Bài giảng Vật lí Lớp 8 - Tiết 30, Bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 8 - Tiết 30, Bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt

1. Tiết 30: Bài 25 – PHƯƠNG TRèNH CÂN BẰNG NHIỆT
2. Kiểm tra bài cũ: Hóy viết cụng thức tớnh nhiệt lượng vật thu vào khi núng lờn giải thớch ý nghĩa, đơn vị của từng đại lượng cú mặt trong cụng thức ? Trả lời : Q = m.C. t Trong đú : Q là nhiệt lượng vật thu vào ( J ) m là khối lượng của vật ( Kg ) 0 t = t2– t1 là độ tăng nhiệt độ C (*K ) C là nhiệt dung riờng ( J/Kg.K )
3. Quan sỏt hỡnh sau Đố biết khi nhỏ một giọt nước sụi vào Giọt một ca đựng nước núng thỡ giọt nước nước sụi truyền nhiệt cho ca nước hay ca nước truyền nhiệt cho giọt nước ? Dễ quỏ ! Nhiệt phải truyền từ vật cú nhiệt năng lớn hơn sang vật cú nhiệt năng nhỏ hơn, nghĩa là từ ca nước sang giọt nước. Khụng phải ! Nhiệt phải truyền từ vật Ca đựng cú nhiệt độ cao hơn sang vật cú nhiệt nước núng độ thấp hơn, nghĩa là từ giọt nước sang ca nước. Ai đỳng, ai sai ?
4. TIẾT. 30: PHƯƠNG TRèNH CÂN BẰNG NHIỆT I - Nguyờn lớ truyền nhiệt : ⚫  1- Nhiệt truyền từ vật cú nhiệt độ cao hơn sang vật cú nhiệt độ thấp hơn ⚫  2-Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thỡ ngừng lại ⚫  3- Nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào Vớ dụ minh hoạ như sau : Nhiệt độ bằng nhau Nhiệt lượng Nhiệt lượng Vật B Vật A Truyền nhiệt Nhiệt độ caotoả ra thu vàoNhiệt độ thấp Tiếp xỳc nhau
5. TIẾT. 30: PHƯƠNG TRèNH CÂN BẰNG NHIỆT II - Phương trỡnh cõn bằng nhiệt : Q toả ra Q thu vào Q = m .C . t toả ra Q thu vào = m .C . t Trong đú : t = t2- t1 Trong đú : t = t1- t2 với t1là nhiệt độ đầu với t1là nhiệt độ đầu t2 là nhiệt độ cuối t2 là nhiệt độ cuối Em hóy nhắc lại cụng thức Nhiệt lượng toả ra cũng tớnh nhiệt lượng mà vật thu tớnh bằng cụng thức : vào ?
6. III - Vớ dụ về dựng phương trỡnh cõn bằng nhiệt : Thả một quả cầu nhụm khối lượng 0,15kg được đun núng tới 100oC vào một cốc nước ở 20oC. Sau một thời gian, nhiệt độ của quả cầu và của nước đều bằng 25oC. Tớnh khối lượng nước, coi như chỉ cú quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau. Giải Nhiệt lượng quả cầu nhụm tỏa ra khi nhiệt độ hạ từ 100oC o Túm tắt : xuống 25 C là : Q1 = m1.C1.( t1 – t ) = 0,15. 880( 100 - 25 ) = 9900 (J) m1 = 0,15 Kg N. lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 20oC lờn 25oC là : C1 = 880 J/Kg.K o Q2 = m2.C2.( t – t2 ) = m . 4200( 25 – 20) t1 = 100 C 2 t = 25oC Nhiệt lượng quả cầu tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào Q = Q C2 = 4200 J/Kg.K 2 1 => m2. 4200( 25 – 20) = 9900 (J) o t2 = 20 C 9900 o => m = = 0,47Kg t = 25 C 2 4200(25 − 20) m2 = ? Kg Nờu cỏc bước giải bài toỏn
7. TIẾT 30: PHƯƠNG TRèNH CÂN BẰNG NHIỆT III - Vớ dụ về dựng phương trỡnh cõn bằng nhiệt : Thả một quả cầu nhụm khối lượng 0,15kg được đun núng tới 100oC vào một cốc nước ở 20oC. Sau một thời gian, nhiệt độ của quả cầu và của nước đều bằng 25oC. Tớnh khối lượng nước, coi như chỉ cú quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau. Giải B1: Xỏc định vật toả Nhiệt lượng quả cầu nhụm tỏa ra khi nhiệt độ hạ từ 100oC nhiệt, vật thu nhiệt. xuống 25oC là : 9900 (J) B2: Viết biểu thức Q1 = m1.C1.( t1 – t ) = 0,15. 880( 100 - 25 ) = tớnh nhiệt lượng toả ra của vật toả nhiệt. Q2 = m2.C2.( t – t2 ) = m2. 4200( 25 – 20) B3: Viết biểu thức tớnh nhiệt lượng thu QLưu ý=: Khi Q cú 2 vật trao đổi nhiệt với nhau và t là nhiệt độ 2 1 => m2. 4200( 25 – 20) = 9900 (J) vào của vật thu chung của 2 vật khi xảy ra cõn bằng9900 nhiệt thỡ phương trỡnh nhiệt. => m = = 0,47Kg cõn bằng nhiệt cú thể được2 4200viết như(25 sau:− 20) B4: ỏp dụng phương trỡnh cõn bằng nhiệt để suy ra đại lượng m1.c1.( t1 – t ) = m2. c2 .( t – cần tỡm. t2 ) Nờu cỏc bước giải bài toỏn
8. a)- Hóy dựng phương trỡnh cõn Giải C1: bằng nhiệt để tớnh nhiệt độ của Nhiệt lượng mà 200g nước hổn hợp gồm 200g nước đang sụi đổ sụi tỏa ra : vào 300g nước ở nhiệt độ trong phũng. Q1 = m1.C.( t1 - t2 ) =0,2.C.(100 – t ) b)- Tiến hành thớ nghiệm để kiểm tra giỏ Nhiệt lượng mà 300g nước ở trị của nhiệt độ tớnh được. Giải thớch tại nhiệt độ phũng thu vào : sao nhiệt độ tớnh được khụng bằng nhiệt Q2 = m2.C.( t – 25 ) độ đo được = 0,3.C. ( t – 25 ) Túm tắt cõu a: Theo phương trỡnh cõn bằng nhiệt, ta C = 4200J/Kg.K cú : Q = Q m = 200g = 0,2Kg 1 2 1 0,2.C.( 100 – t ) = 0,3.C.( t – 25 ) m2 = 300g = 0,3Kg 20 – 0,2t = 0,3t – 7,5 o t1 = 100 C 20 – 7,5 = 0,3t + 0,2t t = nhiệt độ phũng (25oC) 27,5 = 0,5t 2 ĐS : t = 55oC t = ? oC
9. Người ta thả một miếng đồng khối C2: lượng 0,5Kg vào 500g nước. Miếng đồng nguội đi từ 80oC xuống 20oC. Hỏi nước nhận được một nhiệt lượng bằng bao nhiờu và núng lờn thờm bao nhiờu độ ? Túm tắt : Giải Nhiệt lượng mà nước nhận băng nhiệt lượng mà miếng đồng tỏa m = 0,5Kg 1 ra : Q2 = Q1 = m1C1( t1 – t ) C1 = 380J/Kg.K = 0,5.380.( 80 – 20 ) o t1 = 80 C = 11400 J t = 20oC Nước núng thờm : m2 = 500g = 0,5Kg Q2 = m2.C2. t2 Q2 = ? J 11400 = 0,5.4200. t2 o o t2 = ? C t2 = 5,43 C o ĐS : Q2 = 11400 J và nước núng thờm 5,43 C
10. IV - Vận dụng: C3. Để xỏc định nhiệt dung riờng của một kim loại, người ta bỏ vào nhiệt lượng kế chứa 500g nước ở nhiệt độ 130C một miếng kim loại cú khối lượng 400g được nung núng tới 1000C. Nhiệt độ khi cú cõn bằng nhiệt là 200C. Tớnh nhiệt dung riờng của kim loại. Bỏ qua nhiệt lượng làm núng nhiệt lượng kế và khụng khớ. Lấy nhiệt dung riờng của nước là 4190J/kg.K Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra Q = m C ( t – t ) = 0,4.C .( 100 – 20 ) C3: Túm tắt:Theo phương trỡnh cõn 1 1 1 1 1 bằng nhiệt: Nhiệt lượng nước thu vào: Q = m .C t Kim loại(toả) Nước (thu) 2 2 2. m1= 400g m2 =500g = 0,5 . 4190 . ( 20 – 13 ) = 14665 (J ) = 0,4kg =0,5kg 0 0 Theo phương trỡnh cõn bằng nhiệt: t1 = 100 C t’1 = 13 C 0 0 t2 = 20 C t’2 = 20 C Q2 = Q1 c2 =4190 J/kg.K 0,4.C1.80 = 14665(J) c1 = ? tờn? C1 = 14665 : 32 = 458,281 C1 460 J/ kg K Kim loại đú là Thộp
11. Củng cố : ⚫ Hóy nờu nguyờn lớ truyền nhiệt ? ⚫  1- Nhiệt truyền từ vật cú nhiệt độ cao hơn sang vật cú nhiệt độ thấp hơn ⚫  2-Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thỡ ngừng lại ⚫  3- Nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào •Phương trỡnh cõn bằng nhiệt được viết như thế nào ? Qtỏa = Qthu •Hóy nờu cỏch giải bài tập dựng: PT- CBN? Bước 1 : Đọc kĩ đề Bước 2 : Phõn tớch đề tỡm ra hướng giải _ Tỡm xem cú bao nhiờu 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 nhiờu? _ Nhiệt độ khi cõn bằng là bao nhiờu? ( nhiệt độ hỗn hợp t) Bước 3: Túm tắt đề: bằng kớ hiệu và đổi đơn vị cho phự hợp Bước 4: Giải theo dữ kiện đó túm tắt Bước 5: Kiểm tra kết quả và ghi đỏp số
12. 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 ⚫ Theo nguyên lí truyền nhiệt, các em hãy tìm cách cho chúng tiếp xúc nhau sao cho kết quả cuối cùng mà vật B & vật C lại có nhiệt độ cao hơn vật A? ⚫ Chúc các em thành công.
13. Về nhà: ⚫ - Học bài ⚫ Làm bài tập C2, C3 SGK/89 ⚫ Tỡm hiểu trước cõu hỏi: ⚫ + Nhiờn liệu là gỡ? ⚫ + Năng suất tỏa nhiệt của nhiờn liệu cú ý nghĩa gỡ?