:
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?
- Xem thêm -