Giáo án Vật lí 12 chân trời Bài 4: Thực hành đo nhiệt dung riêng, nhiệt nóng chảy riêng, nhiệt hoá hơi riêng

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia lớp thành 4 – 6 nhóm.

- GV giao nhiệm vụ cho các nhóm: Lập phương án thí nghiệm đo nhiệt dung riêng của nước và trả lời câu hỏi Thảo luận (SGK – tr30)

Dựa vào cơ sở lí thuyết và các dụng cụ gợi ý, hãy đề xuất phương án thí nghiệm đo nhiệt dung riêng của nước theo các gợi ý sau:

- Xác định các đại lượng trung gian cần đo và dụng cụ để đo các đại lượng này.

- Cách bố trí thí nghiệm và các bước tiến hành thí nghiệm.

- Dự kiến kết quả cần thu thập và xử lí số liệu.

- GV tổng hợp phương án thí nghiệm của các nhóm và lựa chọn phương án phù hợp cho cả lớp.

- GV phát dụng cụ thí nghiệm cho HS và yêu cầu các nhóm tiến hành thí nghiệm đo nhiệt dung riêng của nước theo phương án đã chọn.

- GV hướng dẫn HS xử lí kết quả thí nghiệm và trả lời câu hỏi Thảo luận 2 (SGK – tr31)

Đề xuất phương án khắc phục sai số giữa kết quả nhiệt dung riêng của nước vừa đo được với giá trị trong Bảng 3.1 (trang 23).

- Sau khi HS báo cáo kết quả thí nghiệm, GV đánh giá kết quả thí nghiệm của các nhóm và dẫn dắt HS rút ra các nguyên nhân gây ra sai số trong phép đo đã thực hiện.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS làm việc theo nhóm, thảo luận và tiến hành thí nghiệm.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV yêu cầu các nhóm nộp sản phẩm và báo cáo kết quả thí nghiệm.

*Trả lời Thảo luận 1 (SGK – tr30)

(Như nội dung trong SGK – tr29-31)

*Trả lời Thảo luận 2 (SGK – tr31)

Để giảm sai số trong phép đo nhiệt dung riêng của nước, cần khắc phục những điểm sau:

- Đảm bảo nhiệt lượng kế được đậy kín, không có nhiệt lượng truyền ra bên ngoài.

- Trong thực tế, bình nhiệt lượng kế hấp thụ một phần nhiệt lượng toả ra từ dòng điện. Bổ sung thêm phần nhiệt lượng này vào phương trình cân bằng nhiệt.

- Đảm bảo nước được khuấy nhẹ nhàng và liên tục để phép đo nhiệt độ của nước chính xác.

- Chú ý quan sát để duy trì hiệu điện thế và cường độ dòng điện qua bình nhiệt lượng kế luôn ổn định trong quá trình đun.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận về nội dung Thí nghiệm đo nhiệt dung riêng của nước.

- GV chuyển sang nội dung Thí nghiệm đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá. 

1. Thí nghiệm đo nhiệt dung riêng của nước

Bước 1: Điều chỉnh đơn vị đo của cân là gam (g). Đặt bình nhiệt lượng kế (đã gắn nhiệt kế và que khuấy) lên đĩa cân, hiệu chỉnh cân về số 0,00.

Bước 2:

- Nhấc bình nhiệt lượng kế khỏi đĩa cân, rót nước ở nhiệt độ phòng vào bình sao cho dây nung ngập hoàn toàn trong nước. Đặt bình nhiệt lượng kế chứa nước lên đĩa cân, ghi nhận giá trị khối lượng m_n và nhiệt độ ban đầu T₀ của nước.

Bước 3:

- Mắc bình nhiệt lượng kế vào mạch điện như Hình 4.2. Điều chỉnh biến thế nguồn đến giá trị 6 V.

- Đóng công tắc, đồng thời bấm đồng hồ đo thời gian.

- Ghi nhận giá trị hiệu điện thế U trên vôn kế và cường độ dòng điện I trên ampe kế.

- Dùng que khuấy khuấy nhẹ nhàng, liên tục để nước trong bình nóng đều.

- Quan sát và ghi lại thời gian tại mỗi thời điểm mà số chỉ trên nhiệt kế tăng thêm 1⁰C, 2⁰C, 3⁰C theo mẫu Bảng 4.1.

Bước 4: Ngắt mạch điện.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giao nhiệm vụ cho các nhóm: Lập phương án thí nghiệm đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá và trả lời câu hỏi Thảo luận 3 (SGK – tr30)

Dựa vào cơ sở lí thuyết và các dụng cụ gợi ý, hãy đề xuất phương án thí nghiệm đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá theo các gợi ý sau:

- Xác định các đại lượng trung gian cần đo và dụng cụ để đo các đại lượng này.

- Cách bố trí thí nghiệm và các bước tiến hành thí nghiệm.

- Dự kiến kết quả cần thu thập và xử lí số liệu.

- GV tổng hợp phương án thí nghiệm của các nhóm và lựa chọn phương án phù hợp cho cả lớp.

- GV phát dụng cụ thí nghiệm cho HS và yêu cầu các nhóm tiến hành thí nghiệm đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá theo phương án đã chọn.

- GV yêu cầu HS đọc nội dung phần Mở rộng (SGK – tr32).

- GV hướng dẫn HS xử lí kết quả thí nghiệm và trả lời câu hỏi Thảo luận 4 (SGK – tr33)

Đề xuất phương án khắc phục sai số giữa kết quả nhiệt nóng chảy riêng của nước đá vừa đo được với giá trị trong Bảng 1.2 (trang 11).

- Sau khi HS báo cáo kết quả thí nghiệm, GV đánh giá kết quả thí nghiệm của các nhóm và dẫn dắt HS rút ra các nguyên nhân gây ra sai số trong phép đo đã thực hiện.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS làm việc theo nhóm, thảo luận và tiến hành thí nghiệm.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV yêu cầu các nhóm nộp sản phẩm và báo cáo kết quả thí nghiệm.

*Trả lời Thảo luận 3 (SGK – tr32)

(Như nội dung trong SGK – tr31-33)

*Trả lời Thảo luận 4 (SGK – tr31)

Để giảm sai số trong phép đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá, cần khắc phục những điểm sau:

- Đảm bảo nhiệt lượng kế được đậy kín, không có nhiệt lượng truyền ra bên ngoài.

- Trong thực tế, bình nhiệt lượng kế và que khuấy hấp thụ một phần nhiệt lượng toả ra. Vì thế, có thể bổ sung thêm phần nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế và que khuấy hấp thụ vào biểu thức 4.2.

- Đảm bảo nước được khuấy đảo nhẹ nhàng và liên tục để phép đo nhiệt độ của nước chính xác.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận về nội dung Thí nghiệm đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá.

- GV chuyển sang nội dung Thí nghiệm đo nhiệt nóng hóa hơi riêng của nước. 

2. Thí nghiệm đo nhiệt nóng chảy riêng của nước đá

Bước 1: Điều chỉnh đơn vị đo của cân là gam (g). Đặt bình nhiệt lượng kế (đã gắn nhiệt kế và que khuấy) lên đĩa cân, hiệu chỉnh cân về số 0,00.

Bước 2: 

- Nhấc bình nhiệt lượng kế khỏi đĩa cân, rót nước ở nhiệt độ 2 phòng vào bình nhiệt lượng kế (khoảng 2/3 bình).

- Đặt bình nhiệt lượng kế chứa nước lên đĩa cân, ghi giá trị khối lượng m_n và nhiệt độ ban đầu T₀ của nước theo mẫu Bảng 4.2.

Lặp lại phép đo khối lượng m của nước thêm hai lần.

Bước 3: Đặt lại bình nhiệt lượng kế chứa nước lên đĩa cân, hiệu chỉnh cân về số 0,00.

Bước 4:

- Nhấc bình nhiệt lượng kế khỏi đĩa cân, cho khối nước đá vào bình nhiệt lượng kế. 

- Đậy kín nắp bình nhiệt lượng kế, dùng que khuấy khuấy đều đến khi nước đá tan hết. Ngay khi nhận thấy nước đá vừa tan hết, ghi giá trị nhiệt độ 7 của nước theo mẫu Bảng 4.2.

Bước 5: Đặt bình nhiệt lượng kế lúc này lên đĩa cân. Ghi giá trị m_đ của khối nước đá theo mẫu Bảng 4.2. Lặp lại phép đo khối lượng m_đ của khối nước đá thêm hai lần.