Hướng dẫn giải bài tập về nhiệt học liên quan đến sự chuyển thể của các chất

 THUYẾT MINH MÔ TẢ GIẢI PHÁP
“Hướng dẫn giải bài tập về nhiệt học liên 
 quan đến sự chuyển thể của các chất ” NỘI DUNG BÁO CÁO 
 1 MÔ TẢ GIẢI PHÁP CŨ THƯỜNG LÀM 
2 MỤC ĐÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP
3 NỘI DUNG CÁC GIẢI PHÁP
 4 KẾT QUẢ THỰC HIỆN GIẢI PHÁP
 5 I. MÔ TẢ GIẢI PHÁP CŨ 
 Không phân ra các dạng bài 
 tập mà chỉ đưa ra ví dụ. 
Giải pháp cũ 
thường dùng Không có bài tập tự luyện 
 cho học sinh.
 Dạy bài tập nâng cao vượt khả 
 năng tiếp thu của học sinh. Chọn đội tuyển cho Học sinh chỉ làm 
 năm học sau gặp được bài tập đã 
 khó khăn. được làm.
 Chất lượng đội 
 Gây cho học sinh 
 tuyển học sinh 
 cảm giác nhàm 
 giỏi môn KHTN 
 chán và sợ học 
 (phân môn Vật 
 Lý của trường 
 chưa cao . Giúp giáo viên và học sinh có sự định 
 hình rõ ràng về các dạng bài tập có 
 sự chuyển thể của các chất. Giúp học 
 sinh tự tin hơn khi gặp bài tập nhiệt 
 học.
 MỤC 
 Nâng cao khả năng tự học, tự đọc cho 
ĐÍCH học sinh.
 CỦA Giúp giáo viên và học sinh có hướng 
 GIẢI mở với bài tập nhiệt học đặc biệt là tư 
 duy phát triển bài toán.
PHÁP
 Học sinh thích học đội tuyển Vật Lí. 
 Nâng cao chất lượng bộ môn và chất 
 lượng học sinh giỏi của nhà trường. III. NỘI DUNG GIẢI PHÁP
 • Kiến thức cơ bản 
1
 • Phân loại các dạng bài tập
2
 • Phương pháp giải cho từng dạng bài tập 
3 cụ thể. 1. Kiến thức cơ bản
a. Nguyên lí truyền nhiệt.
b. Công thức tính nhiệt lượng vật thu vào.
c. Công thức tính nhiệt lượng vật tỏa ra.
d. Phương trình cân bằng nhiệt.
e. Công thức tính nhiệt lượng vật thu vào khi nóng chảy hoàn 
toàn ở nhiệt độ nóng chảy và nhiệt lượng vật tỏa ra khi đông đặc.
f. Công thức tính nhiệt lượng chất lỏng thu vào để hóa hơi hoàn 
toàn ở nhiệt độ sôi và nhiệt lượng hơi tỏa ra khi ngưng tụ. Dạng 1: Tính nhiệt lượng một 
 vật thu vào hay tỏa ra khi có sự 
 chuyển thể.
 2. Dạng 2: Bài tập về trao đổi 
 nhiệt có sự chuyển thể từ thể 
 CÁC 
 rắn sang thể lỏng và ngược lại.
DẠNG 
 BÀI Dạng 3: Bài tập trao đổi nhiệt có 
 sự chuyển thể từ thể lỏng sang 
 TẬP
 thể khí và ngược lại 
 Dạng 4: Bài tập về đồ thị liên 
 quan đến sự chuyển thể. Cấu trúc của từng dạng 
 • Dấu hiệu nhận biết
1
 • Phương pháp giải
2
3 • Ví dụ minh họa
 • Bài tập tương tự
4 Dạng 1: Tính nhiệt lượng một vật thu vào hay tỏa ra khi có 
 sự chuyển thể.
 *Dấu hiệu nhận biết loại bài tập: Bài toán chỉ 
cho một chất thu nhiệt hay tỏa nhiệt, yêu cầu tính 
nhiệt lượng vật thu vào để tăng nhiệt độ hay nhiệt 
lượng một vật tỏa để giảm nhiệt độ và có sự biến đổi 
thể. Dạng 1: Tính nhiệt lượng một vật thu vào hay tỏa ra khi 
 có sự chuyển thể
 Phương pháp giải
 • Tìm hiểu tóm tắt đề bài
Bước 1
 • Phân tích hiện tượng vật lí, cần phân tích rõ về thể 
Bước 2 của chất đó từ giai đoạn ban đầu đến giai đoạn kết 
 thúc.
Bước 3 • Sử dụng công thức tính nhiệt lượng một vật thu 
 vào hoặc công thức tính nhiệt lượng vật tỏa ra để 
 tính nhiệt lượng.
Bước 4
 • Tính tổng nhiệt lượng cần cung cấp. 
 Bước 5 • Biệm luận và kiểm tra lại kết quả. Dạng 1: Tính nhiệt lượng một vật thu vào hay tỏa ra khi có 
 sự chuyển thể
 Ví dụ : Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá 
ở - 100C chuyển thành nước ở 800C. Cho biết nhiệt dung 
riêng của nước đá là 1800J/kg.K; của nước là 
4200J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.105J/kg.
Phân tích bài toán: 5kg nước đá ở ­ 100C chuyển thành 
nước ở 800C thì nước đá cần thu nhiệt ở các giai đoạn:
+ Nước ban đầu ở thể rắn, cần thu nhiệt để tăng từ ­100C 
lên 00C.
+ Nước đá ở 00C thu nhiệt để nóng chảy hoàn toàn 
(chuyển từ thể rắn sang thể lỏng).
+ Nước ở 00C sẽ tiếp tục thu nhiệt để tăng từ 00C lên 
800C. Bài giải
Nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá tăng từ ­100C lên 00C 
là
Q1 = m.c1.[0-t1] = 5.1800.[0-(-10)] = 90000 (J)
Nhiệt lượng cần cung cấp để 5kg nước đá ở 00C nóng chảy hoàn 
toàn là 
 5
Q2 = m. l = 5. 3,4.10 = 1700000 (J)
Nhiệt lượng cần cung cấp để 5kg nước ở 00C thu vào để tăng 
nhiệt độ lên 800C là:
Q3 = m.c2 .(t2 -0) = 5.4200.(80- 0) = 1680000 (J)
Nhiệt lượng cần cung cấp để 5kg nước đá từ ­100C chuyển thành 
nước ở 800C là:
Q = Q1 +Q2 +Q3 = 90000 + 1700000 +1680000 = 3470000 (J) 
 Đáp số: 3470000J Dạng 2:Bài tập về trao đổi nhiệt có sự chuyển thể từ 
 thể rắn sang thể lỏng và ngược lại.
*Dấu hiệu nhận biết loại bài tập: Đề bài thường cho 
hai hay nhiều chất trao đổi nhiệt với nhau trong đó có 
ít nhất một chất là chất lỏng và một chất là chất rắn 
nên đề bài thường yêu cầu tìm nhiệt độ cân bằng của 
hỡn hợp và tìm khối lượng chất còn lại trong bình 
sau khi có cân bằng nhiệt. Dạng 2:Bài tập về trao đổi nhiệt có sự chuyển thể từ thể 
 rắn sang thể lỏng và ngược lại.
 Phân loại
 Loại 1: Trao đổi nhiệt 
 Loại 2: Trao đổi nhiệt 
 có sự chuyển thể hoàn 
 xảy ra không hoàn toàn
 toàn. Loại 1: Trao đổi nhiệt có sự chuyển thể hoàn toàn.
Bước 1 • Tìm hiểu tóm tắt đề bài
Bước 2 • Thử để kiểm tra nhiệt độ cân bằng của hệ 
Bước 3 • Thiết lập phương trình cân bằng nhiệt.
 Bước 4 • Giải phương trình, tìm ẩn.
 Bước 5 • Biệm luận và kiểm tra lại kết quả. Bước 2:Thử để kiểm tra nhiệt độ cân bằng của hệ 
­Tính nhiệt lượng m1 kg chất tỏa ra để hạ nhiệt độ từ nhiệt độ 
 0
ban đầu t1 đến 0 C: Qtỏa 
­ Tính nhiệt lượng m2 kg chất thu vào để tăng nhiệt độ từ nhiệt độ 
 0
ban đầu t2 đến 0 C: Qthu 
­ So sánh Qtỏa và Qthu :
+ TH 1: Nếu Qtỏa > Qthu thì tính tiếp nhiệt lượng m2 kg chất đó ở 
 0
0 C thu vào để nóng chảy hoàn toàn là Qthu1. Qthu +Qthu1 < Qtỏa thì 
rút ra kết luận là chất rắn m2 đã nóng chảy hoàn toàn và chuyển 
thành chất lỏng, nhiệt độ cân bằng của hệ lớn hơn 00C (t > 00C).
 0
+ TH 2: Nếu Qtỏa < Qthu thì tính nhiệt lượng m1 kg chất đó ở 0 C 
tỏa ra để đông đặc hoàn toàn là Qtỏa1. So sánh Qtỏa +Qtỏa1 < Qthu 
thì rút ra kết luận m1 kg chất lỏng đã đông đặc hoàn toàn thành 
chất rắn và nhiệt độ cân bằng của hệ nhỏ hơn 00C (t < 00C). Bước 3: Xây dựng phương trình cân bằng nhiệt:
*Nếu xảy ra trường hợp 1: t>0
­ Phân tích quá trình thu nhiệt của chất rắn m2 gồm:
+ m2 kg chất rắn thu nhiệt để tăng nhiệt độ từ t2 ­ đến 
 0
0 C: Qthu
 0
+ m2 kg chất rắn ở 0 C thu nhiệt để nóng chảy hoàn 
toàn: Qthu 1
 0
+ m2 kg chất lỏng thu nhiệt để tăng nhiệt độ từ 0 C đến 
 0
t : Qthu2
­ Phân tích quá trình tỏa nhiệt của chất lỏng m1 kg chất 
lỏng từ t1 xuống t: Q’tỏa
­ Viết phương trình cân bằng nhiệt: Qthu + Qthu1 + Qthu2 = 
Q’tỏa Bước 3: Xây dựng phương trình cân bằng nhiệt:
*Nếu xảy ra trường hợp 2: t<0
­ Phân tích quá trình tỏa nhiệt của chất lỏng m1 gồm các 
giai đoạn:
+m1 kg chất lỏng tỏa nhiệt để giảm nhiệt độ từ t1 ­ xuống 
 0
0 C: Qtỏa
 0
+ m1 kg chất lỏng ở 0 C tỏa nhiệt để đông đặc hoàn 
toàn: Qtỏa1
 0
+ m2 kg chất rắn tỏa nhiệt để giảm nhiệt độ từ 0 C đến 
t0. 
­ Phân tích quá trình thu nhiệt của m2 từ t2 đến t: Q’thu
­ Viết phương trình cân bằng nhiệt: Qtỏa + Qtỏa1 + Qtỏa2 = 
Q’thu Ví dụ 1: 
 0
Trong một bình chứa m1 = 4kg nước ở t1 = 30 C. Người 
ta thả vào bình một cục nước đá có khối lượng m2 = 
 0
0,4kg ở t2 = -10 C. Cho nhiệt dung riêng của nước và 
nước đá lần lượt là c1 = 4200J/kg.K và c2 = 1800J/kg.K. 
Nhiệt nóng chảy của nước đá là 34.104J/kg.
a. Nước đá có tan hết không? Tính nhiệt độ chung của hệ 
khi có cân bằng nhiệt.
b. Tính lượng nước có trong bình khi đó