Bài 25-Phương trình cân bằng nhiệt

Tiết 33: Bài 25 – PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT Kiểm tra cũ: Hãy viết cơng thức tính nhiệt lượng vật thu vào nóng lên, giải thích đại lượng, đơn vị có cơng thức? Trả lời: Q = m.c.t Trong đó: Q nhiệt lượng vật thu vào (J) m khối lượng vật (kg) t = t2– t1 độ tăng nhiệt độ (0C) c nhiệt dung riêng ( J/kg.K ) Quan sát hình sau: Thái: Đố biết nhỏ giọt nước sơi vào ca đựng nước nóng 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 lớn sang vật có nhiệt nhỏ hơn, nghĩa từ ca nước sang giọt nước Giọt nước sôi An: Không phải! Nhiệt phải truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp hơn, nghĩa từ giọt nước sang ca nước Ai đúng, sai? Ca đựng nước nóng TIẾT 30 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I Ngun lí truyền nhiệt:  1- Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp  2- Sự truyền nhiệt xảy nhiệt độ hai vật ngừng lại  3- Nhiệt lượng vật toả nhiệt lượng vật thu vào Ví dụ minh hoạ sau: Nhiệt độ Vật A Nhiệt lượng nhiệt Truyền toả nhiệt độ cao Nhiệt lượng Vật B thu vàonhiệt độ thấp Tiếp xúc Quan sát hình sau: Thái: Đố biết nhỏ giọt nước sơi vào ca đựng nước nóng 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 lớn sang vật có nhiệt nhỏ hơn, nghĩa từ ca nước sang giọt nước Giọt nước sôi An: Không phải! Nhiệt phải truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp hơn, nghĩa từ giọt nước sang ca nước Ai đúng, sai? Ca đựng nước nóng TIẾT 30 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I Nguyên lí truyền nhiệt:  1- Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp  2- Sự truyền nhiệt xảy nhiệt độ hai vật ngừng lại  3- Nhiệt lượng vật toả nhiệt lượng vật thu vào TIẾT 30 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT II Phương trình cân nhiệt: Q toả Q toả = m.c.t Q thu vào Q thu vào = m.c.t Trong đó: t = t1- t2 với t1 nhiệt độ đầu t2 nhiệt độ cuối Nhiệt lượng toả tính cơng thức: Trong đó: t = t2- t1 với t1 nhiệt độ đầu t2 nhiệt độ cuối Em nhắc lại cơng thức tính nhiệt lượng mà vật thu vào? III Ví dụ dùng phương trình cân nhiệt: Thả cầu nhơm khối lượng 0,15kg đun nóng tới 100oC vào cốc nước 20oC Sau thời gian, nhiệt độ cầu nước 25oC Tính khối lượng nước, coi có cầu nước truyền nhiệt cho 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 lượng cầu nhôm tỏa nhiệt độ hạ từ 100 oC xuống 25oC là: Q1 = m1.c1.(t1 – t) = 0,15.880.(100 - 25) = 9900 (J) N.lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 20oC lên 25oC là: Q2 = m2.c2.(t – t2) = m2.4200.(25 – 20) Nhiệt lượng cầu tỏa nhiệt lượng nước thu vào: Q2 = Q1 m2.4200.(25 – 20) = 9900 (J) 9900 = 0,47kg => m2 = 4200(25 − 20) Nêu bước giải tốn III Ví dụ dùng phương trình cân nhiệt: Thả cầu nhơm khối lượng 0,15kg đun nóng tới 100oC vào cốc nước 20oC Sau thời gian, nhiệt độ cầu nước 25oC Tính khối lượng nước, coi có cầu nước truyền nhiệt cho Giải B1: Xác định vật toả nhiệt, vật thu nhiệt B2: Viết biểu thức tính nhiệt lượng toả vật toả nhiệt B3: Viết biểu thức tính nhiệt lượng thu vào vật thu nhiệt B4: Áp dụng phương trình cân nhiệt để suy đại lượng cần tìm Nhiệt lượng cầu nhơm tỏa nhiệt độ hạ từ 100 oC xuống 25oC là: Q1 = m1.c1.(t1 – t) = 0,15.880.(100 - 25) = 9900 (J) N.lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 20oC lên 25oC là: Q2 = m2.c2.(t – t2) = m2.4200.(25 – 20) Nhiệt lượng cầu tỏa nhiệt lượng nước thu vào: Q2 = Q1 m2.4200.(25 – 20) = 9900 (J) 9900 = 0,47kg => m2 = 4200(25 − 20) a) Hãy dùng phương trình cân C1: nhiệt để tính nhiệt độ hỗn hợp gồm 200g nước sôi đổ vào 300g nước nhiệt độ phòng b) Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra giá trị nhiệt độ tính Giải thích nhiệt độ tính khơng nhiệt độ đo 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 là: Q1 = m1.c.(t1 - t2) = 0,2.c.(100 – t) Nhiệt lượng mà 300g nước nhiệt độ phòng thu vào là: Q2 = m2.c.(t – 25) = 0,3.c.(t – 25) Theo phương trình cân 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 Người ta thả miếng đồng khối C2: lượng 0,5kg vào 500g nước Miếng đồng nguội từ 80oC xuống 20oC Hỏi nước nhận nhiệt lượng nóng lên thêm 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 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 ĐS: Q2 = 11400J nước nóng thêm 5,43oC IV Vận dụng: C3 Để xác định nhiệt dung riêng kim loại, người ta bỏ vào nhiệt lượng kế chứa 500g nước nhiệt độ 13 0C miếng kim loại có khối lượng 400g nung nóng tới 1000C Nhiệt độ có cân nhiệt 200C Tính nhiệt dung riêng kim loại Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng nhiệt lượng kế khơng khí Lấy nhiệt dung riêng nước 4190J/kg.K Giải Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa là: C3: Tóm tắt: Theo phương trình cân nhiệt: Kim loại (toả) Nước (thu) m1= 400g m2 =500g = 0,4kg =0,5kg t1 = 1000C t’1 = 130C t2 = 200C t’2 = 200C c2 =4190 J/kg.K c1 = ? tên? 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 nhiệt: Q2 = Q 0,4.c180 = 14665(J) ⇒ c1 = 14665 : 32 = 458,281 J/kg.K c1 ≈ 460 J/kg K Kim loại Thép Củng cố: • Hãy nêu ngun lí truyền nhiệt ? 1- Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp 2- Sự truyền nhiệt xảy nhiệt độ hai vật ngừng lại 3- Nhiệt lượng vật toả nhiệt lượng vật thu vào • Phương trình cân nhiệt viết nào? Qtỏa = Qthu • Hãy nêu cách giải tập dùng: PT- CBN?  Bước 1: Đọc kĩ đề Bước 2: Phân tích đề tìm hướng giải - Tìm xem có vật trao đổi nhiệt với nhau, vật thu nhiệt, vật toả nhiệt? - Nhiệt độ đầu nhiệt độ cuối vật bao nhiêu? - Nhiệt độ cân bao nhiêu? (nhiệt độ hỗn hợp t)  Bước 3: Tóm tắt đề: kí hiệu đổi đơn vị cho phù hợp  Bước 4: Giải theo kiện tóm tắt  Bước 5: Kiểm tra kết ghi đáp số Hướng dẫn nhà: DẶN DÒ: - Học Từ 19  24 - Làm tập C3, 25.1 – 25.5 SBT - Tiết sau “ôn tập”  ... 30 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I Ngun lí truyền nhiệt:  1- Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp  2- Sự truyền nhiệt xảy nhiệt độ hai vật ngừng lại  3- Nhiệt lượng... vào TIẾT 30 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT II Phương trình cân nhiệt: Q toả Q toả = m.c.t Q thu vào Q thu vào = m.c.t Trong đó: t = t1- t2 với t1 nhiệt độ đầu t2 nhiệt độ cuối Nhiệt lượng toả tính... truyền nhiệt ? 1- Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp 2- Sự truyền nhiệt xảy nhiệt độ hai vật ngừng lại 3- Nhiệt lượng vật toả nhiệt lượng vật thu vào • Phương trình cân