Tiết 30: Phương trình cân bằng nhiệt

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?. Nhiệt phải truyền từ vật có nhiệt năng lớn

Tiết 30: 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 ý nghĩa, đơn vị của từng đại lượng có mặt trong công thức ?

 Q

 m

 t = t2– t1

 C

Trả lời : Q = m.C.t

Trong đó :

là nhiệt lượng vật thu vào ( J )

là khối lượng của vật ( Kg )

là độ tăng nhiệt độ 0C (*K )

là nhiệt dung riêng ( J/Kg.K )

Quan sát hình sau

Giọt nước sôi

Ca đựng nước nóng

Ai đúng, ai sai ?

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 ?

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.

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 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

TIẾT 30: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT

II - Phương trình cân bằng nhiệt :

Q toả ra Q thu vào

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 = t1- t2

với t1là nhiệt độ đầu

t2 là nhiệt độ cuối

Trong đó : t = t2- t1

với t1là nhiệt độ đầu

t2 là nhiệt độ cuối

III - Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt :

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 100oC xuống 25oC là :

Giải

Q2 = m2.C2.( t – t2 ) = m2. 4200( 25 – 20)

Nhiệt lượng quả cầu tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào

m2 4200( 25 – 20) = 9900 (J)

Q2 = Q1 =>

) 20 25

( 4200

9900

−

m2 =

=> = 0,47Kg Nêu các bước giải bài toán

TIẾT 30: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT

khối lượng nước, coi như chỉ có quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau.

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

Giải

Q1 = m1.C1.( t1 – t ) = 0,15 880( 100 - 25 ) = 9900 (J)

Q2 = m2.C2.( t – t2 ) = m2. 4200( 25 – 20)

Q2 = Q1 =>

) 20 25

( 4200

9900

−

m2 =

=> = 0,47Kg

III - Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt :

Nêu các bước giải bài toán

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: áp dụng phương : áp dụng phương

trình cân bằng nhiệt

để suy ra đại lượng

cần tìm.

chung của 2 vật khi xảy ra cân bằng nhiệt thì phương trình cân bằng nhiệt có thể được viết như sau:

m1.c1.( t1 – t ) = m2 c2 ( t –

t2 )

C a)- Hãy dùng phương trình cân 1: bằng nhiệt để

tính nhiệt độ của hổn 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 :

Q1 = m1.C.( t1 - t2 )

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

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 băng 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 = 11400 J và nước nóng thêm 5,43oC

C3. Để xác định nhiệt dung riêng của một kim loại, người ta bỏ vào nhiệt lượng

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

C3: Tóm tắt:Theo phương trình

cân bằng 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?

IV - Vận dụng:

Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra

= 0,5 4190 ( 20 – 13 ) = 14665 (J )Theo phương trình cân bằng nhiệt:

Q2 = Q1

0,4.C1.80 = 14665(J)

C1 = 14665 : 32 = 458,281

460

Kim loại đó là Thép

⇒

Củng cố :

 Hãy nêu nguyên lí truyền nhiệt ?

•Phương trình cân bằng nhiệt được viết như thế nào ?

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

  1- Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn

Qtỏa = Qthu

Bước 1 : Đọc kĩ đề

Bước 2 : Phân tích đề tìm ra hướng giải

_ 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)

Bước 3: Tóm tắt đề: bằng kí hiệu và đổi đơn vị cho phù hợp

Bước 4: Giải theo dữ kiện đã tóm tắt

Bước 5: Kiểm tra kết quả và ghi đáp số

Cho ba vật giống hệt nhau:

Vật A cú nhiệt độ: 100 0C

Vật B cú nhiệt độ: 0 0C

Vật C cú nhiệt độ: 0 0C

cho chúng tiếp xúc nhau sao cho kết quả cuối

cùng mà vật B & vật C lại có nhiệt độ cao hơn vật A?

Về nhà: