Tài liệu Bài giảng bài phương trình cân bằng nhiệt vật lý 8 (7)

BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1: Viết công thức tính nhiệt lƣợng vật thu vào để nóng lên? Giải thích ý nghĩa, đơn vị của từng đại lƣợng trong công thức? Q là nhiệt lƣợng vật thu vào (J) Q = m.c.∆t Trong đó: m là khối lƣợng của vật (kg) ∆t = t2 – t1 là độ tăng nghiệt độ (oC) c là nhiệt dung riêng của vật (J/kg.K) Câu 2: Nói nhiệt dung riêng của nƣớc là 4200 J/kg.K; điều đó có ý nghĩa gì? Nhiệt dung riêng của nƣớc là 4200 J/kg.K có nghĩa là: Muốn cho 1 kg nƣớc tăng thêm 1oC cần truyền cho nó 1 nhiệt lƣợng là 4200 J Tiết 32: PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT Thái: Đố biết khi nhỏ một giọt nƣớc sôi vào một ca đựng nƣớc nóng thì giọt nƣớc truyền nhiệt cho ca nƣớc hay ca nƣớc truyền nhiệt cho giọt nƣớc. Bình: Dễ quá! Nhiệt phải truyền từ vật có nhiệt năng lớn hơn sang vật có nhiệt năng nhỏ hơn, nghĩa là từ ca nƣớc sang giọt nƣớc. An: Không phải! Nhiệt phải truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn, nghĩa là từ giọt nƣớc sang ca nƣớc. Ai đúng, ai sai? Tiết 32: PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I. Nguyên lý truyền nhiệt: Các thí nghiệm cũng nhƣ hiện tƣợng quan sát đƣợc trong đời sống, kỹ thuật và tự nhiên cho thấy khi có hai vật trao đổi nhiệt với nhau thì: 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 dừng lại. 3. Nhiệt lƣợng do vật này tỏa ra bằng nhiệt lƣợng do vật kia thu vào. Tiết 32: PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I. Nguyên lý truyền nhiệt: II. Phƣơng trình cân bằng nhiệt: Phƣơng trình cân bằng nhiệt đƣợc viết dƣới dạng: Q tỏa ra = Q thu vào Q tỏa ra = m.c.(t1 – to), với t1 là nhiệt độ ban đầu còn to là nhiệt độ cuối cùng của quá trình truyền nhiệt. Qthu vào = m.c.(to – t2), với t2 là nhiệt độ ban đầu còn to là nhiệt độ cuối cùng của quá trình truyền nhiệt. Tiết 32: PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I. Nguyên lý truyền nhiệt: II. Phƣơng trình cân bằng nhiệt: III. Ví dụ về dùng phƣơng trình cân bằng nhiệt: Thả một quả cầu nhôm có khối lƣợng 0,15kg đƣợc đun nóng tới 100oC vào một cốc nƣớc ở nhiệt độ 20oC. Sau một thời gian, nhiệt độ của quả cầu và của nƣớc đều bằng 25oC. Tính khối lƣợng nƣớc, coi nhƣ chỉ quả cầu và nƣớc truyền nhiệt cho nhau. Giải Tóm tắt: Nhiệt lƣợng do quả cầu nhôm tỏa ra: m1 = 0,15kg Q1 = m1.c1.(t1 – to) c1 = 880J/kg.K = 0,15.880.(100-25) = 9 900(J) t1 = 100oC Nhiệt lƣợng do nƣớc thu vào: to = 25oC Q2 = m2.c2.(to – t2) = m2.4200.(25 – 20) c2 = 4 200J/kg.K Áp dụng phƣơng trình cân bằng nhiệt: t2 = 20oC Q1 = Q2  m2.4200.5 = 9 900 M2= ? 9900  m2 = = 0,47(kg) 21000 Tiết 32: PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I. Nguyên lý truyền nhiệt: II. Phƣơng trình cân bằng nhiệt: III. Ví dụ về dùng phƣơng trình cân bằng nhiệt: IV. Vận dụng: C1: Hãy dùng phƣơng trình cân bằng nhiệt để tính nhiệt độ của hỗn hợp gồm 200g nƣớc đang sôi đổ vào 300g nƣớc ở nhiệt độ phòng. (30oC) Giải Tóm tắt: Nhiệt lƣợng nƣớc nóng tỏa ra: m1 = 0,2kg Qtỏa = m1.c (t1 – to) = 0,2 .4200.(100 – to) m2= 0,3 kg c = 4200J/kg.K Nhiệt lƣợng nƣớc lạnh thu vào: t1 = 100oC Qthu = m2.c.∆t = 0,3.4200.(to – 30) o t2 = 30 C Áp dụng phƣơng trình cân bằng nhiệt: Qtỏa = Qthu  840. (100 – to) = 1260.(to – 30) t =? o  to = 58oC Tiết 32: PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I. Nguyên lý truyền nhiệt: II. Phƣơng trình cân bằng nhiệt: III. Ví dụ về dùng phƣơng trình cân bằng nhiệt: IV. Vận dụng: C2: Ngƣời ta thả một miếng đồng khối lƣợng 0,5kg vào 500g nƣớc. Miếng đồng nguội đi từ 80oC xuống 20oC. Hỏi nƣớc nhận đƣợc một nhiệt lƣợng bao nhiêu và nóng lên thêm bao nhiêu độ? Giải Tóm tắt: Nhiệt lƣợng miếng đồng tỏa ra: m1 = 0,5kg Qtỏa = m1.c1 (t1 – to) c1 = 380J/kg.K = 0,5 .380 .(80 – 20) = 11400(J) t1 = 80oC Nhiệt lƣợng nƣớc thu vào: to = 20oC Qthu = m2.c2.∆t = 0,5.4200. ∆t m2= 0,5 kg Áp dụng phƣơng trình cân bằng nhiệt: c2 = 4 200J/kg.K t2 = 20oC Qtỏa = Qthu  0,5.4200. ∆t = 11400 ∆t = ? ∆t = 5,4oC Tiết 32: PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I. Nguyên lý truyền nhiệt: II. Phƣơng trình cân bằng nhiệt: III. Ví dụ về dùng phƣơng trình cân bằng nhiệt: IV. Vận dụng: C3: Để xác định nhiệt dung riêng của một kim loại, ngƣời ta bỏ vào nhiệt lƣợng kế chứa 500g nƣớc ở nhiệt độ 13oC. Một miếng kim loại có khối lƣợng 400g đƣợc nung nóng đến 100oC. Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 20oC. Tính nhiệt dung riêng của kim loại. Bỏ qua nhiệt lƣợng làm nóng nhiệt lƣợng kế và không khí. Lây nhiệt dung riêng của nƣớc là 4 190J/kg.K Tiết 32: PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I. Nguyên lý truyền nhiệt: II. Phƣơng trình cân bằng nhiệt: III. Ví dụ về dùng phƣơng trình cân bằng nhiệt: IV. Vận dụng: C3: Giải Tóm tắt: Nhiệt lƣợng do miếng kim loại tỏa ra: m1 = 0,4kg Q1 = m1.c1.(t1 - to) t1 = 100oC = 0,4.c1.(100- 20) = 32c1 (J) m2= 0,5 kg Nhiệt lƣợng do nƣớc thu vào: t2 = 13oC Q2 = m2.c2.(to - t2) c2 = 4 190J/kg.K = 0,5.4190.(20-13) = 14665 (J) to = 20oC Áp dụng phƣơng trình cân bằng nhiệt: c1 = ? Q1 = Q2  32c1 = 14665  c1 = 458 (J/kg.K) HDVN • Học thuộc ghi nhớ - SGK trang 90 • Giải các BT: 25.1 – 25.6 SBT