Khi có hai vật truyền nhiệt với nhau thì: Show + Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn. + Sự truyền nhiệt xảy ra cho đến khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì ngừng lại. + Nhiệt lượng do vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào. 2. Phương trình cân bằng nhiệt+ Trong quá trình trao đổi nhiệt, nhiệt lượng vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng vật kia thu vào. + Phương trình cân bằng nhiệt: Qtỏa = Qthu Trong đó: Qthu = m.c. Δt với Δt là độ tăng nhiệt độ (Δt = t2 – t1; t2 > t1) Qtỏa = m’.c’.Δt’ với Δt’ là độ giảm nhiệt độ (Δt’ = t1’– t2’; t1’> t2’)  Sơ đồ mô tả sự trao đổi nhiệt giữa hai vật II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬPVận dụng phương trình cân bằng nhiệt Bước 1: Tóm tắt, đổi đơn vị. Do có hỗn hợp nên chúng ra thêm chỉ số vào dưới các đại lượng tương ứng của mỗi vật. Bước 2: Xác định vật thu nhiệt, vật tỏa nhiệt (dựa vào so sánh nhiệt độ band đầu và nhiệt độ cuối của hỗn hợp). Viết công thức tính nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra của mỗi vật. Bước 3: Viết phương trình cân bằng nhiệt Qtỏa = Qthu. Nhiệt lượng thu vào là nhiệt lượng của vật tăng nhiệt độ. Bước 4: Xác định các đại lượng cần tìm dựa vào kết quả thu được từ bước 3. Viết đáp số và ghi rõ đơn vị. III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOABài C1 (trang 89 SGK Vật Lí 8):a) Hãy dùng phương trình cân bằng nhiệt để tính nhiệt độ của hỗn hợp gồm 200 g nước đang sôi đổ vào 300 g nước ở nhiệt độ trong phòng. b) Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra giá trị của nhiệt độ tính được. Giải thích tại sao nhiệt độ tính được không bằng nhiệt độ đo được? Lời giải: a) Đổi m1 = 200 g = 0,2 kg; m2 = 300 g = 0,3 kg. Nhiệt độ nước sôi là t1 = 100°C, giả sử nhiệt độ nước trong phòng là t2 = 27°C. Gọi t là nhiệt độ hỗn hợp khi có cân bằng nhiệt. + Nhiệt lượng do 200 g nước sôi tỏa ra là: Q1 = m1.c(t1 – t) + Nhiệt lượng do 300 g nước trong phòng thu vào: Q2 = m2.c(t – t2) Phương trình cân bằng nhiệt: Q1 = Q2 Û m1.c(t1 – t) = m2.c(t – t2) \(\Leftrightarrow \text{t}=\frac{{{\text{m}}_{1}}\text{.}{{\text{t}}_{1}}+{{\text{m}}_{2}}.{{\text{t}}_{2}}}{{{\text{m}}_{1}}+{{\text{m}}_{2}}}=\frac{0,2.100+0,3.27}{0,2+0,3}=56,2{}^\circ \text{C}\) Vậy nhiệt độ của hỗn hợp nước khi cân bằng nhiệt là 56,2°C. b) Nhiệt độ tính được chỉ gần bằng nhiệt độ đo được trong thí nghiệm, vì trong tính toán ta đã bỏ qua sự trao đổi nhiệt với các dụng cụ đựng nước và môi trường bên ngoài. Bài C2 (trang 89 SGK Vật Lí 8):Người ta thả một miếng đồng khối lượng 0,5 kg vào 500 g 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. Tóm tắt: m1 = 0,5 kg; c1 = 380 J/kg.K; m2 = 500 g = 0,5 kg; c2 = 4200 J/kg.K t1 = 80°C, t = 20°C Q2 = ?; Δt2 = ? Lời giải: Nhiệt lượng nước nhận được bằng đúng nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra là: Q2 = Q1 = m1c1.(t1 – t) = 0,5.380.(80 – 20) = 11400 J. Độ tăng nhiệt độ của nước là: \(\Delta {{\text{t}}_{2}}=\frac{{{\text{Q}}_{2}}}{{{\text{m}}_{2}}.{{\text{c}}_{2}}}=\frac{11400}{0,5.4200}=5,43{}^\circ \text{C}.\) Bài C3 (trang 89 SGK Vật Lí 8):Để xác định nhiệt dung riêng của một kim loại, người ta bỏ vào một lượng kế chứa 500 g nước ở nhiệt độ 13°C một miếng kim loại có khối lượng 400 g được nung nóng tới 100°C. Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 20°C. Tính nhiệt dung riêng của kim loại. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng nhiệt lượng kế và không khí. Lấy nhiệt dung riêng của nước 4190 J/kg.K Tóm tắt: m1 = 400g = 0,4 kg; c1; t1 = 100°C m2 = 500 g = 0,5 kg; c2 = 4190 J/kg.K; t2 = 13°C Nhiệt độ cân bằng: t = 20°C c1 = ? Lời giải: Nhiệt lượng do kim loại tỏa ra là: Q1 = m1.c1(t1 – t) Nhiệt lượng do nước thu vào là: Q2 = m2.c2(t – t2) Phương trình cân bằng nhiệt: Q1 = Q2 Û m1.c1(t1 – t) = m2.c2(t – t2) \(\Leftrightarrow 0,4.{{\operatorname{c}}_{1}}.(100-20)=0,5.4190.(20-13)\Rightarrow {{\text{c}}_{1}}=\frac{0.5.4190.(20-13)}{0,4.(100-20)}=458\,\text{J/kg}\text{.K}\) Vậy nhiệt dung riêng của kim loại là 458 J/kg.K. Trên đây là gợi ý giải bài tập Vật Lý 8 bài phương trình cân bằng nhiệt do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc các bạn học tập vui vẻ. : bichthuan_longan Quan sát hình sau Đố biết khi nhỏ một giọt nước sôi vào một ca đựng nước nóng thì giọt nước truyền nhiệt cho ca nước hay ca nước truyền nhiệt cho giọt nước ? Giọt nước sôi Dễ quá ! Nhiệt phải truyền từ vật có nhiệt năng lớn hơn sang vật có nhiệt năng nhỏ hơn, nghĩa là từ ca nước sang giọt nước. Không phải ! Nhiệt phải truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn, nghĩa là từ giọt nước sang ca nước. Ai đúng, ai sai ? Ca đựng nước nóng TIẾT. 31: PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I - Nguyên lí truyền nhiệt : 1- Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn 2-Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì ngừng lại 3- Nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào Ví dụ minh hoạ như sau : Nhiệt độ bằng nhau Vật A Nhiệt lƣợng Truyền nhiệt toả ra Nhiệt độ cao Nhiệt lƣợng Vật B thu vàoNhiệt độ thấp Tiếp xúc nhau TIẾT. 31: PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT II - Phương trình cân bằng nhiệt : Q toả ra Q toả ra = m .C .t Trong đó : t = t1- t2 với t1là nhiệt độ đầu t2 là nhiệt độ cuối Q thu vào Q thu vào = m .C .t Nhiệt lƣợng toả ra cũng tính bằng công thức : Trong đó : t = t2- t1 với t1là nhiệt độ đầu t2 là nhiệt độ cuối Em hãy nhắc lại công thức tính nhiệt lƣợng mà vật thu vào ? III - Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt : Thả một quả cầu nhôm khối lƣợng 0,15kg đƣợc đun nóng tới 100oC vào một cốc nƣớc ở 20oC. Sau một thời gian, nhiệt độ của quả cầu và của nƣớc đều bằng 25oC. Tính khối lƣợng nƣớc, coi nhƣ chỉ có quả cầu và nƣớc truyền nhiệt cho nhau. Giải Tóm tắt : m1 = 0,15 Kg C1 = 880 J/Kg.K t1 = 100oC t = 25oC C2 = 4200 J/Kg.K t2 = 20oC t = 25oC -----------------------m2 = ? Kg Nhiệt lƣợng quả cầu nhôm tỏa ra khi nhiệt độ hạ từ 100oC xuống 25oC là : Q1 = m1.C1.( t1 – t ) = 0,15. 880( 100 - 25 ) = 9900 (J) N. lƣợng nƣớc thu vào để tăng nhiệt độ từ 20oC lên 25oC là : Q2 = m2.C2.( t – t2 ) = m2. 4200( 25 – 20) Nhiệt lƣợng quả cầu tỏa ra bằng nhiệt lƣợng nƣớc thu vào Q2 = Q1 => m2. 4200( 25 – 20) = 9900 (J) 9900 => m2 = 4200(25 20) = 0,47Kg Nêu các bước giải bài toán TIẾT 31: PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT III - Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt : Thả một quả cầu nhôm khối lượng 0,15kg được đun nóng tới 100 oC vào một cốc nước ở 20oC. Sau một thời gian, nhiệt độ của quả cầu và của nước đều bằng 25 oC. Tính khối lượng nước, coi như chỉ có quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau. B1: Xác định vật toả nhiệt, vật thu nhiệt. B2: Viết biểu thức tính nhiệt lượng toả ra của vật toả nhiệt. B3: Viết biểu thức tính nhiệt lượng thu vào của vật thu nhiệt. B4: áp dụng phương trình cân bằng nhiệt để suy ra đại lượng cần tìm. Giải Nhiệt lượng quả cầu nhôm tỏa ra khi nhiệt độ hạ từ 100oC xuống 25oC là : Q1 = m1.C1.( t1 – t ) = 0,15. 880( 100 - 25 ) = 9900 (J) Q2 = m2.C2.( t – t2 ) = m2. 4200( 25 – 20) Lưu 2 vật đổi nhiệt với nhau và t là nhiệt độ Q2 ý:= Khi Q1có=> mtrao 2. 4200( 25 – 20) = 9900 (J) chung của 2 vật khi xảy ra cân bằng 9900nhiệt thì phương trình = 0,47Kg =>có thểmđược cân bằng nhiệt 2 = viết như sau: 4200(25 20) m1.c1.( t1 – t ) = m2. c2 .( t – t2 ) Nêu các bước giải bài toán a)- Hãy dùng phƣơng trình cân C1: bằng nhiệt để tính nhiệt độ của hổn hợp gồm 200g nƣớc đang sôi đổ vào 300g nƣớc ở nhiệt độ trong phòng. b)- Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra giá trị của nhiệt độ tính đƣợc. Giải thích tại sao nhiệt độ tính đƣợc không bằng nhiệt độ đo đƣợc Tóm tắt câu a: C = 4200J/Kg.K m1 = 200g = 0,2Kg m2 = 300g = 0,3Kg t1 = 100oC t2 = nhiệt độ phòng (25oC) -----------------------t = ? oC Giải Nhiệt lƣợng mà 200g nƣớc sôi tỏa ra : Q1 = m1.C.( t1 - t2 ) =0,2.C.(100 – t ) Nhiệt lƣợng mà 300g nƣớc ở nhiệt độ phòng thu vào : Q2 = m2.C.( t – 25 ) = 0,3.C. ( t – 25 ) Theo phƣơng trình cân bằng nhiệt, ta có : Q1 = Q2 0,2.C.( 100 – t ) = 0,3.C.( t – 25 ) 20 – 0,2t = 0,3t – 7,5 20 – 7,5 = 0,3t + 0,2t 27,5 = 0,5t ĐS : t = 55 oC Ngƣời ta thả một miếng đồng khối C2: lƣợng 0,5Kg vào 500g nƣớc. Miếng đồng nguội đi từ 80oC xuống 20oC. Hỏi nƣớc nhận đƣợc một nhiệt lƣợng bằng bao nhiêu và nóng lên thêm bao nhiêu độ ? Tóm tắt : m1 = 0,5Kg C1 = 380J/Kg.K t1 = 80oC t = 20oC m2 = 500g = 0,5Kg ----------------------Q2 = ? J t2 = ? oC Giải Nhiệt lƣợng mà nƣớc nhận băng nhiệt lƣợng mà miếng đồng tỏa ra : Q2 = Q1 = m1C1( t1 – t ) = 0,5.380.( 80 – 20 ) = 11400 J Nƣớc nóng thêm : Q2 = m2.C2. t2 11400 = 0,5.4200. t2 t2 = 5,43oC ĐS : Q2 = 11400 J và nƣớc nóng thêm 5,43oC IV - Vận dụng: C3. Để xác định nhiệt dung riêng của một kim loại, người ta bỏ vào nhiệt lượng kế chứa 500g nước ở nhiệt độ 130C một miếng kim loại có khối lượng 400g được nung nóng tới 1000C. Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 200C. Tính nhiệt dung riêng của kim loại. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng nhiệt lượng kế và không khí. Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4190J/kg.K Nhiệt lƣợng miếng kim loại tỏa ra Q = m1C1( t1 – t ) = 0,4.C1.( 100 – 20 ) C3: Tóm tắt:Theo phương trình cân C 460 1 bằng nhiệt: Nhiệt lƣợng nƣớc thu vào: Q2 = m2.C2. t Kim loại(toả) Nước (thu) m1= 400g m2 =500g = 0,5 . 4190 . ( 20 – 13 ) = 14665 (J ) = 0,4kg =0,5kg Theo phƣơng trình cân bằng nhiệt: t1 = 1000C t’1 = 130C t2 = 200C t’2 = 200C Q2 = Q 1 c2 =4190 J/kg.K 0,4.C1.80 = 14665(J) ----------------------------------------1 c1 = ? tên? C1 = 14665 : 32 = 458,281 J/ kg K Kim loại đó là Thép Củng cố : Hãy nêu nguyên lí truyền nhiệt ? 1- Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn 2-Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì ngừng lại 3- Nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào •Phƣơng trình cân bằng nhiệt đƣợc viết nhƣ thế nào ? Qtỏa = Qthu •Hãy nêu cách giải bài tập dùng: PT- CBN? Bƣớc 1 : Đọc kĩ đề Bƣớc 2 : Phân tích đề tìm ra hƣớng giải _ Tìm xem có bao nhiêu vật trao đổi nhiệt với nhau, vật nào thu nhiệt, vật nào toả nhiệt? _ Nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối của từng vật là bao nhiêu? _ Nhiệt độ khi cân bằng là bao nhiêu? ( nhiệt độ hỗn hợp t) Bƣớc 3: Tóm tắt đề: bằng kí hiệu và đổi đơn vị cho phù hợp Bƣớc 4: Giải theo dữ kiện đã tóm tắt Bƣớc 5: Kiểm tra kết quả và ghi đáp số Cho ba vật giống hệt nhau: Vật A có nhiệt độ: 100 0C Vật B có nhiệt độ: 0 0C Vật C có nhiệt độ: 0 0C Theo nguyªn lÝ truyÒn nhiÖt, c¸c em h·y t×m c¸ch cho chóng tiÕp xóc nhau sao cho kÕt qu¶ cuèi cïng mµ vËt B & vËt C l¹i cã nhiÖt ®é cao h¬n vËt A? Chóc c¸c em thµnh c«ng. Về nhà: - Học bài Làm bài tập C2, C3 SGK/89 Tìm hiểu trước câu hỏi: + Nhiên liệu là gì? + Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu có ý nghĩa gì? |
