Sáng kiến kinh nghiệm: Phương pháp giải bài tập phần nhiệt học - Trần Thị Thanh Phương

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 + 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. Sau bao lâu thì nước đá nóng chảy hết? Sau bao lâu nước đá bắt đầu sôi? 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: 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: phút 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: phút Vậy thời gian nước đá nóng chảy hết là: t1 + t2 + t3 = 1 + 8 + 10 = 19 phút 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: Thả một quả cầu bằng thép có khối lượng m1 = 2kg được nung nóng tới nhiệt độ 6000C 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 500C, 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 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. 3.3 Phương pháp *Phương pháp nghiên cứu lí luận. Nghiên cứu tài liệu có liên quan, phương pháp dạy học, lý luận dạy học, sách giáo khoa, sách giáo viên, các loại sách tham khảo. 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 ra 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 củahọc 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. 4. Kết quả thực hiện Qua kết quả nghiên cứu và giảng dạy tôi nhận thấy : Học sinh rèn được phương pháp tự học, tự phát hiện vấn đề, biết nhận dạng một số bài toán, nắm vững cách giải. Kĩ năng trình bày một bài toán khoa học, rõ ràng. Đa số các em đã yêu thích giờ học Vật lí, nhiều học sinh tích cực xây dựng bài. Học sinh rất có hứng thú để giải bài tập phần Nhiệt học nói riêng và Vật lí nói chung. Kết quả của bài kiểm tra trước khi áp dụng STT Lớp Giỏi Khá TB Yếu Kém 1 8A 14% 29% 49% 8% 0 2 8B 16% 35% 42% 5% 2% 3 8C 22% 39% 32% 7% 0 Kết quả giảng dạy trên lớp thông qua các bài kiểm tra học kì đạt 80% đến 85% trên trung bình, khi sử dụng các kinh nghiệm trên. kết quả giảng dạy tăng lên từ 96% đến 98% trên trung bình. Kết quả cụ thể STT Lớp Giỏi Khá TB Yếu Kém 1 8A 18% 41% 20% 3% 0 2 8B 19% 55.5% 23% 2,5% 0 3 8C 22% 47,9% 27% 3,1% 0 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 -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: ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. Ý kiến nhận xét đánh giá của hội đồng khoa học nhà trường: ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... Ý kiến nhận xét đánh giá của phòng GD-ĐT: .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Sáng kiến kinh nghiện của những đồng nghiệp giảng dạy vật lí 2. Bài tập cơ bản và nâng cao vật lí 8. 3. Sách của PGS - PTS Vũ Thanh Khiết 4. Sách phương pháp dạy học vật lý – Đại Học Huế (Nguyễn Đức Thâm : chủ biên). 5. Sách giáo khoa vật lí 8 6. Sách giáo viên vật lí 8 7. Sách giáo khoa vật lí 6 8. Sách giáo viên vật lí 6