Vật lý 8 Bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt


Có một câu hỏi được đặt ra ở đây và gây rất nhiều tranh cãi là khi nhỏ một giọt nước sôi vào ca đựng nước nóng thì giọt nước truyền nhiệt cho ca nước hay ca nước truyền nhiệt cho giọt nước?

Chúng ta sẽ trả lời được câu hỏi này sau khi nghiên cứu nội dung bài học ngày hôm nay. Mời các em cùng nhau tìm hiểu nội dung của Bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt

Tóm tắt lý thuyết

2.1. Nguyên lý truyền nhiệt

  • Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.

  • Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của 2 vật bằng nhau.

  • Nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào.

2.2. Phương trình cân bằng nhiệt

Qtỏa  = Qthu

  • Trong đó: \(Q=m.C.\Delta t\)

\(\Delta t=t_2-t_1\)

Qtoả = m1.C1.(t1 – t2)

Qthu = m2.C2.(t2 – t1)

⇒ \(m_1.C_1.(t_1-t)=m_2.C_2.(t-t_2)\)

2.3. Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt.

Thả một quả cầu nhôm khối lượng 0,15kg được đun nóng tới \(100^oC\) vào một cốc nước ở \(20^oC\). Sau một thời gian, nhiệt độ của  quả cầu và của nước đều bằng \(25^oC\). Tính khối lượng nước, coi như chỉ có quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau.

Tóm tắt:

\(m_1=0,15kg\)                          \(C_2=4200J/Kg.K\)

\(C_1=880J/Kg.K\)                  \(t_2=20^oC\)

\(t_1=100^oC\)                               \(m_2=?\)       

\(t=25^oC\)                                 

Hướng dẫn giải

  • Nhiệt lượng quả cầu nhôm toả ra khi nhiệt độ hạ từ \(100^oC\) xuống \(25^oC\) là:

\(Q_t_o_a=m_1.C_1.(t_1-t)\)

= 0,15.880.(100 – 25)

= 9 900 (J)

  • Nhiệt lượng nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ \(20^oC\) lên \(25^oC\) là:

     \(Q_t_h_u=m_2.C_2.(t-t_2)\)

  • Nhiệt lượng quả cầu toả ra bằng nhiệt lượng nước thu vào:

      \(Q_t_h_u=Q_t_o_a\Rightarrow m_2.C_2.(t-t_2)=9900(J)\)

 \(\Rightarrow m_2=\frac{9900}{C_2.(t-t_2)}=\frac{9900}{4200.(25-20)}=0,47(kg)\)

Vậy khối lượng của nước là \(0,47kg\)   

Bài tập minh họa

Bài 1:

Điều nào sau đây đúng với nguyên lý truyền nhiệt?

A. Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ thấp hơn sang vật có nhiệt độ cao hơn .

B. Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.

C. Nhiệt truyền từ vật có nhiệt dung riêng cao hơn sang vật có nhiệt dung riêng thấp hơn.

D. Nhiệt truyền từ vật có nhiệt dung riêng thấp hơn sang vật có nhiệt dung riêng cao hơn.

Hướng dẫn giải

Chọn đáp án B.

Bài 2:

Nếu hai vật có nhiệt độ̣ khác nhau đặt tiếp xúc nhau thì:

A. Quá trình truyền nhiệt dừng lại khi nhiệt độ hai vật như nhau.

B. Quá trình truyền nhiệt dừng lại khi nhiệt độ một vật đạt \(0^oC\)

C. Quá trình truyền nhiệt tiếp tục cho đến khi nhiệt năng hai vật như nhau.

D. Quá trình truyền nhiệt cho đến khi nhiệt dung riêng hai vật như nhau

Hướng dẫn giải

Chọn đáp án A.

Bài 3:

Người ta thả một miếng đồng khối lượng 0,5 kg vào 500 g nước. Miếng đồng nguội đi từ \(80^oC\) xuống \(20^oC\).  Hỏi nước nhận được một nhiệt lượng bằng bao nhiêu và nóng lên thêm bao nhiêu độ ?

Hướng dẫn giải

  • Nhiệt lượng nước nhận được bằng nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra:

\(Q=m_1.C_1.(t_1-t_2)=0,5.380.(80-20)=11400(J)\)

  • Nước nóng thêm lên:

∆t =  = \(\frac{11 400}{0,5.4 200}=5,43^oC\) 

4. Luyện tập Bài 25 Vật lý 8

Qua bài giảng Phương trình cân bằng nhiệt này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

  • Phát biểu được 3 nội dung của nguyên lý truyền nhiệt.

  • Viết được phương trình cân bằng nhiệt cho trường hợp có 2 vật trao đổi nhiệt với nhau.

  • Giải được các bài toán đơn giản về trao đổi nhiệt giữa 2 vật. Vận dụng được công thức tính nhiệt lượng.

4.1. Trắc nghiệm

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 8 Bài 25 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

Câu 2- Câu 5: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

4.2. Bài tập SGK và Nâng cao 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 8 Bài 25 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Giải bài tập C1 Bài 25 trang 89 SGK Vật lý 8

Giải bài tập C2 Bài 25 trang 89 SGK Vật lý 8

Giải bài tập C3 Bài 25 trang 89 SGK Vật lý 8

5. Hỏi đáp Bài 25 Chương 2 Vật lý 8

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!

  • Một bình cách nhiệt chức nước ở nhiệt độ=20c.Người ta thả vào đó 1 viên bi nhôm nhiệt độ =100c.Sau khi cân bằng nhiệt nhiệt độ of nước trong bình là 30,3c.Người ta lại thả viên vi thứ 2 giống hệt viên bi trên thì nhiệt độ of nó khi cân bằng là 42,6c.Xác định C of nhôm biết Dnước=1000kg/m3,Dnhôm=2700kg/m3.Cnước=4200

     

    Theo dõi (0) 0 Trả lời
  • 1) đổ nước sôi vào thau nhôm có khối lượng 0.5 kg thau nóng lên từ 20 độ C đến 80 độ C. Xem như chỉ có nước và thau truyền nhiệt cho nhau
    a- hỏi thau nhận được một nhiệt lượng là bao nhiêu? 
    b- tính khối lượng của nước?

    Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.K, nước là 4200J/kg.K

    Theo dõi (0) 1 Trả lời

-- Mod Vật Lý 8 HỌC247