Phương trình cân bằng nhiệt Chuyên đề môn Vật lý lớp 8 VnDoc com Phương trình cân bằng nhiệt Chuyên đề môn Vật lý lớp 8 Chuyên đề Vật lý lớp 8 Phương trình cân bằng nhiệt được VnDoc sưu tầm và giới th[.]
Phương trình cân nhiệt Chun đề mơn Vật lý lớp Chuyên đề Vật lý lớp 8: Phương trình cân nhiệt VnDoc sưu tầm giới thiệu tới bạn học sinh quý thầy cô tham khảo Nội dung tài liệu giúp bạn học sinh học tốt môn Vật lý lớp hiệu Mời bạn tham khảo Chuyên đề: Phương trình cân nhiệt A Lý thuyết phương trình cân nhiệt Ngun lí truyền nhiệt Phương trình cân nhiệt B Bài tập trắc nghiệm phương trình cân nhiệt C Bài tập tự luận phương trình cân nhiệt có đáp án A Lý thuyết phương trình cân nhiệt Ngun lí truyền nhiệt Khi có hai vật truyền nhiệt với thì: + Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp + Sự truyền nhiệt xảy nhiệt độ hai vật ngừng lại + Nhiệt lượng vật thu vào nhiệt lượng vật tỏa Ví dụ: Thả thỏi kim loại nung nóng vào bể nước, ban đầu nhiệt độ thỏi kim loại lớn nhiệt độ nước nên có trao đổi nhiệt: Thanh kim loại tỏa nhiệt giảm nhiệt độ nước thu nhiệt để tăng nhiệt độ Khi nhiệt độ kim loại nước ngang trình truyền nhiệt kết thúc Phương trình cân nhiệt - Trong trình trao đổi nhiệt, nhiệt lượng vật tỏa nhiệt lượng vật thu vào - Phương trình cân nhiệt: Qtỏa = Qthu vào Trong đó: Qthu vào = m.c Δ t Δ t độ tăng nhiệt độ Δ t = t2 - t1 (t2 > t1) Qtỏa = m’.c’ Δ t’ Δ t’ độ giảm nhiệt độ Δ t’ = t1’ - t2’ (t1’ > t2’) Hình 2.1 Sơ đồ mơ tả trao đổi nhiệt hai vật Chú ý: Đối với hệ có nhiều vật truyền nhiệt cho trước hết ta phải xác định vật tỏa nhiệt vật thu nhiệt Sau viết cơng thức tính nhiệt lượng cho vật tỏa nhiệt thu nhiệt Áp dụng phương trình cân nhiệt: Tổng nhiệt lượng vật tỏa tổng nhiệt lượng vật thu vào để giải tốn B Bài tập trắc nghiệm phương trình cân nhiệt Bài 1: Nếu hai vật có nhiệt độ khác đặt tiếp xúc thì: A Quá trình truyền nhiệt dừng lại nhiệt độ hai vật B Quá trình truyền nhiệt dừng lại nhiệt độ vật đạt 0°C C Quá trình truyền nhiệt tiếp tục nhiệt hai vật D Quá trình truyền nhiệt nhiệt dung riêng hai vật Hướng dẫn trả lời: Sự truyền nhiệt xảy nhiệt độ hai vật dừng lại ⇒ Đáp án A Bài 2: Phương trình sau phương trình cân nhiệt? A Qtỏa + Qthu = B Qtỏa = Qthu C Qtỏa.Qthu = D Q tỏa \ Q thu = Hướng dẫn trả lời: Phương trình cân nhiệt: Qtỏa = Qthu ⇒ Đáp án B Bài 3: Đổ lít nước 20°C vào lít nước 45°C Nhiệt độ cân là: A 2,94°C B 293,75°C C 29,36°C D 29,4°C Hướng dẫn trả lời: Đổi: m1 = lít nước = kg, m2 = lít nước = kg, t1 = 20°C, t2 = 45°C - Gọi nhiệt độ cân t - Nhiệt lượng thu vào lít nước là: Q1 = m1c.(t – t1) - Nhiệt lượng thu vào lít nước là: Q2 = m2c.(t2 – t) - Áp dụng phương trình cân nhiệt ta có: Q1 = Q2 ⇔ m1c.(t – t1) = m2c.(t2 – t) ⇔ m1.(t – t1) = m2.(t2 – t) ⇔ 5.(t – 20) = 3.(45 – t) ⇔ t = 29,375 ≈ 29,4°C ⇒ Đáp án D Bài 4: Điều sau với nguyên lý truyền nhiệt: A Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ thấp sang vật có nhiệt độ cao B Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp C Nhiệt truyền từ vật có nhiệt dung riêng cao sang vật có nhiệt dung riêng thấp D Nhiệt truyền từ vật có nhiệt dung riêng thấp sang vật có có nhiệt dung riêng cao Hướng dẫn trả lời: Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp ⇒ Đáp án B Bài 5: Thả miếng thép kg nhiệt độ 345°C vào bình đựng lít nước Sau cân nhiệt độ cuối 30°C Bỏ qua tỏa nhiệt qua môi trường Biết nhiệt dung riêng thép, nước 460 J/kg.K, 4200 J/kg.K Nhiệt độ ban đầu nước là: A 7°C B 17°C C 27°C D 37°C Hướng dẫn trả lời Đổi: lít nước = kg Gọi nhiệt độ ban đầu nước t0 - Nhiệt lượng miếng thép tỏa là: Q1 = m1c1Δt1 = 2.460.(345 – 30) = 289800 J - Nhiệt lượng mà nước thu vào là: Q2 = m2c2Δt2 = 3.4200.(30 – t0) - Áp dụng phương trình cân nhiệt, ta có: Q1 = Q2 ⇔ 289900 = 3.4200.(30 – t0) ⇒ t0 = 7°C ⇒ Đáp án A Bài 6: Thả cầu nhôm khối lượng 0,15 kg đun nóng tới 100°C vào cốc nước 20°C Sau thời gian, nhiệt độ cầu nước 25°C Coi cầu nước truyền nhiệt cho Biết nhiệt dung riêng nhôm nước 800 J/kg.K, 4200 J/kg.K Khối lượng nước là: A 0,47 g B 0,471kg C kg D g Hướng dẫn trả lời Ta có: Nhơm m1 = 0,15kg, c1 = 880J/kg.K, t1 = 1000C Nước: m2 = ?, c2 = 4200J/kg.K, t2 = 200C Nhiệt độ cân t = 25°C Nhiệt lượng mà cầu nhôm tỏa là: Q1 = m1c1(t1 – t) Nhiệt lượng mà nước nhận là: Q2 = m2c2(t – t2) Áp dụng phương trình cân nhiệt, ta có: Q1 = Q2 ⇔ m1c1(t1 – t) = m2c2(t – t2) ⇔ 0,15.880.(100 – 25) = m2.4200.(25 – 20) ⇔ m2 = 0,471 kg ⇒ Đáp án B Bài 7: Người ta muốn pha nước tắm với nhiệt độ 38°C Phải pha thêm lít nước sơi vào 15 lít nước lạnh 24°C? A 2,5 lít B 3,38 lít Hướng dẫn trả lời Đổi: 15 lít nước = 15 kg Nhiệt độ cân nước pha t = 38°C Nhiệt lượng mà nước sôi tỏa là: Q1 = m1c(t1 – t) Nhiệt lượng mà 15 lít nước lạnh nhận là: Q2 = m2c(t – t2) Áp dụng phương trình cân nhiệt, ta có: Q1 = Q2 ⇔ m1c(t1 – t) = m2c(t – t2) ⇔ m1(t1 – t) = m2(t – t2) ⇔ m1.(100 – 38) = 15.(38 – 24) C 4,2 lít D lít ⇔ m1 = 3,38 kg ⇒ Đáp án B Bài 8: Người ta thả ba miếng đồng, nhơm, chì có khối lượng vào cốc nước nóng So sánh nhiệt độ cuối ba miếng kim loại trên:A Nhiệt độ miếng chì cao nhất, đến miếng đồng, miếng nhôm B Nhiệt độ miếng đồng cao nhất, đến miếng nhơm, miếng chì C Nhiệt độ miếng nhơm cao nhất, đến miếng đồng, miếng chì D Nhiệt độ ba miếng ⇒ Đáp án D C Bài tập tự luận phương trình cân nhiệt có đáp án Bài 9: Người ta thả miếng đồng khối lượng 0,5 kg vào 500 g nước Miếng đồng nguội từ 80°C xuống 20°C Hỏi nước nóng lên thêm độ? Biết nhiệt dung riêng đồng 380 J/kg.K, nước 4200 J/kg.K Hướng dẫn trả lời Nhiệt lượng mà miếng đồng tỏa là: Q1 = mcuccu(80 – 20) = 0,5.380.(80 – 20) = 11400 J Nhiệt lượng mà nước nhận là: Q2 = mnướccnướcΔt Theo phương trình cân nhiệt, ta có: Q1 = Q2 = 11400 J ⇒ Δt = Q2 \ (mnước cnước ) = 11400 / (0,5.4200) = 5,430C Vậy nước nóng thêm 5,43°C Bài 10: Trộn ba chất lỏng khơng có tác dụng hóa học với có khối lượng m1 = kg, m2 = kg, m3 = kg Biết nhiệt dung riêng nhiệt độ chúng c1 = 2000 J/kg.K, t1 = 57°C, c2 = 4000 J/kg.K, t2 = 63°C, c3 = 3000 J/kg.K, t3 = 92°C Nhiệt độ hỗn hợp cân bao nhiêu? Hướng dẫn trả lời - Giả sử rằng, lúc đầu ta trộn hai chất có nhiệt độ thấp với nhau, ta thu hỗn hợp có nhiệt độ cân t’ < t3 - Ta có phương trình cân nhiệt: Q1 = Q2 ⇔ m1c1(t’ – t1) = m2c2(t2 – t’) (1) - Sau ta đem hỗn hợp trộn với chất thứ ta thu hỗn hợp chất có nhiệt độ cân tcb (t’ < tcb < t3) Ta có phương trình cân nhiệt: (m1c1 + m2c2).(tcb – t’) = m3c3.(t3 – tcb) (2) - Thế (2) vào (1) ta suy ra: Vậy nhiệt độ hỗn hợp cân tcb = 74,6°C Bài 11: Trộn lẫn rượu vào nước, người ta thu hỗn hợp nặng 120,8 g nhiệt độ t = 30°C Tính khối lượng nước rượu pha biết ban đầu rượu có nhiệt độ t1 = 10°C nước có nhiệt độ t2 = 90°C Nhiệt dung riêng rượu nước c1 = 2500 J/kg.K, c2 = 4200 J/kg.K Hướng dẫn trả lời Gọi m1 m2 khối lượng rượu nước - Nhiệt lượng rượu thu vào: Q1 = m1c1(t– t1) - Nhiệt lượng nước tỏa ra: Q2 = m2c2(t2 – t) - Ta có phương trình cân nhiệt: Q1 = Q2 ⇔ m1c1(t – t1) = m2c2(t2 – t) ⇒ m1 = 5,04m2 Mặt khác m1 + m2 = 120,8 g ⇒ 5,04m2 + m2 = 6,04 m2 = 120,8 ⇒ m2 = 20 g ⇒ m1 = 5,04.20 = 100,8 g Bài 12: Thả cầu nhôm có khối lượng 150g đun nóng tới 150°C vào bình chứa nước 20°C Sau thời gian có cân nhiệt nhiệt độ nước bình 30°C hỏi a) sau cân nhiệt nhiệt độ Trong vật vật thu nhiệt vật toả nhiệt b) Nhiệt lượng tỏa vật tỏa nhiệt c) Khối lượng nước bình Coi có cầu nước trao đổi nhiệt với Biết nhiệt rừng riêng nhôm :880J/kg.K nước : 4200 J/kg.K Hướng dẫn trả lời a Q tỏa = Q thu = 59136J b tn = 34,960C Bài 13 Khi thả cầu nhơm có khối lượng 500g vào 2kg nước 25 độ C nhiệt độ chúng sau cân nhiệt 30 độ C Hỏi nhiệt độ ban đầu cầu nhôm bao nhiêu? Biết nhiệt lượng hao phí trường hợp 20% nhiệt lượng nước thu vào Biết nhiệt dung riêng nhôm 880 J/kg.K, nhiệt dung riêng nước 4200 J/kg.K Hướng dẫn trả lời Nhiệt lượng nước thu vào: Q2 = m2.c2 (t - t2) = 2.4200.(30 - 25) = 42000J Nhiệt lượng hao phí: Qhp= 20%.Q2= 20%.42000 = 8400J Asp dụng phương trình cân nhiệt tao có Q1 = Q2 + Qhp ⇔m1.c1.(t1 − t) = 8400 + 42000 ⇔0,5.880.(t1 − 30)= 50400 Bài 14 Thả cầu nhôm khối lượng 0,2kg đun nóng tới 1500C vào cốc đựng nước 250C, biết nhiệt độ có cân nhiệt 500C Tính khối lượng nước cốc, biết nhiệt dung riêng nhôm 880J/kg.K nước 4200J/kg.K Hướng dẫn trả lời Nhiệt lượng cầu nhôm tỏa ra: Qtoa = mAl.cAl.(tAl − t) = 0,2.880.(150 - 50)= 17600J Nhiệt lượng nước thu vào: Qthu= mn.cn.(t − tn) = mn.4200.(50 − 25)=105000.mn(J) Áp dụng phương trình cân nhiệt ta có: Qtoa= Qthu ⇔ 105000.mn = 17600 ⇒mn= 0,17 kg -Trên VnDoc giới thiệu tới bạn lý thuyết Vật lý 8: Phương trình cân nhiệt Để có kết cao học tập, VnDoc xin giới thiệu tới bạn học sinh tài liệu Chuyên đề Vật lý 8, Giải tập Vật lý lớp 8, Giải tập Vật Lí 8, Tài liệu học tập lớp mà VnDoc tổng hợp giới thiệu tới bạn đọc Để tiện trao đổi, chia sẻ kinh nghiệm giảng dạy học tập môn học lớp 8, VnDoc mời thầy cô giáo, bậc phụ huynh bạn học sinh truy cập nhóm riêng dành cho lớp sau: Nhóm Tài liệu học tập lớp Rất mong nhận ủng hộ thầy cô bạn ... nhiều vật truyền nhiệt cho trước hết ta phải xác định vật tỏa nhiệt vật thu nhiệt Sau viết cơng thức tính nhiệt lượng cho vật tỏa nhiệt thu nhiệt Áp dụng phương trình cân nhiệt: Tổng nhiệt lượng vật. .. nguyên lý truyền nhiệt: A Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ thấp sang vật có nhiệt độ cao B Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp C Nhiệt truyền từ vật có nhiệt dung... a) sau cân nhiệt nhiệt độ Trong vật vật thu nhiệt vật toả nhiệt b) Nhiệt lượng tỏa vật tỏa nhiệt c) Khối lượng nước bình Coi có cầu nước trao đổi nhiệt với Biết nhiệt rừng riêng nhôm :88 0J/kg.K