Bài giảng Vật lý 8 - Bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt

TRƯỜNG THCS BÌNH ANKiểm tra bài cũ:Hãy viết công thức tính nhiệt lượng vật thu vào khi nóng lên giải thích ý nghĩa, đơn vị của từng đại lượng trong công thức ? Q m t = t2– t1 CTrả lời :Q = m.C.tTrong đó :là nhiệt lượng vật thu vào ( J )là khối lượng của vật ( Kg ) là độ tăng nhiệt đo ä( 0C hoặc 0K)là nhiệt dung riêng ( J/Kg.K) 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 ? 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.TháiBìnhAnAi đúng, ai sai ?Bài 25: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆTI/- Nguyên lí truyền nhiệt :- Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn- Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì ngừng lại- Nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vàoBài 25 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆTI/- Nguyên lí truyền nhiệt:II/- Phương trình cân bằng nhiệt :Q toả raQ thu vàoNhiệt lượng toả ra tính bằng công thức nào?Em hãy nhắc lại công thức tính nhiệt lượng mà vật thu vào ?Q thu vào = m .C .tQ toả ra = m .C .tTrong đó : t = t1- tvới t1là nhiệt độ đầu t là nhiệt độ cuốiTrong đó : t = t- t2 với t2là nhiệt độ đầu t là nhiệt độ cuối1- 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 vàoBài 25: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆTI/- Nguyên lí truyền nhiệt:II/- Phương 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 100oC vào một cốc nước ở 20oC. Sau một thời gian, nhiệt độ của quả cầu và của nước đều bằng 25oC. Tính khối lượng nước, coi như chỉ có quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau. Tĩm tắt :m1 = 0,15 KgC1 = 880 J/Kg.Kt1 = 100oCt = 25oCC2 = 4200 J/Kg.Kt2 = 20oCt = 25oC------------------------m2 = ?Nhiệt lượng quả cầu nhôm tỏa ra khi nhiệt độ hạ từ 100oC xuống 25oC là :	GiảiQ1 = m1.C1.( t1 – t )= 0,15. 880( 100 - 25 ) =9900 (J)Nhiệt lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 20oC lên 25oC là :Q2 = m2.C2.( t – t2 )= m2. 4200( 25 – 20)Nhiệt lượng quả cầu tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào	 m2. 4200( 25 – 20) = 9900 Q2 = Q1=>m2 ==> = 0,47KgNªu c¸c b­íc gi¶i bµi to¸n ?Vậy khối lượng nước là 0,47 kg Thả một quả cầu nhôm khối lượng 0,15kg được đun nóng tới 100oC vào một cốc nước ở 20oC. Sau một thời gian, nhiệt độ của quả cầu và của nước đều bằng 25oC. Tính khối lượng nước, coi như chỉ có quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau.Nhiệt lượng quả cầu nhôm tỏa ra khi nhiệt độ hạ từ 100oC xuống 25oC là :	GiảiQ1 = m1.C1.( t1 – t )= 0,15. 880( 100 - 25 ) =9900 (J)Q2 = m2.C2.( t – t2 )= m2. 4200( 25 – 20) m2. 4200( 25 – 20) = 9900 (J)Q2 = Q1=>m2 ==> = 0,47KgB1: X¸c ®Þnh vËt to¶ nhiƯt, vËt thu nhiƯt.B2: ViÕt biĨu thøc tÝnh nhiƯt l­ỵng to¶ ra cđa vËt to¶ nhiƯt.B3: ViÕt biĨu thøc tÝnh nhiƯt l­ỵng thu vµo cđa vËt thu nhiƯt.B4: ¸p dơng ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiƯt ®Ĩ suy ra ®¹i l­ỵng cÇn t×m.Nhiệt lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 20oC lên 25oC là :Phương pháp giải bài tập về phương trình cân bằng nhiệt:Nhiệt lượng quả cầu tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào:	Bài 25 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆTI/- Nguyên lí truyền nhiệt:II/- Phương trình cân bằng nhiệt : III/- Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt :IV – Vận dụng:C1: a)- Hãy dùng phương trình cân bằng nhiệt để tính nhiệt độ của hỗn hợp gồm 200g nước đang sôi đổ vào 300g nước ở nhiệt độ trong phòng.GiảiTóm tắt câu a:m1 = 200g = 0,2Kg ; c = 4200J/Kg.K t = ? oCt1 = 100oC ; t2 = nhiệt độ phòng (25oC)m2 = 300g = 0,3KgNhiệt lượng mà 200g nước sôi tỏa ra :Q1 = m1.C.( t1 - t )= 84000 – 840t= 0,2 . 4200 . (100 – t )= 840.( 100 – t )Nhiệt lượng mà 300g nước ở nhiệt độ trong phòng thu vào := 1260(t – 25) = 1260 t - 31500Q2 = m2.C.( t –t2)= 0,3.4200. ( t – 25 )Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có : Q1 = Q2 84000 – 840t = 1260 t - 31500 84000+ 31500 = 1260 t + 840tt = 55oC 115500 = 2100t t =115500:2100 t = 550CĐS :t = 550CIV/- Vận dụng:Bài 25 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆTI/- Nguyên lí truyền nhiệt:II/- Phương trình cân bằng nhiệt : III/- Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt :C2. Người ta thả một miếng đồng khối lượng 0,5kg vào 500g nước . Miếng đồng nguội đi từ 800C xuống 200C. Hỏi nước nhận được một nhiệt lượng bằng bao nhiêu và nóng lên bao nhiêu độ ?C2 : Tóm tắt:Đồng(toả) Nước (thu)m1= 0,5kg m2 =500g =0,5kgt1 = 800C c2 = 4200J/kg.Kt = 200Cc1 =380J/Kg.K--------------------------------------- Q2 = ? t = ?Giải Nhiệt lượng miếng đồng tỏa ra Q1 = m1C1( t1 – t ) = 0,5.380.( 80 – 20 ) 	= 11400(J)	m2.C2. t = 11400 0,5.4200. t = 11400 t = 5,43oC Nhiệt lượng nước thu vào: Q2 = m2.C2. tTheo phương trình cân bằng nhiệt: Q2 = Q1ĐS : Q2 = 11400 J và nước nóng thêm 5,430CC3. 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.KC3: Tóm tắt:Kim loại(toả) Nước (thu)m1= 400g m2 =500g = 0,4kg =0,5kgt1 = 1000C t1 = 130C t = 200C t = 200C c2 = 4190J/kg.K-----------------------------------------c1 = ?IV/- Vận dụng:Bài 25 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆTI/- Nguyên lí truyền nhiệt:II/- Phương trình cân bằng nhiệt : III/- Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt : Nhiệt lượng miếng kim lo¹i tỏa ra Q1 = m1c1( t1 – t ) = 0,4.c1.( 100 – 20 )	Nhiệt lượng nước thu vào: Q2 = m2.c2. (t –t1)= 0,5 . 4190 . ( 20 – 13 ) = 14665 (J )Theo phương trình cân bằng nhiệt: Q2 = Q1	0,4.c1.80 = 14665 c1 = 14665 : 32 = 458,281J/ kg.KKim lo¹i ®ã lµ ThÐp Củng cố :Hãy nêu nguyên lí truyền nhiệt ?Phương trình cân bằng nhiệt được viết như thế nào ?1- Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn2-Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì ngừng lại3- Nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vàoQtỏa = Qthu Bài tập về nhà:* Học bài * Làm bài tập C3 SGK trang 89 và làm BT 25.1 đến 25.7 trong sách bài tập vật lý 8