Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập phần nhiệt học

PHÒNG GD VÀ ĐT THOẠI SƠN
TRƯỜNG THCS 
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
 .. , ngày 18 tháng 11 năm 2018
BÁO CÁO 
Kết quả thực hiện sáng kiến 
I. Sơ lược lý lịch tác giả:
- Họ và tên: 
- Ngày tháng năm sinh: 
- Nơi thường trú: 
- Đơn vị công tác: 
- Chức vụ hiện nay: 
- Lĩnh vực công tác: 
II. Sơ lược đặc điểm tình hình đơn vị:
Thuận lợi:
	- Được sự quan tâm của BGH và đoàn thể tạo điều kiện thuận lợi để GV thực hiện tốt nhiệm vụ năm học.
	- Có đầy đủ phòng bộ môn lí đảm bảo cho học sinh học gần hết các tiết ở phòng bộ môn.
	- ĐDDH đầy đủ và mới phục vụ cho việc dạy.
	- Đa số GV trình độ vững vàng, nhiệt tình trong công tác, có tinh thần đổi mới và nâng cao phương pháp giảng dạy; luôn tự học hỏi và trao đổi kinh nghiệm với nhau để giảng dạy thật tốt.
	- Tập thể tổ đoàn kết, hòa đồng, thân thiện.
2. Khó khăn:
	- Phần lớn hoàn cảnh gia đình học sinh còn khó khăn. Sự quan tâm, đầu tư của nhiều phụ huynh cho vấn đề học tập của con em chưa đều và đầy đủ. PHHS đi làm ăn xa nhiều, giao phó con em cho nhà trường và ông bà ở nhà.
	- Một bộ phận học sinh có nhà xa trường, điều kiện học tập, đi lại có nhiều hạn chế, khó khăn. Một ít các em chưa có động cơ, thái độ học tập đúng đắn.
- Tên sáng kiến: PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN NHIỆT HỌC
- Lĩnh vực: Vật Lí 8
III. Mục đích yêu cầu của sáng kiến:
Thực trạng ban đầu trước khi áp dụng sáng kiến
 * Thực trạng tình hình:
 - Qua giảng dạy học bộ môn vật lí phần nhiệt học tôi nhận thấy việc định hướng giải bài tập định lượng của các em còn yếu ở các mặt sau:
 + Các em chưa xác định được các quá trình trao đổi nhiệt
 + Các em chưa xác đinh được đúng đối tượng trao đổi nhiệt
 + Các em chưa xác đinh được các bước giải bài tập
 - Kết quả đạt được qua kết quả làm bài tập trong các giờ học của các em cụ thể như sau:
 VD: Tôi có ra một bài tập như sau: Người ta thả một miếng đồng khối lượng 0,5kg vào 500g nước. Miếng đồng nguội đi từ 80°C xuống 20°C. 
Hỏi
a. Nước nhận được một nhiệt lượng bằng bao nhiêu 
b. Nước nóng lên thêm bao nhiêu độ ?
 Đa số các em còn lúng túng và chưa biết cách để giải một bài toán nhiệt học.
 - 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 khách quan và nguyên nhân chủ quan.
 - Trước hết phải kể đến sự hạn chế về phương pháp truyền đạt kiến thức của người thầy đến với học sinh chưa đạt hiệu quả cao .
 - Thứ hai là bản thân học sinh còn chủ quan lơ là, chưa tập chung nghe giảng nên tiếp thu kiến thức chưa đầy đủ do vậy việc định hướng giải bài tập chưa tốt.
 - Thứ ba phải kể đến cách biên soạn chương trình sách giáo khoa Vật Lý 8. Đó là toàn bộ các tiết dạy đều là lý thuyết, không có tiết bài tập nên giáo viên chưa rèn được kỹ năng cho học sinh . Trong khi ở lớp 6 lớp 7 các em ít được làm quen với dạng bài tập định lượng thì lên lớp 8 các em cố rất nhiều bài tập định lượng nhất là phần nhiệt học. Vì vậy đối với các em học sinh mà nói bài tập vật lí nhiệt học là khó song lại không được rèn luyện thường xuyên dẫn đến việc định hướng giải bài tập nhiệt học của các em là rất kém.
 - Để giúp các em khắc phục phần nào hạn chế đó, tôi đã tìm tòi, suy nghĩ và đưa ra: 
“ Phương pháp giải bài tập phần nhiệt học vật lí 8”
 Qua đây sẽ góp phần vào việc rèn luyện tư duy tích cực và phương pháp tự học của người học . Từ đó các em thêm yêu thích môn học , phát triển được năng lực tìm tòi học tập của các em.
 * Những thuận lợi, khó khăn:
 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 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.
Sự cần thiết phải áp dụng sáng kiến
 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.
Nội dung sáng kiến 
 a) Tiến trình thực hiện
 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.
 - Trong quá trình giảng dạy tôi có đưa ra một số phương pháp để nâng cao hiệu quả 
 + Cần có kĩ năng định hướng bài giải một cách có hệ thống, dễ hiểu
 + Cần phải tổ chức cho học sinh hoạt động một cách tích cực giúp cho các em có tính tự học, tự giác
 + Cần hướng dẫn và nhắc lại cho học sinh một số kiến thức có liên quan
 + Đưa ra các phương pháp giải ngắn gọn, dễ hiểu
b) Thời gian thực hiện
 Bắt đầu nghiên cứu từ năm học 2017 – 2018 đến hết năm học 2017- 2018 và hoàn thành sáng kiến ở năm học 2018 – 2019.
c) Biện pháp tổ chức
 Các bước tiến hành.
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.
 - Giáo viên đọc thêm sách tham khảo để sưu tầm nhiều dạng bài tập và chọn phương pháp giải dễ hiểu.
 - 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 rập 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 
 Trong đó (t = t1-t2)
 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 chat 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(Bài đọc thêm)
 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 (Bài đọc thêm)
 H = 
 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 : 
Tóm tắt 
m1 = 0,5kg Bài giải
m2 = 2kg Nhiệt lượng cần để đun 0,5 kg nhôm từ 25°C đến 100°C là 
c1 = 880J/kg.K Q1 = m1.c1.t = 0,5.880. (100 – 25) = 33000(J)
c2 = 4200J/kg.K 	 Nhiệt lượng cần để đun 2 kg nước từ 25°C đến 100°C là 
Q = ? 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 = = 13°C
	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.
Dạng 3: Bài tập có liên quan đến hiệu suất.(Bài đọc thêm nhưng cũng phải nói với đối tượng học sinh giỏi)
Bài tập 1: Người ta dùng bếp dầu hỏa để đun sôi 2 lít nước từ 20°C đựng trong một ấm nhôm có khối lượng 0,5kg. Tính lượng dầu hỏa cần thiết, biết chỉ có 30% nhiệt lượng do dầu hỏa tỏa ra làm nóng nước và ấm.
 	Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K, của nhôm là 880J/kg.K, năng suất tỏa nhiệt của dầu hỏa là 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, tỏa 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 hỏa 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 tỏa nhiệt đó là bếp dầu hỏa
- Nhiệt lượng có ích là nhiệt lượng làm nóng nước và ấm
- Nhiệt lượng toàn phần do dầu hỏa bị đốt cháy tỏa ra
- 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)
q = 46.106 J/kg Nhiệt lượng do dầu hỏa tỏa ra
m = ? Qtp = = = =2357333(J)
 Lượng dầu cần thiết để đun sôi ấm nước là :
Qtp = m.q m == = 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 = suy luận tìm các đại lượng liên quan.
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 -150C hóa thành hơi hoàn toàn. 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/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 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 1000C 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 -150C 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 -100C. Tính nhiệt lượng cần thiết để thỏi nước đá hoá thành hơi 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
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 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
- 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 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
+ 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:
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
 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: Một quả cầu nhôm có khối lượng 0,105kg được đun nóng tới 142oC rồi thả vào chậu nước ở nhiệt độ 20oC. Sau một thời gian, nhiệt độ của cả hệ thống là 42oC. Xem như nhiệt lượng chỉ truyền lẫn cho nhau. Xác định khối lượng của nước.
Bài 2: Có 60kg nước ở nhiệt 100oC, phải đổ thêm vào bao nhiêu kg nước lạnh (ở