VL8 - Bài 25. Phương trình cân bẳng nhiệt

Thỏng 3.2010 Thỏng 3.2010 TRệễỉNG TRUNG HOẽC Cễ Sễ HIEP HOỉA Viết công thức tính nhiệt lượng vật thu vào khi nóng lên. Viết công thức tính nhiệt lượng vật thu vào khi nóng lên. Giải thích rõ ký hiệu và đơn vị của từng đại lượng trong Giải thích rõ ký hiệu và đơn vị của từng đại lượng trong công thức. công thức. KIỂM TRA BÀI CŨ Nhiệt truyền từ ca nước sang giọt nước? Nhiệt truyền từ giọt nước sang ca nước? hay Bài 25: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I. I. Nguy Nguy ê ê n l n l ý ý truy truy ền ền nhi nhi ệt ệt Các thí nghiệm cũng như hiện tượng quan sát được trong đời sống và kỹ thuật và tự nhiên cho thấy khi có hai vật trao đổi nhiệt với nhau thì: 1 1 . Nhi . Nhi ệt ệt truy truy ền ền t t ừ ừ v v ật ật c c ó ó nhi nhi ệt ệt độ độ cao hơn sang v cao hơn sang v ật ật c c ó ó nhi nhi ệt ệt độ độ th th ấp ấp h h ơ ơ n. n. 2 2 . S . S ự ự truy truy ền ền nhi nhi ệt ệt xảy ra cho tới khi nhi xảy ra cho tới khi nhi ệt ệt độ độ c c ủa ủa hai v hai v ật ật b b ằng ằng nhau th nhau th ì ì ng ng ừng ừng l l ại ại . . 3 3 . Nhi . Nhi ệt ệt l l ượng ượng do v do v ật ật n n ày ày t t ỏa ỏa ra b ra b ằng ằng nhi nhi ệt ệt l l ượng ượng do v do v ật ật kia thu v kia thu v ào ào . . II. II. Phương trình cân bằng nhi Phương trình cân bằng nhi ệt ệt Q tỏa ra = Q thu vào t 1 là nhiệt độ ban đầu của vật tỏa nhiệt. t là nhiệt độ cuối cùng của quá trình truyền nhiệt. t 2 là nhiệt độ ban đầu của vật thu nhiệt. Thứ tư, 24.3.2010 Thứ tư, 24.3.2010 m 1 .c 1 .(t 1 – t t) = m 2 .c 2 .( t t – t 2 ) Bài 25: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I. I. Nguy Nguy ê ê n l n l ý ý truy truy ền ền nhi nhi ệt ệt 1 1 . Nhi . Nhi ệt ệt truy truy ền ền t t ừ ừ v v ật ật c c ó ó nhi nhi ệt ệt độ độ cao hơn sang v cao hơn sang v ật ật có nhi có nhi ệt ệt độ độ th th ấp ấp h h ơ ơ n. n. 2 2 . S . S ự ự truy truy ền ền nhi nhi ệt ệt xảy ra cho tới khi nhi xảy ra cho tới khi nhi ệt ệt độ độ c c ủa ủa hai v hai v ật ật b b ằng ằng nhau th nhau th ì ì ng ng ừng ừng l l ại ại . . 3 3 . Nhi . Nhi ệt ệt l l ượng ượng do v do v ật ật n n ày ày t t ỏa ỏa ra b ra b ằng ằng nhi nhi ệt ệt l l ượng ượng do v do v ật ật kia thu v kia thu v ào ào . . II. II. Phương trình cân bằng nhi Phương trình cân bằng nhi ệt ệt Q tỏa ra = Q thu vào III. III. Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhi Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhi ệt ệt Thứ tư, 24.3.2010 Thứ tư, 24.3.2010 m 1 .c 1 .(t 1 – t t) = m 2 .c 2 .( t t – t 2 ) Thả một quả cầu nhôm có khối lượng 0,15kg được đun nóng tới 100 o C và một cốc nước ở nhiệt độ 20 o C. Sau một thời gian, nhiệt độ của quả cầu và của nước đều bằng 25 o C. Tính khối lượng nước, coi như chỉ quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau. Bài 25: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I. I. Nguy Nguy ê ê n l n l ý ý truy truy ền ền nhi nhi ệt ệt 1 1 . Nhi . Nhi ệt ệt truy truy ền ền t t ừ ừ v v ật ật c c ó ó nhi nhi ệt ệt độ độ cao hơn sang v cao hơn sang v ật ật có nhi có nhi ệt ệt độ độ th th ấp ấp h h ơ ơ n. n. 2 2 . S . S ự ự truy truy ền ền nhi nhi ệt ệt xảy ra cho tới khi nhi xảy ra cho tới khi nhi ệt ệt độ độ c c ủa ủa hai v hai v ật ật b b ằng ằng nhau th nhau th ì ì ng ng ừng ừng l l ại ại . . 3 3 . Nhi . Nhi ệt ệt l l ượng ượng do v do v ật ật n n ày ày t t ỏa ỏa ra b ra b ằng ằng nhi nhi ệt ệt l l ượng ượng do v do v ật ật kia thu v kia thu v ào ào . . II. II. Phương trình cân bằng nhi Phương trình cân bằng nhi ệt ệt Q tỏa ra = Q thu vào III. III. Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhi Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhi ệt ệt Thứ tư, 24.3.2010 Thứ tư, 24.3.2010 m 1 .c 1 .(t 1 – t t) = m 2 .c 2 .( t t – t 2 ) Giải Nhiệt lượng do quả cầu nhôm tỏa ra: Q 1 = m 1 .c 1 .(t 1 – t) = 0,15.880.(100 – 25) = 9 900 (J) Nhiệt lượng do nước thu vào: Q 2 = m 2 .c 2 .(t – t 2 ) Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: Q 1 = Q 2 ⇒ m 2 .c 2 .(t – t 2 ) = 9 900 m 2 = 0,47 (kg) 9900 4200.(25-20) ⇒ ; Tóm tắt: m 1 = 0,15kg c 1 = 880J/kg.độ t 1 = 100 o C t = 25 o C c 2 = 4 200J/kg.độ t 2 = 20 o C m 2 ? IV. Vận dụng C1: 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 phòng. (30 o C) t = 58 o C Giải Bài 25: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT 0,2.(100 – t) = 0,3.(t – 30) Tóm tắt: m 1 = 200g = 0,2kg c = 4200 J/kg.K t 1 = 100 o C t = 30 o C m 2 = 300g = 0,3kg t = ?( o C) Ta có phương trình cân bằng nhiệt: m 1 c(t 1 – t) = m 2 c(t – t 2 ) m 1 (t 1 – t) = m 2 (t – t 2 ) 2.(100 – t) = 3.(t – 30) Giải ra IV. Vận dụng C2: Người ta thả một miếng đồng khối lượng 0,5kg vào 500g nước. Miếng đồng nguội đi từ 80 o C xuống 20 o C. Hỏi nước nhận được một nhiệt lượng bao nhiêu và nóng lên thêm bao nhiêu độ? Bài 25: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT Giải Nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra: Q 1 = m 1 .c 1 .(t 1 – t) = 0,5.380.(80 – 20) = 11 400 (J) Tóm tắt: m 1 = 0,5kg c 1 = 380J/kg.độ t 1 = 80 o C t = 20 o C m 2 = 500g = 0,5kg c 2 = 4 200J/kg.độ Q 2 ? (J) t – t 2 = ? ( o C) ⇒ m 2 .c 2 .(t – t 2 ) = 11 400 Nhiệt lượng do nước thu vào bằng nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra: Q 2 = Q 1 = 11 400 (J) mà Q 2 = m 2 .c 2 .(t – t 2 ) ⇒ (t – t 2 ) = 2 2 11 400 m .c o 11 400 5,4 ( C) 0,5.4200 = ≈ IV. Vận dụng Bài 25: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT Giải Nhiệt lượng do miếng kim loại tỏa ra: Q 1 = m 1 .c 1 .(t 1 – t) = 0,5.380.(80 – 20) = 11 400 (J) Tóm tắt: m 1 = 400g = 0,4kg t 1 = 100 o C m 2 = 500g = 0,5kg t 2 = 13 o C t = 20 o C c 2 = 4 190J/kg.độ c 1 = ? ⇒ m 2 .c 2 .(t – t 2 ) = 11 400 Nhiệt lượng do nước thu vào bằng nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra: Q 2 = Q 1 = 11 400 (J) mà Q 2 = m 2 .c 2 .(t – t 2 ) ⇒ (t – t 2 ) = 2 2 11 400 m .c o 11 400 5,4 ( C) 0,5.4200 = ≈ 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 o C. Một miếng kim loại có khối lượng 400g được nung nóng đến 100 o C. Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 20 o 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 4 190J/kg. độ Bài 25: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I. Nguyên lý truyền nhiệt Các thí nghiệm cũng như hiện tượng quan sát được trong đời sống và 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 ccó 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 lượng do vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào. II. Phương trình cân bằng nhiệt Q tỏa ra = Q thu vào III. Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt 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 13 o C. Một miếng kim loại có khối lượng 400g được nung nóng đến 100 o C. Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 20 o C. Tính nhiệt dung riêng của kim loại. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng nhiệt lượng kế và không khí. Lây nhiệt dung riêng của nước là 4 190J/kg. độ Nhiệt lượng do miếng kim loại tỏa ra: Q 1 = m 1 .c.(t 1 – t) = 0,4.c.(100-20) = 32c (J) Nhiệt lượng do nước thu vào: Q 2 = m 2 .c 2 .(t – t 2 ) = 0,5.4190.(20-13) = 14665 (J) Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: Q 1 = Q 2 32c = 14665 ⇒ c = 458 (J/kg. độ) . TRA BÀI CŨ Nhiệt truyền từ ca nước sang giọt nước? Nhiệt truyền từ giọt nước sang ca nước? hay Bài 25: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG. nhận được một nhiệt lượng bao nhiêu và nóng lên thêm bao nhiêu độ? Bài 25: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT Giải Nhiệt lượng do