Bài 25-Phương trình cân bằng nhiệt

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.. Nhiệt phải truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ

Tiết 33: Bài 25 – PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT

Kiểm tra bài cũ :

Hãy viết công thức tính nhiệt lượng vật thu vào khi nóng lên, giải thích từng đại lượng, đơn vị có trong công thức?

 Q

 m

t = t 2 – t 1

 c

Trong đó:

là nhiệt lượng vật thu vào (J)

là khối lượng của vật (kg)

là độ tăng nhiệt độ ( 0 C)

là nhiệt dung riêng ( J/kg.K )

Quan sát hình sau:

Giọt nước sôi

Ca đựng nước nóng

Ai đúng, ai sai ?

Thái: 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?

Bình: 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.

An: 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.

TIẾT 30 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT

I Nguyên lí truyền nhiệt:

 1- Nhiệt tự 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:

Vật A nhiệt độ cao

Vật B nhiệt độ thấp

Tiếp xúc nhau

Nhiệt lượng toả ra

Nhiệt lượng thu vào Nhiệt độ bằng nhau

Truyền nhiệt

Quan sát hình sau:

Giọt nước sôi

Ca đựng nước nóng

Ai đúng, ai sai ?

Thái: 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?

Bình: 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.

An: 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.

TIẾT 30 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT

I Nguyên lí truyền nhiệt:

 1- Nhiệt tự 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.

TIẾT 30 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT

II Phương trình cân bằng nhiệt:

Nhiệt lượng toả ra cũng

tính bằng công thức:

Em hãy nhắc lại công thức tính nhiệt lượng

mà vật thu vào?

Q thu vào = m.c.t

Q toả ra = m.c.t

Trong đó: t = t 1 - t 2

với t 1 là nhiệt độ đầu

t2 là nhiệt độ cuối

với t 1 là nhiệt độ đầu

t2 là nhiệt độ cuối

III Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt:

Thả một quả cầu nhôm khối lượng 0,15kg được đun nóng tới

quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau

Tóm tắt:

m 1 = 0,15 kg

c 1 = 880 J/kg.K

t 1 = 100 o C

t = 25 o C

c 2 = 4200 J/kg.K

t 2 = 20 o C

t = 25 o C

-m 2 = ? kg

Nhiệt lượng quả cầu nhôm tỏa ra khi nhiệt độ hạ từ 100 o C xuống 25 o C là :

Giải

Q1 = m1.c1.(t1 – t) = 0,15.880.(100 - 25) = 9900 (J)

N.lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 20 o C lên 25 o C là:

Q2 = m2.c2.(t – t2) = m 2 4200.(25 – 20) Nhiệt lượng quả cầu tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào:

m2.4200.(25 – 20) = 9900 (J)

Q 2 = Q 1 <=>

) 20 25

( 4200

9900



m2 =

=> = 0,47kg

Nêu các bước giải bài toán

III Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt:

Thả một quả cầu nhôm khối lượng 0,15kg được đun nóng tới

quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau

Nhiệt lượng quả cầu nhôm tỏa ra khi nhiệt độ hạ từ 100 o C xuống 25 o C là :

Giải

Q1 = m1.c1.(t1 – t) = 0,15.880.(100 - 25) = 9900 (J)

N.lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 20 o C lên 25 o C là:

Q2 = m2.c2.(t – t2) = m 2 4200.(25 – 20) Nhiệt lượng quả cầu tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào:

m2.4200.(25 – 20) = 9900 (J)

Q 2 = Q 1 <=>

) 20 25

( 4200

9900



m2 =

=> = 0,47kg

B1

B1: : Xác định vật toả

nhiệt, vật thu nhiệt.

B2

B2: : Viết biểu thức

tính nhiệt lượng toả

ra của vật toả nhiệt.

B3

B3: Viết biểu thức : Viết biểu thức

tính nhiệt lượng

thu vào của vật thu

nhiệt.

B4

B4: : Á p p dụng dụng

phương trình cân

bằng nhiệt để suy

ra đại lượng cần

tìm.

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

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

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 lượng mà 200g nước sôi tỏa ra là:

Q1 = m1.c.(t1 - t2)

= 0,2.c.(100 – t) Nhiệt lượng mà 300g nước ở nhiệt độ phòng thu vào là:

Q2 = m2.c.(t – 25)

= 0,3.c.(t – 25) Theo phương 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 = 55oC

C2: Người ta thả một miếng đồng khối lượng 0,5kg vào 500g nước Miếng

đồng nguội đi từ 80oC xuống 20oC Hỏi

nước nhận được một nhiệt lượng 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 lượng mà nước nhận bằng nhiệt lượng mà miếng đồng tỏa ra: Q2 = Q1 = m1c1(t1 – t)

= 0,5.380.(80 – 20) = 11400 J

Nước nóng thêm:

Q2 = m2.c2 t2

11400 = 0,5.4200 t2

t2 = 5,43oC

C3. Để xác định nhiệt dung riêng của một kim loại, người ta bỏ vào nhiệt lượng kế chứa 500g nước ở nhiệt độ 13 0 C một miếng kim loại có khối lượng 400g được nung nóng tới 100 0 C Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 20 0 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 là 4190J/kg.K

cân bằng nhiệt:

Kim loại (toả) Nước (thu)

m1= 400g m2 =500g

= 0,4kg =0,5kg

t1 = 100 0 C t’1 = 13 0 C

t2 = 20 0 C t’2 = 20 0 C

c2 =4190 J/kg.K

-c1 = ? tên?

IV Vận dụng:

Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra là:

Q1 = m1.c1.(t1 – t) = 0,4.c1.(100 – 20) Nhiệt lượng nước thu vào: Q2 = m2.c2 t = 0,5.4190.(20 – 13 ) = 14665 (J) Theo phương trình cân bằng nhiệt:

Q 2 = Q 1

0,4.c 1 80 = 14665(J)

c 1 = 14665 : 32 = 458,281 J/kg.K

460

1 

c J/kg K

Kim loại đó là Thép



Giải

Củng cố:

• Hãy nêu cách giải bài tập dùng: PT- CBN?

1- Nhiệt tự 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

Qtỏa = Qthu

- 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)

Hướng dẫn về nhà:

DẶN DÒ:

- Tiết sau “ôn tập”.