Kênh giáo viên » Giáo án vật lí 12 kết nối tri thức

Giáo án Vật lí 12 kết nối Bài 4: Nhiệt dung riêng

Giáo án Bài 4: Nhiệt dung riêng sách Vật lí 12 kết nối tri thức. Được thiết kế theo công văn 5512, chi tiết, đầy đủ. Giáo án là bản word, có thể tải về và dễ dàng chỉnh sửa. Bộ giáo án có đầy đủ các bài trong học kì 1 + học kì 2 của Vật lí 12 kết nối tri thức. Kéo xuống dưới để tham khảo chi tiết.

Hướng dẫn tải giáo án

Xem toàn bộ: Giáo án vật lí 12 kết nối tri thức đủ cả năm

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 4: NHIỆT DUNG RIÊNG

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

Nêu được định nghĩa nhiệt dung riêng.
Thảo luận để thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện phương án, đo được nhiệt dung riêng bằng dụng cụ thực hành.

2. Năng lực

Năng lực chung:

Năng lực tự chủ tự học: Chủ động tìm kiếm thông tin và nêu ý kiến đề xuất phương án thí nghiệm đo nhiệt dung riêng.
Năng lực giao tiếp hợp tác: Thảo luận nhóm, tiếp thu sự góp ý và hỗ trợ thành viên trong nhóm thực hiện thí nghiệm đo nhiệt dung riêng bằng dụng cụ thực hành.
Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định được và chủ động nêu ý kiến đề xuất phương án thí nghiệm đo nhiệt dung riêng, đề xuất giải pháp giải quyết.

Năng lực vật lí:

Nêu được hệ thức tính nhiệt lượng trong quá trình truyền nhiệt để làm thay đổi nhiệt độ của vật.
Nêu được định nghĩa nhiệt dung riêng.
Tiến hành được thí nghiệm để xác định nhiệt dung riêng của nước.

3. Phẩm chất

Trung thực trong báo cáo kết quả thí nghiệm đo nhiệt dung riêng của nước.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:

1. Đối với giáo viên:

SGK, SBT, SGV Vật lí 12, Kế hoạch bài dạy.
Hình vẽ và đồ thị trong SGK: bảng giá trị gần đúng nhiệt dung riêng của một số chất, hình ảnh bộ thí nghiệm thực hành đo nhiệt dung riêng của nước, đồ thị biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian của nước,…
Phiếu học tập.
Dụng cụ thí nghiệm: 2 đèn cồn, 2 cốc thủy tinh hoặc bình chia độ đựng cùng một khối lượng hai chất lỏng khác nhau, 2 giá thí nghiệm, 1 nhiệt kế điện tử hoặc cảm biến nhiệt độ, đồng hồ bấm giờ.
Máy chiếu, máy tính (nếu có).

2. Đối với học sinh:

SGK, SBT Vật lí 12.
HS mỗi nhóm: 1 biến thế nguồn; 1 bộ đo công suất nguồn điện (oát kế) có tích hợp chức năng đo thời gian; 1 nhiệt kế điện tử hoặc cảm biến nhiệt độ có thang đo từ -20⁰C đến 110⁰C và độ phân giải nhiệt độ ± 0,1⁰C; 1 nhiệt lượng kế bằng nhựa có vỏ xốp, kèm điện trở nhiệt (gắn ở trong bình); 1 Cân điện tử (hoặc bình đong) và các dây nối.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: HS nhận biết được các chất khác nhau cần cung cấp năng lượng nhiệt khác nhau để tăng nhiệt độ một lượng như nhau từ đó GV dẫn dắt HS xác định được vấn đề của bài học.

b. Nội dung: GV tiến hành thí nghiệm cho HS quan sát và nhận xét về kết quả thí nghiệm.

c. Sản phẩm học tập: HS phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề cần tìm hiểu.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV tiến hành thí nghiệm:

+ Dùng đèn cồn đun nóng 2 cốc thủy tinh đựng cùng một khối lượng hai chất lỏng khác nhau (1 cốc đựng dầu ăn, 1 cốc đựng nước) trong cùng khoảng thời gian 1 phút.

+ Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ của chất lỏng trong hai cốc sau 1 phút đun nóng.

- GV yêu cầu HS quan sát thí nghiệm và nhận xét kết quả thí nghiệm, giải thích.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS quan sát thí nghiệm, suy nghĩ và thực hiện nhiệm vụ.

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

- GV mời 1 – 2 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày suy nghĩ của mình.

Gợi ý trả lời:

- Nhận xét: nhiệt độ của dầu cao hơn nhiệt độ của nước.

- Giải thích:

+ Trong cùng một khoảng thời gian, năng lượng nhiệt mà các chất lỏng nhận được từ đèn cồn coi là như nhau.

+ Do dầu và nước khác nhau về bản chất, lượng dầu cần ít năng lượng nhiệt hơn (so với nước) để tăng lên 1⁰C nên nhiệt độ của dầu lớn hơn sau cùng 1 phút đun nóng.

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

- Sau khi HS trả lời, GV nhận xét và dẫn dắt vào bài học mới: Mỗi chất khác nhau cần được cung cấp năng lượng nhiệt khác nhau để một kg chất đó tăng thêm 1⁰C. Lượng nhiệt năng này được gọi là nhiệt dung riêng của chất. Nội dung của bài học mới sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về nhiệt dung riêng và cách đo nhiệt dung riêng của một chất bằng dụng cụ thực hành – Bài 4: Nhiệt dung riêng.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tìm hiểu về khái niệm nhiệt dung riêng

a. Mục tiêu: HS nêu được định nghĩa nhiệt dung riêng và viết được công thức tính nhiệt lượng trong quá trình truyền nhiệt để làm thay đổi nhiệt độ của vật.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để hoàn thành phiếu học tập, nêu định nghĩa và biểu thức tính nhiệt dung riêng.

c. Sản phẩm:

- Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để tìm hiểu về khái niệm nhiệt dung riêng.

- HS hoàn thành phiếu học tập.

PHIẾU HỌC TẬP

Đọc mục I trong SGK – tr.20 và trả lời câu hỏi sau bằng cách chọn 1 phương án đúng nhất.

Câu 1. Nhiệt lượng cần cung cấp cho vật để làm tăng nhiệt độ của của nó không phụ thuộc

A. khối lượng của vật.

B. độ tăng nhiệt độ của vật.

C. tính chất của chất làm vật.

D. kích thước ban đầu của vật.

Câu 2. Một vật có khối lượng m (kg) được làm bằng chất có nhiệt dung riêng c (J/khK), nhận nhiệt lượng Q (J) thì nhiệt độ của vật tăng thêm ΔT (K). Hệ thức nào sau đây đúng?

B. .

C. c.

Câu 3. Một thùng đựng 20 lít nước ở nhiệt độ 20⁰C. Cho khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m³ và nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kgK. Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước trong thùng để nhiệt độ của nó tăng lên tới 70⁰C là

A. 294 kJ.

B. 4200 kJ.

C. 5880 kJ.

D. 1680 kJ.

Câu 4. Biết nhiệt dung riêng của nước và của nước đá lần lượt là 4200 J/kgK và 2100 J/kgK. Phát biểu nào dưới đây không đúng?

A. Để 1 kg nước tăng thêm 1⁰C thì cần cung cấp cho nước nhiệt lượng 200 J.

B. Để 1 kg nước đá tăng thêm 1⁰C thì cần cung cấp cho nước đá nhiệt lượng 2100 J.

C. Với cùng một khối lượng, khi cung cấp nhiệt lượng như nhau thì độ tăng nhiệt độ của nước đá và nước như nhau.

D. Nếu được cung cấp cùng một nhiệt lượng và độ tăng nhiệt độ của nước đá và nước là như nhau thì khối lượng nước đá gấp đôi khối lượng nước.

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và tìm hiểu về các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt lượng cần cung cấp cho vật.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, trả lời nội dung Câu hỏi (SGK – tr20): Hãy tìm ví dụ trong đời sống để minh họa cho nội dung trên.

- GV phát phiếu học tập cho HS, yêu cầu HS đọc mục I trong SGK – tr.20 và hoàn thành phiếu học tập.

- Sau khi HS trả lời nội dung phiếu học tập, GV kết luận về nội dung khái niệm nhiệt dung riêng.

- Để củng cố kiến thức vừa học, GV yêu cầu HS trả lời nội dung Hoạt động (SGK – tr21)

1. Biết nhiệt dung riêng của nước lớn gấp hơn hai lần của dầu, tại sao trong bộ tản nhiệt (làm mát) của máy biến thế, người ta lại dùng dầu mà không dùng nước như trong bộ tản nhiệt của động cơ nhiệt?

2. Hãy dựa vào giá trị của nhiệt dung riêng của nước và của đất trong Bảng 4.1 để giải thích tại sao ban ngày có gió mát thổi từ biển vào đất liền, ban đêm có gió ấm thối từ đất liền ra biển.

3. Một thùng đựng 20 lít nước ở nhiệt độ 20⁰C. Cho khối lượng riêng của nước là 1 000 kg/m³.

a) Tính nhiệt lượng cần truyền cho nước trong thùng để nhiệt độ của nó tăng lên tới 70⁰C.

b) Tính thời gian truyền nhiệt lượng cần thiết nếu dùng một thiết bị điện có công suất 2,5 kW để đun lượng nước trên. Biết chỉ có 80% điện năng tiêu thụ được dùng để làm nóng nước.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, làm việc theo nhóm và trả lời câu hỏi.

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

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

- GV mời đại diện HS báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ trước lớp.

*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr20)

- Các hiện tượng quan sát được hằng ngày cho thấy độ lớn của nhiệt lượng cần cung cấp cho vật để làm tăng nhiệt độ của nó phụ thuộc vào các yếu tố sau:

+ Khối lượng của vật: Thời gian đun sôi 10 lít nước sẽ lâu hơn đun 1 lít nước.

+ Độ tăng nhiệt độ của vật: Để đun cùng một lượng nước tăng thêm 20⁰C sẽ cần ít thời gian hơn khi đun lượng nước đo tăng thêm thêm 50⁰C.

+ Tính chất của chất làm vật: Để làm nóng 1 miếng sắt và 1 miếng nhôm sẽ tốn thời gian khác nhau.

*Trả lời Phiếu học tập

1. D.

2. A.

3. B.

4. C.

*Trả lời Hoạt động (SGK – tr21)

1. Do phương pháp giải nhiệt của máy biến áp là phương pháp giải nhiệt trực tiếp, chất giải nhiệt tiếp xúc trực tiếp với chất cần giải nhiệt là cuộn dây và lõi sắt, mà cuộn dây và lõi sắt thì có điện áp cao, do đó phải sử dụng dầu cách điện vừa có tính cách điện và kết hợp giải nhiệt.

Dầu sử dụng làm mát máy biến áp có yêu cầu: cách điện, giải nhiệt, dập hồ quang điện, chống ăn mòn kim loại.

Còn động cơ nhiệt không cần cách điện, do đó dùng nước để giải nhiệt là rẻ tiền và hiệu quả hơn. Nước hấp thu nhiệt và thải nhiệt nhanh hơn dầu.

2. Do nhiệt dung riêng của nước và của đất khác nhau nên việc trao đổi nhiệt lượng khác nhau, vật có nhiệt dung riêng nhỏ thì dễ nóng lên và cũng dễ nguội đi.

a) Nhiệt lượng: Q = mcΔt = 20.4200.(70 – 20) = 4,2.10⁶ J.

b) Nhiệt lượng cần thiết để đun nóng nước là: