Trị
  • Hướng Dẫn Giải Bài Tập Kế Toán Doanh Nghiệp Hiện Nay
  • Bài Tập Kế Toán Quản Trị Có Đáp Án Tham Khảo
  • Phương Pháp Giải Bài Tập Vật Lí Phần Nhiệt Học Lớp 8

    --- Bài mới hơn ---

  • Skkn: Phương Pháp Giải Bài Tập Vật Lí Phần Nhiệt Học Lớp 8
  • Giải Bài Tập Sbt Vật Lý Lớp 8 Bài 20: Nguyên Tử, Phân Tử Chuyển Động Hay Đứng Yên?
  • Hướng Dẫn Giải Bài Tập Sbt Vật Lý Lớp 8 Bài 2: Vận Tốc
  • Bài 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5, 15.6, 15.7 Trang 43 Sbt Vật Lí 8
  • Bài 15.5 Trang 43 Sbt Vật Lí 8
  • Phương pháp giải bài tập phần nhiệt học lớp 8

    MỤC LỤC

    Phần I. ĐẶT VẤN ĐỀ………………………………………………..Trang 2

    1. Lí do chọn đề tài……………………………………………………. …………….Trang 2

    2. Tính cần thiết của đề tài………………………………………………………….Trang 2

    3. Mục đích nghiên cứu……………………………………………………………..Trang 3

    4. Đối tượng và phạm vi, kế hoạch, thời gian nghiên cứu ………………Trang 3

    Phần II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ………………………………….Trang 3

    1. Cơ sở lí luận của vấn đề nghiên cứu ………………………………………..Trang 3

    2. Thực trạng của vấn đề cần nghiên cứu……………………………………..Trang 4

    3. Các biện pháp……………………………………………………………………….Trang 5

    4. Kết quả thực hiện…………………………………………………………………..Trang 14

    Phần III: KẾT LUẬN………………………………………………….Trang 15

    1.Ý nghĩa và hiệu quả………………………………………………………………..Trang 15

    2.Bài học kinh nghiệm……………………………………………………………….Trang 15

    3.Kiến nghị………………………………………………………………………………Trang 15

    Gv: Trần Thị Thanh Phương

    -1-

    Trường THCS Lê Lợi

    Phương pháp giải bài tập phần nhiệt học lớp 8

    SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

    PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN NHIỆT HỌC

    I. ĐẶT VẤN ĐỀ

    1. Lý do chọn đề tài

    Mục tiêu giáo dục hiện nay là “Nâng cao chất lượng giáo dục …, đổi mới nội

    dung và phương pháp …, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học”.

    Để đạt được mục tiêu đó thì người thầy giáo phải thường xuyên bồi dưỡng

    chuyên môn nghiệp vụ, nâng cao tay nghề và phải tiếp cận với các phương pháp

    dạy học hiện đại, phải kết hợp tốt các phương pháp dạy học để nâng cao hiệu quả

    của bài giảng, tổ chức điều khiển để các em tích cực chủ động học tập tiếp thu

    kiến thức. Từ đó xây dựng lòng yêu thích môn học, bồi dưỡng năng lực tự học

    của học sinh.

    Đối với phân môn Vật lí phần lớn các bài trong chương trình THCS được xây

    dựng trên nguyên tắc : tiến hành thực nghiệm, trên cơ sở kết quả thực nghiệm,

    tiến hành qui nạp không đầy đủ để đi đến kết luận đó là tri thức cần nhận thức.

    Qua giảng dạy tôi nhận thấy mặc dù các em đã được làm quen bộ môn Vật lí từ

    lớp 6, lớp 7 nhưng ở giai đoạn này chỉ cung cấp cho học sinh những kiến thức

    Vật lí dưới dạng định tính, những khái niệm chưa đầy đủ. Vật lí 8 các em bắt đầu

    làm quen với những bài toán định lượng nên nhiều học sinh chưa định hướng

    được yêu cầu của bài toán, chưa có phương pháp giải hoặc một số em biết cách

    làm nhưng trình bày chưa chặt chẽ, chưa khoa học.

    Vật lí 8 chia làm hai phần : phần cơ học và phần nhiệt học. Nhiệt học là một

    trong bốn phần kiến thức Vật Lí cơ bản được trang bị cho học sinh THCS. Lượng

    kiến thức của phần này không nhiều so với các phần khác, bài tập phần này cũng

    không quá khó song vì các em ít được tiếp xúc với bài tập định lượng nên việc

    định hướng giải bài tập Nhiệt còn khó khăn với các em và các em chưa có

    phương pháp giải.

    Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, các sự vật hiện tượng vật lý rất quen

    thuộc gần gũi với các em. Song việc tạo lòng say mê yêu thích và hứng thú tìm

    tòi kiến thức lại phụ thuộc rất nhiều vào nghiệp vụ sư phạm của người thầy. Qua

    giảng dạy và tìm hiểu tôi nhận thấy phần lớn các em chưa có thói quen vận dụng

    những kiến thức đã học vào giải bài tập vật lý một cách có hiệu quả.

    2. Tính cần thiết của đề tài

    Qua trực tiếp giảng dạy Vật lí 8 tôi thấy rằng nhiều em không thích học môn

    Vật lí vì các em cho rằng bài tập Vật lí 8 nói chung và bài tập phần Nhiệt học nói

    riêng rất khó, các em không có định hướng giải bài tập, các em chưa có thói quen

    vận dụng những kiến thức đã học vào giải bài tập Vật lí một cách có hiệu quả từ

    đó các em không có hứng thú với môn học. Kết quả học tập môn Vật lí của nhiều

    em không cao. Chính vì vậy mà tôi đã suy nghĩ tìm tòi và mạnh dạn

    Gv: Trần Thị Thanh Phương

    -2-

    Trường THCS Lê Lợi

    Phương pháp giải bài tập phần nhiệt học lớp 8

    SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

    PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN NHIỆT HỌC

    I. ĐẶT VẤN ĐỀ

    1. Lý do chọn đề tài

    Mục tiêu giáo dục hiện nay là “Nâng cao chất lượng giáo dục …, đổi mới nội

    dung và phương pháp …, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học”.

    Để đạt được mục tiêu đó thì người thầy giáo phải thường xuyên bồi dưỡng

    chuyên môn nghiệp vụ, nâng cao tay nghề và phải tiếp cận với các phương pháp

    dạy học hiện đại, phải kết hợp tốt các phương pháp dạy học để nâng cao hiệu quả

    của bài giảng, tổ chức điều khiển để các em tích cực chủ động học tập tiếp thu

    kiến thức. Từ đó xây dựng lòng yêu thích môn học, bồi dưỡng năng lực tự học

    của học sinh.

    Đối với phân môn Vật lí phần lớn các bài trong chương trình THCS được xây

    dựng trên nguyên tắc : tiến hành thực nghiệm, trên cơ sở kết quả thực nghiệm,

    tiến hành qui nạp không đầy đủ để đi đến kết luận đó là tri thức cần nhận thức.

    Qua giảng dạy tôi nhận thấy mặc dù các em đã được làm quen bộ môn Vật lí từ

    lớp 6, lớp 7 nhưng ở giai đoạn này chỉ cung cấp cho học sinh những kiến thức

    Vật lí dưới dạng định tính, những khái niệm chưa đầy đủ. Vật lí 8 các em bắt đầu

    làm quen với những bài toán định lượng nên nhiều học sinh chưa định hướng

    được yêu cầu của bài toán, chưa có phương pháp giải hoặc một số em biết cách

    làm nhưng trình bày chưa chặt chẽ, chưa khoa học.

    Vật lí 8 chia làm hai phần : phần cơ học và phần nhiệt học. Nhiệt học là một

    trong bốn phần kiến thức Vật Lí cơ bản được trang bị cho học sinh THCS. Lượng

    kiến thức của phần này không nhiều so với các phần khác, bài tập phần này cũng

    không quá khó song vì các em ít được tiếp xúc với bài tập định lượng nên việc

    định hướng giải bài tập Nhiệt còn khó khăn với các em và các em chưa có

    phương pháp giải.

    Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, các sự vật hiện tượng vật lý rất quen

    thuộc gần gũi với các em. Song việc tạo lòng say mê yêu thích và hứng thú tìm

    tòi kiến thức lại phụ thuộc rất nhiều vào nghiệp vụ sư phạm của người thầy. Qua

    giảng dạy và tìm hiểu tôi nhận thấy phần lớn các em chưa có thói quen vận dụng

    những kiến thức đã học vào giải bài tập vật lý một cách có hiệu quả.

    2. Tính cần thiết của đề tài

    Qua trực tiếp giảng dạy Vật lí 8 tôi thấy rằng nhiều em không thích học môn

    Vật lí vì các em cho rằng bài tập Vật lí 8 nói chung và bài tập phần Nhiệt học nói

    riêng rất khó, các em không có định hướng giải bài tập, các em chưa có thói quen

    vận dụng những kiến thức đã học vào giải bài tập Vật lí một cách có hiệu quả từ

    đó các em không có hứng thú với môn học. Kết quả học tập môn Vật lí của nhiều

    em không cao. Chính vì vậy mà tôi đã suy nghĩ tìm tòi và mạnh dạn đưa ra sáng

    kiến “Phương pháp giải bài tập phần Nhiệt học” với mong muốn giúp các em

    định hướng bài tập, biết phương pháp làm bài tập, biết cách trình bày bài toán

    Gv: Trần Thị Thanh Phương

    -3-

    Trường THCS Lê Lợi

    II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

    1.Cơ sở lí luận của vấn đề nghiên cứu

    Đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực, chủ động học tập của học

    sinh nhằm giúp các em tiếp cận kiến thức đòi hỏi phải đổi mới toàn bộ nhiều

    khâu. Để hướng dẫn học sinh làm bài tập Nhiệt học không phải giáo viên trình

    bày lại lời giải, học sinh chép lại mà giáo viên phải là người tổ chức hướng dẫn

    các em thông qua hệ thống các câu hỏi gợi mở để các em từng bước tìm ra

    phương pháp giải.

    Nên việc đổi mới phương pháp nhằm phát huy tính tích cực, chủ động của

    người học là nhiệm vụ cấp bách.

    Dạy học vật lí là việc làm thường xuyên, liên tục và lâu dài. Nó đòi hỏi người

    giáo viên không phải chỉ có năng lực, kinh nghiệm mà phải có cả tâm huyết với

    nghề, yêu nghề, yêu trò, phát hiện và bồi dưỡng tạo điều kiện để cho những em

    có năng lực tự bộc lộ khả năng một cách tối đa. Theo ý kiến của nhiều học giả

    đều cho rằng mỗi học sinh đều có mặt mạnh riêng, vì vậy trong dạy học giáo viên

    cần chú ý đến điểm này thì sẽ nâng cao được chất lượng toàn diện .

    Trong quá trình học Vật lí ở trường THCS, học sinh cần biết cách tổ chức việc

    học tập của mình một cách chủ động sáng tạo. Người thầy cần rèn cho học sinh

    kĩ năng, thói quen độc lập suy nghĩ khoa học và lời giải phải có cơ sở lí luận.

    Gv: Trần Thị Thanh Phương

    -4-

    Trường THCS Lê Lợi

    Gv: Trần Thị Thanh Phương

    -5-

    Trường THCS Lê Lợi

    -6-

    Trường THCS Lê Lợi

    A: công mà động cơ thực hiện (J)

    Q: nhiệt lương do nhiên liệu bị đốt cháy toả ra (J)

    Bài dạy minh hoạ

    Dạng 1: Bài tập chỉ có một quá trình thu nhiệt của các chất

    Bài tập : Một ấm đun nước bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2 lít nước ở

    25°C. Muốn đun sôi ấm nước này cần một nhiệt lượng bằng bao nhiêu?

    Phân tích bài:

    ? Bài toán trên có mấy đối tượng tham gia thu nhiệt.

    ? Nhiệt lượng để đun sôi ấm nước được tính như thế nào.

    Giáo viên chốt lại : Bài toán trên có hai đối tượng tham gia thu nhiệt là 0,5kg

    nhôm ở 25°C và 2 lít nước ở 25°C.

    Vậy nhiệt lượng để đun sôi ấm nước bằng nhiệt lượng cung cấp cho nước để

    nó tăng từ 25°C đến 100°C và nhiệt lượng cung cấp cho ấm nhôm để nó tăng từ

    25°C đến 100°C.

    Từ phân tích trên ta có lời giải sau :

    Gv: Trần Thị Thanh Phương

    -7-

    Trường THCS Lê Lợi

    Phương pháp giải bài tập phần nhiệt học lớp 8

    Tóm tắt

    m1 = 0,5kg

    m2 = 2kg

    c1 = 880J/kg.K

    c2 = 4200J/kg.K

    Q=?

    Bài giải

    Nhiệt lượng cần để đun 0,5 kg nhôm từ 25°C đến 100°C là

    Q1 = m1.c1.  t = 0,5.880. (100 – 25) = 33000(J)

    Q1 = m1.c1.  t = 0,5.880. (100 – 25) = 33000(J)

    Nhiệt lượng cần để đun 2 kg nước từ 25°C đến 100°C là

    Q2 = m2.c2.  t = 2.4200.(100 – 25) = 604800 (J)

    Nhiệt lượng cần để đun sôi ấm nước là

    Q = Q1+ Q2 = 33000 + 604800 = 637800 (J)

    Cách giải : Bước 1: Phân tích tìm các đối tượng thu nhiệt

    Bước 2: Dùng công thức Q = m.c.  t để tính nhiệt lượng theo yêu

    cầu của bài. Chú ý phải đổi đơn vị (nếu cần).

    Dạng 2: Bài tập có cả quá trình thu nhiệt và quá trình toả nhiệt.

    Bài tập1 : Người ta thả một miếng đồng khối lượng 0,5kg vào 500g nước. Miếng

    đồng nguội đi từ 80°C xuống 20°C. Hỏi nước nhận được một nhiệt lượng bằng

    bao nhiêu và nóng lên thêm bao nhiêu độ ?

    Phân tích bài toán

    ? Bài toán trên có mấy đối tượng tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt.

    ? Đối tượng nào thu nhiệt, đối tượng nào toả nhiệt.

    ? Yêu cầu của bài toán trên là gì.

    ? Nhiệt lượng toả ra được tính như thế nào?

    ? Nhiệt lượng thu vào được tính như thế nào.

    ? Dựa vào đâu để tính được nước nóng lên thêm bao nhiêu độ.

    Giáo viên chốt lại: Bài toán trên có hai đối tượng tham gia vào quá trình trao

    đổi nhiệt. Đồng là vật toả nhiệt còn nước là vật thu nhiệt. Nhiệt lượng đồng toả ra

    bằng nhiệt lượng nước thu vào.

    Từ phân tích trên ta có lời giải như sau:

    Tóm tắt

    m1= 0,5kg

    m2 = 500g = 0,5kg

    t1 = 80°C

    t = 20°C

    c1 = 880J/kg.K

    c2 = 4200J/kg.K

    Q2 = ?

    Giải

    Nhiệt lượng đồng toả ra khi hạ nhiệt độ từ 80°C xuống 20°C là :

    Q1 = m1.c1.  t1= 0,5.880.(80 – 20) = 26400 (J)

    Nhiệt lượng nước thu vào bằng nhiệt lượng đồng toả ra ta có :

    Q2 = m2.c2.  t2 = Q1= 26400(J)

    Nước nóng lên thêm là :

     t2 =

    =

    Chú ý : Bài tập này có thể yêu cầu tính khối lượng , nhiệt dung riêng, nhiệt độ

    cân bằng của quá trình trao đổi nhiệt thì ta cũng giải tương tự.

    Gv: Trần Thị Thanh Phương

    -8-

    Trường THCS Lê Lợi

    -9-

    Trường THCS Lê Lợi

    Phương pháp giải bài tập phần nhiệt học lớp 8

    – Hiệu suất của bếp bằng 30% có nghĩa là 30% nhiệt lượng bếp tỏa ra biến

    thành nhiệt lượng có ích.

    – Để tính được khối lượng dầu hỏa thì phải tính được nhiệt lượng toàn phần

    bếp tỏa ra

    Tóm tắt

    Bài giải

    m1 = 2kg

    Nhiệt lượng cần thiết để đun nóng nước từ 20°C đến 100°C là :

    m2 = 0,5kg

    Q1 = m1.c1.  t = 2.4200.(100 -20) = 672000(J)

    t1 = 20°C

    Nhiệt lượng cần thiết để đun nóng ấm từ 20°C đến 100°C là :

    t2 = 20°C

    Q2 = m2.c2.  t = 0,5.880.(100 – 20) = 35200(J)

    c1 = 4200J/kg.K Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi ấm nước là :

    c2 = 880J/kg.K

    Q = Q1+ Q2 = 672000 + 35200 = 707 200 (J)

    6

    q = 46.10 J/kg

    Nhiệt lượng do dầu hỏa tỏa ra

    m=?

    Qtp =

    =

    Lượng than cần thiết để đun sôi ấm nước là :

    Qtp = m.q  m =

    =

    2357333

    46000000

    = 0,051(kg)

    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 =

    Dạng 4 : Bài tập chỉ có một đối tượng tham gia vào quá trình nhiệt nhưng ở

    nhiều thể(dùng cho đối tượng HS khá giỏi)

    Bài tập:

    Tính nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho 0,5kg nước đá ở -15 0C hóa thành hơi

    hoàn toàn. Biết nhiệt dung riêng của 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, nhiệt hoá hơi của

    nước là L = 2,3.106J/kgc1

    Phân tích bài toán:

    – Trong bài tập nước đá trải qua các giai đoạn sau:

    + Nước đá từ -150C lên 00C

    + Nước đá nóng chảy thành nước ở 00C

    + Nước từ 00C lên 1000C

    + Nước hoá thành hơi hoàn toàn ở 1000C

    – Từ sự phân tích trên ta có lời giải sau:

    + Nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho 0,5kg nước đá ở -150C tăng nên 00C là:

    Q1 = m. c1.  t = 0,5.1800.15 = 13500J =0,135.105J

    + Nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho 0,5kg nước đá ở 0 0C nóng chảy hoàn

    toàn là:

    Q2 = m.  = 0,5.3,4.105 = 1,7.105J

    + Nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho 0,5kg nước ở 0 0C tăng lên 1000C

    là:

    Q3 = m.c2.  t = 0,5.4200.100 = 2,1.105J

    Gv: Trần Thị Thanh Phương

    – 10 –

    Trường THCS Lê Lợi

    Phương pháp giải bài tập phần nhiệt học lớp 8

    + Nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho 0,5kg nước ở 100 0C hoá thành hơi

    hoàn toàn là:

    Q4 = m.L = 0,5.2,3.106 = 11,5.105J

    + Nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho 0,5kg nước ở -15 0C hoà thành hơi

    hoàn toàn là:

    Q = Q1 + Q2 +Q3 +Q4 = 0,135.105J + 1,7.105J + 2,1.105J + 11,5.105J = 15,435.105J

    Cách giải:

    Bước 1:

    Phân tích đề bài tìm các giai đoạn thu nhiệt hoặc tỏa nhiệt của đối tượng.

    Bước 2:

    Tính nhiệt lượng của từng giai đoạn tương ứng.

    Bài tập tự giải:

    Một thỏi nước đá có khối lượng 200g ở -10 0C. Tính nhiệt lượng cần thiết để thỏi

    nước đá hoá thành hơi hoàn toàn ở 100 0C. Biết nhiệt dung riêng của nước đá và

    nước là c1= 1800J/kg.K, c2=4200J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là  =

    3,4.105J/kg, nhiệt hoá hơi của nước là L = 2,3.106J/kg

    Dạng 5 : Bài tập có nhiều đối tượng tham gia vào quá trình nhiệt và ở nhiều

    thể.

    Bài tập 1:

    Thả cục nước đá ở nhiệt độ t1= -500C vào một lượng nước ở nhiệt độ t2 = 600C

    người ta thu được 25kg nước ở nhiệt độ 250C. Tính khối lượng nước đá và nước?

    Biết nhiệt dung riêng của nước đá và nước là c1= 1800J/kg.K. c2=4200J/kg.K,

    nhiệt nóng chảy của nước đá là  = 3,4.105J/kg

    Phân tích bài:

    – Bài tập này có hai đối tượng tham gia vào quá trình nhiệt là:

    + Cục nước đá ở -500C

    + Nước ở 600C

    – Vì đề bài cho ta thu được 25kg nước ở nhiệt độ 25 0C nên ta suy luận

    được:

    + Cục nước đá trải qua các giai đoạn là:

    Từ -500C lên 00C

    Nóng chảy hoàn toàn ở 00C

    Từ 00C lên250C

    Nước chỉ có một giai đoạn là hạ nhiệt độ từ 600C xuống 250C

    `

    Cục nước đá thu nhiệt, nước toả nhiệt

    – Từ sự phân tích trên ta có lời giải là:

    + Gọi khối lượng của cục nước đá ở -500C và nước ở 600C 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 lên 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

    Gv: Trần Thị Thanh Phương

    – 11 –

    Trường THCS Lê Lợi

    Phương pháp giải bài tập phần nhiệt học lớp 8

    + 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

    Cách 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 tựơng 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:

    Thả 400g nước đá vào 1kg nước ở 5 0C. 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 của nước đá và nước là C1= 1800J/kg.K, C2=4200J/kg.K, nhiệt nóng chảy

    của nước đá là  = 3,4.105J/kg

    Minh họa cách giải:

    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: Giải bài toán:

    + 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

    Gv: Trần Thị Thanh Phương

    – 12 –

    Trường THCS Lê Lợi

    Phương pháp giải bài tập phần nhiệt học lớp 8

    + 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 2:

    Dùng một bếp điện để đun nóng một nồi đựng 1kg nước đá (đã đập vụn) ở -20 0C

    sau 1 phút thì thì nước đá bắt đầu nóng chảy.

    a. Sau bao lâu thì nước đá nóng chảy hết?

    b. Sau bao lâu nước đá bắt đầu sôi?

    c. Tìm nhiệt lượng mà bếp tỏa ra từ đầu nước bắt đầu sôi, biết rằng hiệu

    suất đun nóng nồi là 60%

    Biết: Cnđ = 2100J/kg.K  = 336000J/kg; Cn = 4200J/kg.K và quá trình thu nhiệt

    đều đặn.

    Phân tích bài toán:

    Bước 1: Bài toán có ba giai đoạn nước đá thu nhiệt:

    + Nước đá từ: -200C

    + Nước đá nóng chảy hết.

    + Nước bắt đầu sôi.

    – Vì quá trình troa đổi nhiệt ( thu hoạc tỏa nhiệt ) xãy ra đều đặn có

    nghĩa là:

    Q1

    không đổi.

    Q2

    (Q1  Q2  …)

    Ta có công thức là: t  t  …  (t  t  …) . Trong đó Q(J) là nhiệt lượng ứng

    1

    2

    1

    2

    với thời gian trao đổi nhiệt t (Giây, phút, giờ)

    Bước 2: Gải bài toán :

    a. Nhiệt lượng cần thiết để nước đá tăng từ nhiệt độ – 200C lên 00C là :

    Q1thu I = C1m1(tC1 – tđ) = 2 100 . 1[0- (20)] = 42 000 (J)

    Nhiệt lượng cần thiết để nước đá nóng chảy là:

    Q2thu II =  m1 = 336 000 . 1 = 336 000 (J)

    Theo bài ra ra thì nhiệt độ thu vào tương ứng với thời gian trao đổi nhiệt

    nên:

    Q1thu I Q2thu II

    Q thu

    336000

     t2  2 II t1 

    .1  8 phút

    t1

    t2

    Q1thuI

    42000

    Vậy thời gian nước đá nóng chảy hết là:

    t1 + t2 = 1 + 8 = 9 phút

    b. Nhiệt lượng cần thiết để nước đá tăng từ nhiệt độ 00C lên 1000C là:

    Q2thu III = C2 m1 .(tC2 – tđ2) = 42 000.1.(100 – 0) = 420 000 (J)

    Theo bài ra ra thì nhiệt độ thu vào tương ứng với thời gian trao đổi nhiệt

    nên:

    Q1thu I Q2thu III

    Q thu

    420000

     t2  2 III t1 

    .1  10 phút

    t1

    t2

    Q1thu I

    42000

    Vậy thời gian nước đá nóng chảy hết là:

    t1 + t2 + t3 = 1 + 8 + 10 = 19 phút

    c. Theo bài ra hiệu suất đun của bếp là 60% nên ta có:

    Gv: Trần Thị Thanh Phương

    – 13 –

    Trường THCS Lê Lợi

    Phương pháp giải bài tập phần nhiệt học lớp 8

    H=

    Nhiệt lượng có ít mà nước thu vào là:

    Q1thu I + Q1thu II + Q1thu III = 42 000 + 336 000 + 420 000 = 798 000 (J)

    Nhiệt lượng toàn phần của bếp tỏa ra là:

    Qtp =

    = 1 330 000 (J)

    – 14 –

    Trường THCS Lê Lợi

    III. KẾT LUẬN

    1. Ý nghĩa và hiệu quả

    Qua phần trang bị tài liệu tham khảo cho các em học sinh. Các em đã tự nghiên

    cứu nắm được cách giải các dạng bài tập: Việc bồi dưỡng năng lực tự học, tự

    nghiên cứu cho các em học sinh là rất quan trọng và không phải là không thực

    hiện được. Vấn đề là ở chỗ người thầy có chỉ đạo, tổ chức và kích thích được sự

    say mê của các em học sinh hay không.

    Qua thực tế cho thấy, người thầy luôn sợ học sinh của mình không biết,

    không thể làm được nên không giám giao công việc để học sinh về nhà làm.

    Chúng ta nên mạnh dạn đầu tư, suy nghĩ tìm ra những việc làm vừa sức có thể

    giao cho các em về nhà làm sửa mỗi tiết học(nếu có thể) để kích thích sự tò mò,

    lòng say mê yêu thích môn học.

    Ví dụ: Có thể giao cho các em làm những thí nghiệm đơn giản mà có thể

    tìm được dụng cụ như rắc các hạt mạt sắt nên trên tấm bìa, đặt nam châm ở dưới

    và gõ nhẹ vào tấm bìa rồi quan sát sự sắp sếp của các hạt mạt sắt. Hoặc làm thí

    nghiệm kiểm chứng lực đẩy Acximet FA = P = d.V bằng các dụng cụ ca, cốc, và

    vật rắn không thấm nước em tự tìm(giao việc sau bài học lực đẩy Acximet)…

    2. Bài học kinh nghiệm

    Phương pháp giải bài tập phần Nhiệt học có vai trò hệ thống các công thức cơ

    bản trong một số bài tập cụ thể. Trong quá trình giảng dạy, tôi đã hình thành cho

    học sinh những phương pháp giải các dạng bài tập. Học sinh có thể vững vàng

    lựa chọn kiến thức, công thức phù hợp với từng dạng bài của bài toán cụ thể. Từ

    đó rèn cho học sinh phương pháp làm một bài tập Vật lí, tạo điều kiện để học

    sinh học các phần khác tốt hơn. Trong quá trình giảng dạy tôi luôn cải tiến

    phương pháp giảng dạy, tinh giản kiến thức đó về dạng kiến thức cơ bản, đặc biệt

    trang bị cho học sinh phương pháp suy luận logic.

    3. Kiến nghị

    Gv: Trần Thị Thanh Phương

    – 15 –

    Trường THCS Lê Lợi

    Phương pháp giải bài tập phần nhiệt học lớp 8

    -Về sách giáo khoa vật lí 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 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 lí.

    Với phòng GD &ĐT và Sở GD &ĐT : Tổ chức các chuyên đề để trao đổi kinh

    nghiệm.

    Người thực hiện: Trần Thị Thanh Phương

    Ý kiến nhận xét đánh giá của tổ chuyên môn:

    Gv: Trần Thị Thanh Phương

    – 16 –

    Trường THCS Lê Lợi

    Gv: Trần Thị Thanh Phương

    – 17 –

    Trường THCS Lê Lợi

    Phương pháp giải bài tập phần nhiệt học lớp 8

    Gv: Trần Thị Thanh Phương

    – 18 –

    Trường THCS Lê Lợi

    Phương pháp giải bài tập phần nhiệt học lớp 8

    Gv: Trần Thị Thanh Phương

    – 19 –

    Trường THCS Lê Lợi

    --- Bài cũ hơn ---

  • Giải Bài Tập Môn Vật Lý Lớp 8 Bài 8
  • Giải Bài Tập Sgk Vật Lý Lớp 8 Bài 8: Áp Suất Chất Lỏng
  • Giải Bài Tập Vật Lý 8 Bài 8 Áp Suất Chất Lỏng Bình Thông Nhau
  • Giải Bài Tập Sbt Vật Lý Lớp 8 Bài 8: Áp Suất Chất Lỏng
  • Giải Bài Tập Sbt Vật Lý Lớp 8 Bài 21: Nhiệt Năng
  • Skkn: Phương Pháp Giải Bài Tập Vật Lí Phần Nhiệt Học Lớp 8

    --- Bài mới hơn ---

  • Giải Bài Tập Sbt Vật Lý Lớp 8 Bài 20: Nguyên Tử, Phân Tử Chuyển Động Hay Đứng Yên?
  • Hướng Dẫn Giải Bài Tập Sbt Vật Lý Lớp 8 Bài 2: Vận Tốc
  • Bài 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5, 15.6, 15.7 Trang 43 Sbt Vật Lí 8
  • Bài 15.5 Trang 43 Sbt Vật Lí 8
  • Hướng Dẫn Giải Bài Tập Sbt Vật Lý Lớp 8 Bài 15: Công Suất
  • Ph ương p háp giải b ài t ập p hần n hiệt h ọc lớp 8

    MỤC LỤC

    Phần I. ĐẶT VẤN ĐỀ Trang 2

    1. Lí do chọn đề tài Trang 2

    2. Tính cần thiết của đề tài Trang 2

    3. Mục đích nghiên cứu Trang 3

    4. Đối tượng và phạm vi, kế hoạch, thời gian nghiên cứu Trang 3

    Phần II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Trang 3

    1. Cơ sở lí luận của vấn đề nghiên cứu Trang 3

    2. Thực trạng của vấn đề cần nghiên cứu Trang 4

    3. Các biện pháp Trang 5

    4. Kết quả thực hiện Trang 14

    Phần III: KẾT LUẬN Trang 15

    1.Ý nghĩa và hiệu quả Trang 15

    2.Bài học kinh nghiệm Trang 15

    3.Kiến nghị Trang 15

    Gv: Trần Thị Thanh Phương – 1 – Trường THCS Lê Lợi

    Ph ương p háp giải b ài t ập p hần n hiệt h ọc lớp 8

    SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

    PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN NHIỆT HỌC

    I. ĐẶT VẤN ĐỀ

    1. Lý do chọn đề tài

    Mục tiêu giáo dục hiện nay là “Nâng cao chất lượng giáo dục …, đổi mới nội

    dung và phương pháp …, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học”.

    Để đạt được mục tiêu đó thì người thầy giáo phải thường xuyên bồi dưỡng

    chuyên môn nghiệp vụ, nâng cao tay nghề và phải tiếp cận với các phương pháp

    dạy học hiện đại, phải kết hợp tốt các phương pháp dạy học để nâng cao hiệu quả

    của bài giảng, tổ chức điều khiển để các em tích cực chủ động học tập tiếp thu

    kiến thức. Từ đó xây dựng lòng yêu thích môn học, bồi dưỡng năng lực tự học

    của học sinh.

    Đối với phân môn Vật lí phần lớn các bài trong chương trình THCS được xây

    dựng trên nguyên tắc : tiến hành thực nghiệm, trên cơ sở kết quả thực nghiệm,

    tiến hành qui nạp không đầy đủ để đi đến kết luận đó là tri thức cần nhận thức.

    Qua giảng dạy tôi nhận thấy mặc dù các em đã được làm quen bộ môn Vật lí từ

    lớp 6, lớp 7 nhưng ở giai đoạn này chỉ cung cấp cho học sinh những kiến thức

    Vật lí dưới dạng định tính, những khái niệm chưa đầy đủ. Vật lí 8 các em bắt đầu

    làm quen với những bài toán định lượng nên nhiều học sinh chưa định hướng

    được yêu cầu của bài toán, chưa có phương pháp giải hoặc một số em biết cách

    làm nhưng trình bày chưa chặt chẽ, chưa khoa học.

    Vật lí 8 chia làm hai phần : phần cơ học và phần nhiệt học. Nhiệt học là một

    trong bốn phần kiến thức Vật Lí cơ bản được trang bị cho học sinh THCS. Lượng

    kiến thức của phần này không nhiều so với các phần khác, bài tập phần này cũng

    không quá khó song vì các em ít được tiếp xúc với bài tập định lượng nên việc

    định hướng giải bài tập Nhiệt còn khó khăn với các em và các em chưa có

    phương pháp giải.

    Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, các sự vật hiện tượng vật lý rất quen

    thuộc gần gũi với các em. Song việc tạo lòng say mê yêu thích và hứng thú tìm

    tòi kiến thức lại phụ thuộc rất nhiều vào nghiệp vụ sư phạm của người thầy. Qua

    giảng dạy và tìm hiểu tôi nhận thấy phần lớn các em chưa có thói quen vận dụng

    những kiến thức đã học vào giải bài tập vật lý một cách có hiệu quả.

    2. Tính cần thiết của đề tài

    Qua trực tiếp giảng dạy Vật lí 8 tôi thấy rằng nhiều em không thích học môn

    Vật lí vì các em cho rằng bài tập Vật lí 8 nói chung và bài tập phần Nhiệt học nói

    riêng rất khó, các em không có định hướng giải bài tập, các em chưa có thói quen

    vận dụng những kiến thức đã học vào giải bài tập Vật lí một cách có hiệu quả từ

    đó các em không có hứng thú với môn học. Kết quả học tập môn Vật lí của nhiều

    em không cao. Chính vì vậy mà tôi đã suy nghĩ tìm tòi và mạnh dạn

    Gv: Trần Thị Thanh Phương – 2 – Trường THCS Lê Lợi

    Ph ương p háp giải b ài t ập p hần n hiệt h ọc lớp 8

    SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

    PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN NHIỆT HỌC

    thì nước đá bắt đầu nóng chảy.

    a. Sau bao lâu thì nước đá nóng chảy hết?

    b. Sau bao lâu nước đá bắt đầu sôi?

    c. Tìm nhiệt lượng mà bếp tỏa ra từ đầu nước bắt đầu sôi, biết rằng hiệu

    suất đun nóng nồi là 60%

    Biết: C

    = 2100J/kg.K

    λ

    = 336000J/kg; C

    n

    = 4200J/kg.K và quá trình thu nhiệt

    đều đặn.

    Phân tích bài toán:

    Bước 1: Bài toán có ba giai đoạn nước đá thu nhiệt:

    + Nước đá từ: -20

    0

    C

    + Nước đá nóng chảy hết.

    + Nước bắt đầu sôi.

    – Vì quá trình troa đổi nhiệt ( thu hoạc tỏa nhiệt ) xãy ra đều đặn có

    nghĩa là:

    t

    Q

    không đổi.

    Ta có công thức là:

    1 2 1 2

    1 2 1 2

    ( )

    Gv: Trần Thị Thanh Phương – 19 – Trường THCS Lê Lợi

    --- Bài cũ hơn ---

  • Phương Pháp Giải Bài Tập Vật Lí Phần Nhiệt Học Lớp 8
  • Giải Bài Tập Môn Vật Lý Lớp 8 Bài 8
  • Giải Bài Tập Sgk Vật Lý Lớp 8 Bài 8: Áp Suất Chất Lỏng
  • Giải Bài Tập Vật Lý 8 Bài 8 Áp Suất Chất Lỏng Bình Thông Nhau
  • Giải Bài Tập Sbt Vật Lý Lớp 8 Bài 8: Áp Suất Chất Lỏng
  • Skkn Phương Pháp Giải Bài Tập Vật Lý 8 Nâng Cao Phần Nhiệt Học

    --- Bài mới hơn ---

  • Giải Bài Tập Sgk Vật Lý Lớp 8 Bài 21: Nhiệt Năng
  • Giải Bài Tập Vật Lý 8 Bài 21: Nhiệt Năng
  • Bài Tập Vật Lý Lớp 8 (Bản Đầy Đủ)
  • Tải Về Bài Tập Nâng Cao Vật Lý 8 Sách Miễn Phí Pdf * Thư Viện Sách Hướng Dẫn
  • Giải Bài 1.a, 1.b, 1.c Phần Bài Tập Bổ Sung Trong Sbt Trang 9 Vở Bài Tập Vật Lí 8
  • 

    SKKN: Phöông phaùp giaûi baøi taäp naâng cao vaät lí 8 phaàn nhieät hoïc

    PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ 8 NÂNG CAO PHẦN NHIỆT HỌC`

    Phần I: ĐẶT VẤN ĐỀ

    I. Lí do chọn đề tài

    Dạy học vật lí là nhiệm vụ then chốt trong mổi nhà trường, bởi vì kết quả học sinh đạt

    được kết quả cao hàng năm là một trong những tiêu chuẩn để xét thi đua cho mổi giáo viên

    và nó cũng là một trong những tiêu chuẩn để tạo danh tiếng cho trường, là thành quả để tạo

    lòng tin với phụ huynh và là cơ sở tốt để xã hội hoá giáo dục.

    Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, các sự vật hiện tượng vật lý rất quen thuộc gần gũi

    với các em. Song việc tạo lòng say mê yêu thích và hứng thú tìm tòi kiến thức lại phụ thuộc

    rất nhiều vào nghiệp vụ sư phạm của người thầy. Qua giảng dạy và tìm hiểu tôi nhận thấy

    phần lớn các em chưa có thói quen vận dụng những kiến thức đã học vào giải bài tập vật lý

    một cách có hiệu quả.

    Nhiệt học là một trong bốn phần kiến thức vật lí cơ bản được trang bị cho học sinh trung

    học cơ sở. Lượng kiến thức của phần này không nhiều so với các phần khác, bài tập của

    phần này cũng không quá khó nhưng lại gặp thường xuyên trong các kì thi học sinh giỏi các

    cấp. Song vì các em ít được tiếp xúc với bài tập định lượng, số giờ bài tập ở lớp 8 lại không

    có nên việc định hướng giải bài tập nhiệt học rất khó khăn với các em và các em chưa có

    phương pháp giải.

    II. Mục đích nghiên cứu đúc rút kinh nghiệm

    Xuất phát từ những lý do trên tôi đã suy nghĩ, tìm tòi và đưa ra sang kiến: “Phương

    pháp giải một số dạng bài tập vật lí nâng cao phần nhiệt học” với mong muốn phần nào

    khắc phục được nhược điểm tìm cách giải bài tập vật lí nhiệt học của học sinh khối 8 và rèn

    luyện tính tự học cho học sinh khối 9 góp phần hoàn thành mục tiêu giáo dục

    III. Kết quả cần đạt

    + Đối với học sinh giỏi khối 8: Biết cách giải các dạng bài tập vật lí nhiệt học cơ bản và

    nâng cao

    + Đối với học sinh giỏi khối 9: Tự học và giải được các dạng bài tập vật lí nhiệt học nâng

    cao

    IV. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

    + Học sinh giỏi khối 8, 9 năm học 2009 – 2010 tại trường ta

    Phần II : NỘI DUNG

    I. Cơ sở lí luận của vấn đề nghiên cứu

    Giảng dạy bộ môn vật lí 8 nhằm để năng cao chất lượng học tập của học sinh là việc làm

    được sự chỉ đạo từ ban giám hiệu đến việc phân công giao trọng trách và chỉ tiêu cho từng

    đồng chí giáo viên đứng lớp. Nên kế hoạch bồi dưỡng học sinh giỏi cho từng giáo viên,

    kiểm tra đôn đốc giáo viên qua việc dự giờ thăm lớp rút kinh nghiệm cho từng giáo viên.

    Trong đó chỉ đạo đổi mới phương pháp nhằm phát huy tính tích cực, chủ động của người

    học là nhiệm vụ cấp bách.

    Dạy học vật lí là việc làm thường xuyên, liên tục và lâu dài. Nó đòi hỏi người giáo viên

    không phải chỉ có năng lực, kinh nghiệm mà phải có cả tâm huyết với nghề, yêu nghề, yêu

    trò, phát hiện và bồi dưỡng tạo điều kiện để cho những em có năng lực tự bộc lộ khả năng

    một cách tối đa. Theo ý kiến của nhiều học giả đều cho rằng mỗi học sinh đều có mặt mạnh

    1

    Ngöôøi thöïc hieän: Buøi Vaên Khaùnh

    Ngöôøi thöïc hieän: Buøi Vaên Khaùnh

    SKKN: Phöông phaùp giaûi baøi taäp naâng cao vaät lí 8 phaàn nhieät hoïc

    + Phương trình cân bằng nhiệt: Qtoả = Qthu

    + 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)

    + nhiệt lượng cần thiết để một chất nóng chảy hay đông đặc hoàn toàn:

    Q = m

    m: khối lượng của chất bị nóng chảy(đông đặc) hoàn toàn(kg)

     : nhiệt nóng chảy của chất(J/kg)

    + Công thức tính hiệu suất là:

    H = Qi / QTP

    Qi: nhiệt lượng có ích(J)

    QTP: nhiệt lượng toàn phần(J)

    2. Phương pháp giải các dang bài tập nâng cao phần nhiệt học

    Loại 1: Bài tập chỉ có một đối tượng tham gia vào quá trình nhiệt nhưng ở nhiều thể:

    Bài tập:

    Tính nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho 0,5kg nước đá ở -150C hoá thành hơi hoàn toàn.

    Biết nhiệt dung riêng của 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, nhiệt hoá hơi của nước là L = 2,3.106J/kgc1

    Phân tích bài:

    – Trong bài tập nước đá trải qua các giai đoạn sau:

    + Nước đá từ -150C lên 00C

    + Nước đá nóng chảy thành nước ở 00C

    + Nước từ 00C lên 1000C

    + Nước hoá thành hơi hoàn toàn ở 1000C

    – Từ sự phân tích trên ta có lời giải sau:

    + Nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho 0,5kg nước đá ở -150C tăng nên 00C là:

    Q1 = m. c1.  t = 0,5.1800.15 = 13500J =0,135.105J

    + Nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho 0,5kg nước đá ở 00C nóng chảy hoàn toàn là:

    Q2 = m.  = 0,5.3,4.105 = 1,7.105J

    + Nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho 0,5kg nước ở 00C tăng lên 1000C là:

    Q3 = m.c2.  t = 0,5.4200.100 = 2,1.105J

    + Nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho 0,5kg nước ở 100 0C hoá thành hơi hoàn

    toàn là:

    Q4 = m.L = 0,5.2,3.106 = 11,5.105J

    + Nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho 0,5kg nước ở -15 0C hoà thành hơi hoàn

    toàn là:

    Q = Q1 + Q2 +Q3 +Q4 = 0,135.105J + 1,7.105J + 2,1.105J + 11,5.105J = 15,435.105J

    Cách giải:

    Bước 1:

    Phân tích đề bài tìm các giai đoạn thu nhiệt hoặc toả nhiệt của đối tượng.

    Bước 2:

    Tính nhiệt lượng của từng giai đoạn tương ứng.

    Bài tập tự giải:

    Một thỏi nước đá có khối lượng 200g ở -100C. Tính nhiệt lượng cần thiết để thỏi nước đá

    hoá thành hoi hoàn toàn ở 1000C. Biết nhiệt dung riêng của nước đá và nước là c1=

    1800J/kg.K, c2=4200J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là  = 3,4.105J/kg, nhiệt hoá hơi

    của nước là L = 2,3.106J/kg

    Loại 2: Bài tập có nhiều đối tượng tham gia vào quá trình nhiệt và ở nhiều thể.

    

    3

    Ngöôøi thöïc hieän: Buøi Vaên Khaùnh

    

    SKKN: Phöông phaùp giaûi baøi taäp naâng cao vaät lí 8 phaàn nhieät hoïc

    Đây là dạng bài tập rất phong phú và có thể chia thành ba dạng sau:

    Dạng 1: Bài tập đã biết rõ thể

    Bài tập 1:

    Thả cục nước đá ở nhiệt độ t1= -500C vào một lượng nước ở nhiệt độ t2 = 600C người ta

    thu được 25kg nước ở nhiệt độ 250C. Tính khối lượng nước đá và nước? Biết nhiệt dung

    riêng của nước đá và nước là c1= 1800J/kg.K. c2=4200J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước

    đá là  = 3,4.105J/kg

    Phân tích bài:

    – Bài tập này có hai đối tượng tham gia vào quá trình nhiệt là:

    + Cục nước đá ở -500C

    + Nước ở 600C

    – Vì đề bài cho ta thu được 25kg nước ở nhiệt độ 250C nên ta suy luận được:

    + Cục nước đá trải qua các giai đoạn là:

    Từ -500C lên 00C

    Nóng chảy hoàn toàn ở 00C

    Từ 00C lên250C

    Nước chỉ có một giai đoạn là hạ nhiệt độ từ 600C xuống 250C

    `

    Cục nước đá thu nhiệt, nước toả nhiệt

    – Từ sự phân tích trên ta có lời giải là:

    + Gọi khối lượng của cục nước đá ở -500C và nước ở 600C 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 lên 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

    Cách 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

    4

    Ngöôøi thöïc hieän: Buøi Vaên Khaùnh

    

    SKKN: Phöông phaùp giaûi baøi taäp naâng cao vaät lí 8 phaàn nhieät hoïc

    – Xác định đối tượng toả nhiệt, đối tựơng 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:

    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 của nước đá

    và nước là C1= 1800J/kg.K, C2=4200J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là  =

    3,4.105J/kg

    Minh hoạ cách giải:

    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

    0

    5 C 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: Giải bài toán:

    + 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 2:

    Dùng một bếp điện để đun nóng một nồi đựng 1kg nước đá (đã đập vụn) ở -200C sau 1 phút

    thì thì nước đá bắt đầu nóng chảy.

    a. Sau bao lâu thì nước đá nóng chảy hết?

    b. Sau bao lâu nước đá bắt đầu sôi?

    c. Tìm nhiệt lượng mà bếp tỏa ra từ đầu nước bắt đầu sôi, biết rằng hiệu suất đun

    nóng nồi là 60%

    Biết: Cnđ = 2100J/kg.K  = 336000J/kg; Cn = 4200J/kg.K và quá trình thu nhiệt đều đặn.

    Phân tích bài toán:

    Bướ 1: Bài toán có ba giai đoạn nước đá thu nhiệt:

    + Nước đá từ: -200C

    5

    Ngöôøi thöïc hieän: Buøi Vaên Khaùnh

    

    SKKN: Phöông phaùp giaûi baøi taäp naâng cao vaät lí 8 phaàn nhieät hoïc

    + Nước đá nóng chảy hết.

    + Nước bắt đầu sôi.

    – Vì quá trình troa đổi nhiệt ( thu hoạc tỏa nhiệt ) xãy ra đều đặn có nghĩa là:

    không đổi.

    Ta có công thức là:

    Trong đó Q(J) là nhiệt lượng ứng với thời

    gian trao đổi nhiệt t (Giây, phút, giờ)

    Bước 2: Gải bài toán :

    a. Nhiệt lượng cần thiết để nước đá tăng từ nhiệt độ – 200C lên 00C là :

    Q1thu I = C1m1(tC1 – tđ) = 2 100 . 1[0- (20)] = 42 000 (J)

    Nhiệt lượng cần thiết để nước đá nóng chảy là:

    Q2thu II =  m1 = 336 000 . 1 = 336 000 (J)

    Theo bài ra ra thì nhiệt độ thu vào tương ứng với thời gian trao đổi nhiệt nên:

    Q1thuI

    Q 2thuII

    Q 2thuII

    336000

    t 2 

    t1 

    .1 8 phút

    t1

    t2

    Q1thuI

    42000

    Vậy thời gian nước đá nóng chảy hết là:

    t1 + t2 = 1 + 8 = 9 phút

    b. Nhiệt lượng cần thiết để nước đá tăng từ nhiệt độ 00C lên 1000C là:

    Q2thu III = C2 m1 .(tC2 – tđ2) = 42 000.1.(100 – 0) = 420 000 (J)

    Theo bài ra ra thì nhiệt độ thu vào tương ứng với thời gian trao đổi nhiệt nên:

    Q1thuI

    Q 2thuIII

    Q 2thuIII

    420000

    t 2 

    t1 

    .1 10 phút

    t1

    t2

    Q1thuI

    42000

    Vậy thời gian nước đá nóng chảy hết là:

    t1 + t2 + t3 = 1 + 8 + 10 = 19 phút

    c. Theo bài ra hiệu suất đun của bếp là 60% nên ta có:

    H=

    Nhiệt lượng có ít mà nước thu vào là:

    Q1thu I + Q1thu II + Q1thu III = 42 000 + 336 000 + 420 000 = 798 000 (J)

    Nhiệt lượng toàn phần của bếp tỏa ra là:

    Qtp =

    = 1 330 000 (J)

    Bài tập tự giải:

    Bài 1:

    Thả một quả cầu bằng thép có khối lượng m 1 = 2kg được nung nóng tới nhiệt độ 600 0C 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 50 0C, 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

    Dạng 2: Bài tập chưa biết rõ thể

    Bài tập 1 :

    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 là 380J/kg.K

    a. Nướ đá có tan hết không?

    b. Tính nhiệt độ cuối cùng của nhiệt lượng kế?

    Biết: Cnước = 2 100J/kg.K, Lnước = 336.103J/kg.

    6

    Ngöôøi thöïc hieän: Buøi Vaên Khaùnh

    Bài tập 2:

    Trong một bình bằng đồng khối lượng 0,6kg có chứa 4kg nước đá ở -15 0C. Người ta cho

    dẫn vào 1kg nước ở 1000C. Xác định nhiệt độ chung và khối lượng nước có trong bình khi

    có cân bằng nhiệt. Biết nhiệt dung riêng của đồng, của nước đá, của nước là C 1 =

    380J/kg.K, C2 = 1800J/kg.K, C3 = 4200J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là  =

    3,4.105J/kg

    Phân tích bài :

    Tương tự bài tập 1 bài này cũng chưa cho biết nhiệt độ cuối cùng khi có cân bằng nhiệt vì

    vậy ta chưa thể xác định được các đối tượng trải qua những giai đoạn nhiệt nào. Do đó với

    loại bài tập này trước tiên ta cần xác định trạng thái của các đối tượng bằng cách:

    + Ta xét xem bình và nước đá có tăng được thêm nhiệt độ nào hay không?

    + Nhiệt lượng cần thiết để bình đồng và nước đá tăng nhiệt độ từ -150C lên 00C

    + Nhiệt lượng cần thiết để 1kg nước hạ nhiệt độ từ 1000C xuống 00C

    + Ta xét tiếp xem nước đá ở 00C có nóng chảy hoàn toàn được không?

    + Nhiệt lượng cần thiết để m(kg) nước đá ở 00C nóng chảy hoàn toàn .

    – Từ sự phân tích trên ta có lời giải là:

    7

    Ngöôøi thöïc hieän: Buøi Vaên Khaùnh

    Dạng 3: Bài tập trao đổi nhiệt :

    Bài tập 1:

    Người ta vớt một cục sắt đang ngâm trong nước sôi rồi thả vào một cốc chứa nước ở nhiệt

    độ 200C. Biết cục sắt có khối lượng lớn gấp ba lần khối lượng của nước trong cốc. Hãy tính

    nhiệt độ của nước sau khi thả cục sắt. Cho biết nhiệt dung riêng của sắt là c1 của nước là

    c2. Nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh coi như không đáng kể.

    Phân tích bài:

    – Thả một cục sắt vào một cóc nước :

    + Cóc nước thu nhiệt

    + Cục sắt toả nhiệt

    – Cục sắt vớt từ trong nướ sôi ra chúng tỏ cục sắt có nhiệt độ 1000C:

    + Sau khi thả cục sắt vào lại nước thì nhiệt độ cân bằng của cục sắt và nước là t x0 .

    Nhiệt độ cân bằng lúc này phải là: 200C  tx0  1000C.

    8

    Ngöôøi thöïc hieän: Buøi Vaên Khaùnh

    

    SKKN: Phöông phaùp giaûi baøi taäp naâng cao vaät lí 8 phaàn nhieät hoïc

    – Từ sự phân tích đó ta có lời giải sau:

    + Nước sôi ở 1000C, vì vậy cục sắt trước khi thả vào cốc nước có nhiệt độ :

    t1= 1000C.

    + Nhiệt độ ban đầu của nước trong cốc là :

    t2= 200C.

    + Sau khi thả cục sắt vào nước đã cân bằng, nhiệt độ của nước là: tx0

    200C  tx0  1000C

    + Để hạ nhiệt độ từ 1000C đến tx0 sắt toả ra nhiệt lượng :

    Q1 = m1c1(100 – tx0)

    + Để tăng nhiệt độ từ 200C đến tx0C nước hấp thụ nhiệt lượng :

    Q2= m2c2(tx0 – 20)

    + Theo đ/k cân bằng nhiệt ta có:

    Q1 = Q2 hay m1c1(100 – tx0) = m2c2(tx0 – 20

    – Thay m1 = 3m2

    – Tính được :

    t0 x =

    300c1  20c 2

    3c1  c 2

    Ngöôøi thöïc hieän: Buøi Vaên Khaùnh

    10

    Ngöôøi thöïc hieän: Buøi Vaên Khaùnh

    

    SKKN: Phöông phaùp giaûi baøi taäp naâng cao vaät lí 8 phaàn nhieät hoïc

    cân bằng nhiệt người ta lại rót một lượng nước m(kg) như thế từ bình hai trở lại bình một

    thì nhiệt độ cân bằng của bình một là t1 = 220C.

    a, Tính lượng nước m và nhiệt độ cân bằng t2 của bình hai

    b, Nếu tiếp tục thực hiện rót lần hai như thế thì nhiệt độ cân bằng của mỗi bình là bao

    nhiêu?

    IV. Kết quả thực hiện:

    Qua việc định hướng cho học sinh bằng các cách giải một số bài tập theo phương pháp trên

    tôi có ra cho HS hai loại bài tập như sau:

    Bài 1:

    Trong bình một có cục nước đá khối lượng 60g và 150g nước ở trạng thái cân bằng nhiệt.

    Bình hai chứa 450g nước ở nhiệt độ 800C. Rót một lượng nước từ bình 1 sang bình 2, sau

    khi nước ở bình 2 đạt cân bằng nhiệt, lại rót nước từ bình 2 trở lại bình 1 cho đến khi nước

    ở bình hai đạt mức ban đầu của nó. Nhiệt độ cuối cùng của nước trong bình một là 20 0C.

    Hỏi lượng nước đã rót từ bình nọ sang bình kia. Cho rằng nước ở bình không trao đổi nhiệt

    với môi trường và với bình. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K, nhiệt nóng chảy

    của nước đá là :336000J/kg.

    Kết quả lời giải của HS là:

    + Gọi lượng nước rót từ bình một sang bình hai là m.

    + Khi rót nước từ bình một sang bình hai thì nước từ bình một thu nhiệt, nước ở bình

    hai toả nhiệt. Gọi nhiệt độ của bình hai khi có cân bằng nhiệt là t2.

    + Nhiệt lượng cần thiết để m(kg) nước từ 00C tăng nên t2 là:

    Q1 = m.c.  t = m.4200.t2

    + Nhiệt lượng cần thiết để450g nước ở bình hai hạ nhiệt độ từ 800c xuống t2 là:

    Q2 = 0.45.4200.(80 – t2) = 1890.(80 – t2)

    + Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có:

    Q1 = Q2  4200m.t2 = 0,45.4200.(80 – t2)  m.t2 = 0,45.(80 – t2) (1)

    + Khi rót m(kg) nước từ bình hai trở lại bình một thì nước từ bình hai toả nhiệt,

    lượng nhiệt này cung cấp ch bình một để nước đá nóng chảy hoàn toàn thành nước ở 0 0C

    và làm cho toàn bộ nước ở 00C trong bình một tăng nhiệt độ nên đến 200C.

    + Vậy ta có nhiệt lượng cần thiết để m(kg) nước toả nhiệt từ t2 xuống 200C là:

    Q3 = m.c.  t = m.4200.(t2 – 20)

    + Nhiệt lượng cần để 60g nước đá ở 00c nóng chảy hoàn toàn là:

    Q4 = 0,06.3,36.105 = 20220J

    + Nhiệt lượng cần thiết để toàn bộ nước có trong bình một tăng từ 00C nên 200C là:

    Q5 = M.c.  t = (0,15 – m + 0,06).4200.20 J

    + Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có:

    Q3 = Q4 + Q5  4200.m.(t2 – 20) = 20220 + (0,15 – m + 0,06).4200.20 (2)

     m.(t2 – 20) = (0,15 – m + 0,06).20 + 4,8

     m.t2 = 0,21.20 + 4,8

     m.t2 = 9 (2)

    Thay (1) vào (2) ta được 0,45.(80 – t2) = 9

     80 – t2 = 20  t2 = 60(0c)

     m = 9:t2 = 9:60 = 0,15(kg) = 150g

    Vậy lượng nước đã rót là: 150g

    Bài 2

    11

    Ngöôøi thöïc hieän: Buøi Vaên Khaùnh

    

    SKKN: Phöông phaùp giaûi baøi taäp naâng cao vaät lí 8 phaàn nhieät hoïc

    1kg nước ở nhiệt độ 400C. Thả vào đó một thỏi nước đá ở nhiệt độ -10 0C. Khi có cân bằng

    nhiệt thấy sót lại 200g nước đá chưa tan. Hãy xác định khối lượng của thỏi nước đá thả

    vào bình. Biết nhiệt dung riêng của dồng, của nước, của nước đá lần lượt là c 1 =

    380J/kg.K, c2 = 4200J/kg.K, c3 = 1800J/kg.K, nhiệt lượng để làm nóng chảy hoàn toàn 1kg

    nước đá ở 00c là 3,4.105J/kg. Sự toả nhiệt ra môi trường chiếm 5%.

    Kết quả lời giải của HS là:

    + Vì khi cân bằng nhiệt thấy còn sót lại 200g nước đá chưa tan nên nhiệt độ cân

    bằng của hệ thống là 00C .

    + Vậy nhiệt lượng toả ra của bình đồng để hạ nhiệt độ từ 400C xuống 00C là:

    Q1 = m1.c1.  t = 0,8.380.40 = 12160J

    + Nhiệt lượng toả ra của 1kg nước hạ nhiệt độ từ 400C xuống 00C là:

    Q2 = m2.c2.  t = 1.4200.40 = 168000J

    Khi đó Q = Q1 + Q2 = 12160 + 168000 = 180160J

    + Vì sự toả nhiệt ra môi trường chiếm 5% nên nhiệt lượng toả ra là:

    Qtoả = 180160.95% = 171152J

    + Gọi khối lượng của thỏi nước đá khi thả vào bình là mkg.

    + Nhiệt lượng cần thiết để mkg nước đá tăng từ -100C nên 00C là:

    Q3 = m.c3.  t = m.1800.10 = 18000.m

    + Vì còn sót lại 200g nước đá chưa tan nên lượng nước đá nóng chảy hoàn toàn ở

    0

    0 C là ( m – 0,2)kg.

    + Nhiệt lượng cần thiết để (m – 0,2)kg nước đá nóng chảy hoàn toàn ở 00c là:

    Q4 = (m – 0,2).3,4.105 = (m – 0,2).340000

    Khi đó Qthu = Q3 + Q4 = 18000.m + 340000.(m – 0,2)

    + Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có:

    Qtoả = Qthu

     171152 = 18000.m + 340000.(m – 0,2)

     171152 = 358000.m – 68000

     358000.m = 239152  m = 0,668(kg) = 668(g)

    Vậy khối lượng của thỏi nước đá thả vào bình là 668g

    Các em học sinh giỏi giải được các bài tập nhiệt học như vậy là đã đạt được mục tiêu

    mà tôi đặt ra khi viết sáng kiến này.

    Ngöôøi thöïc hieän: Buøi Vaên Khaùnh

    SKKN: Phöông phaùp giaûi baøi taäp naâng cao vaät lí 8 phaàn nhieät hoïc

    Qua thực tế cho thấy, người thầy luôn sợ học sinh của mình không biết, không thể làm

    được nên không giám giao công việc để học sinh về nhà làm. Chúng ta nên mạnh dạn đầu

    tư, suy nghĩ tìm ra những việc làm vừa sức có thể giao cho các em về nhà làm sua mỗi tiết

    học(nếu có thể) để kích thích sự tò mò, lòng say mê yêu thích môn học.

    Ví dụ: Có thể giao cho các em làm những thí nghiệm đơn giản mà có thể tìm được

    dụng cụ như rắc các hạt mạt sắt nên trên tấm bìa, đặt nam châm ở dưới và gõ nhẹ vào tấm

    bìa rồi quan sát sự sắp sếp của các hạt mạt sắt. Hoặc làm thí nghiệm kiểm chứng lực đẩy

    Acximet FA = P = d.V bằng các dụng cụ ca, cốc, và vật rắn không thấm nước em tự

    tìm(giao việc sau bài học lực đẩy Acximet)…

    II. Một số kiến nghị:

    Về sách giáo khoa vật lí 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 tự chọn bám sát và phụ đạo thêm môn vật lí cho các em

    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 lí.

    

    13

    Ngöôøi thöïc hieän: Buøi Vaên Khaùnh

    

    SKKN: Phöông phaùp giaûi baøi taäp naâng cao vaät lí 8 phaàn nhieät hoïc

    14

    Ngöôøi thöïc hieän: Buøi Vaên Khaùnh

    --- Bài cũ hơn ---

  • Giải Bài Tập Môn Vật Lý Lớp 8 Bài 13: Định Luật Về Công
  • Giải Bài Tập Môn Vật Lý Lớp 8 Bài 17
  • Bài 6. Lực Ma Sát
  • Giải Bài Tập Trang 21, 22, 23 Vật Lí 8, Lực Ma Sát
  • Giáo Án Vật Lý 8 Tiết 14
  • Giải Vbt Khoa Học 4 Bài 52: Vật Dẫn Nhiệt Và Vật Cách Nhiệt

    --- Bài mới hơn ---

  • Giải Vbt Lịch Sử 8: Bài 8. Sự Phát Triển Của Kĩ Thuật, Khoa Học, Văn Học Và Nghệ Thuật Thế Kỉ Xviii
  • Giải Vở Bài Tập Khoa Học 4 Bài 32: Không Khí Gồm Những Thành Phần Nào?
  • Trả Lời Câu Hỏi Sgk Vật Lý 11 Bài 4
  • Ôn Tập Vật Lý 11 Chương 3 Dòng Điện Trong Các Môi Trường
  • 5 Bài Tập Vật Lý 11 Chương 1 Có Lời Giải
  • Bài 52: Vật dẫn nhiệt và vật cách nhiệt

    Bài 1. (trang 69 VBT Khoa Học 4): Khoanh vào chữ cái trước câu trả lời đúng.

    Tâm muốn pha một cốc sữa nóng, Tâm nên dùng bộ cốc và thìa quấy nào sau đây để sữa còn nóng nhất?

    Lời giải:

    a) Cốc thủy tinh và thìa đồng

    (b) Cốc nhựa và thìa nhựa

    c) Cốc thép và thìa thép

    d) Cốc thép và thìa nhựa

    Bài 2. (trang 70 VBT Khoa Học 4):

    a) Tại sao mặc nhiều áo mỏng lại ấm hơn một áo dày (có độ dày bằng tổng độ dày của các áo mỏng)?

    b) Vì sao nên tránh các hành động làm chăn bông mau bị xẹp, giảm xốp (chẳng hạn như giẵm lên chăn, …)?

    Lời giải:

    a) Vì khi mặc nhiều áo mỏng thì khả năng truyền nhiệt kém hơn, nhiệt độ được giữ lại nên ấm hơn.

    b) Tránh chăn bị xẹp, giảm xốp để có độ phồng, độ dầy tránh cho nhiệt bị thoát ra hơn, giữ ấm hơn.

    Bài 3. (trang 70 VBT Khoa Học 4): Để tìm hiểu xem thìa bằng nhựa hay thìa bằng nhôm dẫn nhiệt tốt hơn, Nam làm thí nghiệm nhu sau: Đặt thìa bằng nhôm vào cốc nước nóng, sau đó một lúc thì bỏ tiếp thìa bằng nhựa vào cốc. Sau một thời gian, Nam sờ tay vào các cán thìa để xem thìa nào nóng hơn, từ đó rút ra kết luận về vật nào dẫn nhiệt tốt hơn. Cách làm thí nghiệm này có hợp lí không? Nếu không thì không hợp lí ở đâu?

    Lời giải:

    – Cách làm thí nghiệm không hợp lí.

    – Nam lên cho 2 chiếc thìa vào cùng một lúc mới tìm hiểu được chiếc thìa nào dẫn nhiệt tốt hơn.

    Bài 4. (trang 70 VBT Khoa Học 4): Khoanh vào chữ cái trước câu trả lời đúng.

    Vì sao khi trời rét, đặt tay vào một vật bằng đồng ta thấy lạnh hơn so với đặt tay vào vật bằng gỗ?

    Lời giải:

    a) Vật bằng đồng có nhiệt độ thấp hơn vật bằng gỗ

    b) Đồng tỏa nhiệt lạnh cho tay nhiều hơn gỗ

    (c) Đồng dẫn nhiệt tốt hơn gỗ nên nhiệt từ tay ta truyền cho đồng nhiều hơn truyền cho gỗ. Vì vậy, tay ta có cảm giác lạnh hơn khi chạm vào vật bằng đồng.

    d) Đồng có chất lạnh, gỗ không có chất lạnh nên chạm tay vào vật bằng đồng khi trời rét ta có cảm giác lạnh hơn

    Các bài giải Vở bài tập Khoa Học lớp 4 khác:

    --- Bài cũ hơn ---

  • Giải Vở Bài Tập Khoa Học 4 Bài 13: Phòng Bệnh Béo Phì
  • Giải Vở Bài Tập Khoa Học 5 Bài 6: Từ Lúc Mới Sinh Đến Tuổi Dậy Thì
  • Giải Vở Bài Tập Khoa Học 5 Bài 7: Từ Tuổi Vị Thành Niên Đến Tuổi Già
  • Bài 42, 43: Sử Dụng Năng Lượng Chất Đốt
  • Vbt Lịch Sử 8 Bài 22: Sự Phát Triển Của Khoa Học
  • Web hay
  • Links hay
  • Push
  • Chủ đề top 10
  • Chủ đề top 20
  • Chủ đề top 30
  • Chủ đề top 40
  • Chủ đề top 50
  • Chủ đề top 60
  • Chủ đề top 70
  • Chủ đề top 80
  • Chủ đề top 90
  • Chủ đề top 100
  • Bài viết top 10
  • Bài viết top 20
  • Bài viết top 30
  • Bài viết top 40
  • Bài viết top 50
  • Bài viết top 60
  • Bài viết top 70
  • Bài viết top 80
  • Bài viết top 90
  • Bài viết top 100