Chương II: Nhiệt Học – Vật Lý Lớp 8
Bài 25: Phương Trình Cân Bằng Nhiệt
– Thái: 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.
– Bình: 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.
– An: 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.
Ai đúng, ai sai?
Nội dung bài 25 phương trình cân bằng nhiệt chương 2 vật lý lớp 8 này giúp các bạn biết nhiệt chỉ tự truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp. Vận dụng phương trình cân bằng nhiệt để giải 1 số bài tập đơn giản.
Khi có hai vật truyền nhiệt cho nhau thì:
– Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn cho tới khi nhiệt độ hai vật bằng nhau.
– Nhiệt lượng vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng vật kia thu vào.
Phương trình cân bằng nhiệt: \(Q_{tỏa \, \, ra} = Q_{thu \, \, vào}\)
HocTapHay.ComTóm Tắt Lý Thuyết
I. Nguyên Lý Truyền Nhiệt
Các thí nghiệm cũng như hiện tượng quan sát được trong đời sống, kĩ thuật và tự nhiên cho thấy khi có hai vật trao đổi nhiệt với nhau thì:
1. Nhiệt tự 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 tỏa ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào.
II. Phương Trình Cân Bằng Nhiệt
Phương trình cân bằng nhiệt được viết dưới dạng sau đây:
\(Q_{tỏa \, \, ra} = Q_{thu \, \, vào}\)
Chú ý: \(Q_{thu \, \, vào} = m_1.c_1.(t_2 – t_1)\)
\(Q_{tỏa \, \, ra} = m_2.c_2(t’_1 – t’_2)\)
Ở đây:
* \(m_1, c_1, t_1\) lần lượt là khối lượng, nhiệt dung riêng, và nhiệt độ ban đầu của vật thu nhiệt.
* \(m_2, c_2, t’_1\) lần lượt là khối lượng, nhiệt dung riêng và nhiệt độ ban đầu của vật tỏa nhiệt.
* \(t_2\) nhiệt độ sau cùng của vật.
III. Ví Dụ Về Dùng Phương Trình Cân Bằng Nhiệt
Thả một quả cầu nhôm khối lượng 0,15kg được đun nóng tới \(100^0C\) vào một cốc nước ở \(20^0C\). Sau một thời gian, nhiệt độ của quả cầu và của nước đều bằng \(25^0C\). Tính khối lương nước, coi như chỉ có quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau.
Cho biết:
\(m_1 = 0,15kg\)
\(c_1 = 880J/kgK\)
\(t_1 = 100^0C\)
\(t = 25^0C\)
\(c_2 = 4200/kg.K\)
\(t_2 = 20^0C\)
\(t = 25^0C\)
\(m_2 = ?\)
Bài giải:
Nhiệt lượng qủa cầu nhôm tỏa ra khi nhiệt độ hạ từ \(100^0C\) xuống \(25^0C\) là:
\(Q_1 = m_1.c_1.(t_1 – t) = 0,15.880.(100 – 25) = 9900J\)
Nhiệt lượng nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ \(20^0C\) lên \(25^0C\) là:
\(Q_2 = m_2.c_2.(t – t_2)\)
Nhiệt lượng quả cầu tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào:
\(Q_2 = Q_1\)
\(m_2.c_2.(t – t_2) = 9900J\)
\(m_2 = \frac{9900}{4200.(25 – 20)}\)
\(m_2 = 0,47kg\)
IV. Vận Dụng
Bài Tập C1 Trang 89 SGK Vật Lý Lớp 8
a. Hãy dùng phương trình cân bằng nhiệt để tính nhiệt độ của hỗn hợp gồm 200g nước đang sôi 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?
Bài Tập C2 Trang 89 SGK Vật Lý Lớp 8
Người ta thả một miếng đồng khối lượng 0,5g vào 500g nước. Miếng đồng nguội đi từ \(\)\(80^0C\) xuống \(20^0C\). Hỏi nước nhận được một nhiệt lượng bằng bao nhiêu và nóng lên thêm bao nhiêu độ?
Bài Tập C3 Trang 89 SGK Vật Lý Lớp 8
Để xác định nhiệt dung riêng của một kim loại, người ta bỏ vào nhiệt lượng kế chứa 500g nước ở nhiệt độ \(13^0C\) một miếng kim loại có khối lượng 400g được nung nóng tới \(100^0C\). Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là \(20^0C\). 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 4190J/kg.K.
Tóm Tắt Lý Thuyết Ngắn Gọn
1. Nguyên lí truyền nhiệt
– Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn cho tới khi nhiệt độ hai vật bằng nhau.
– Nhiệt lượng vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng vật kia thu vào.
Lưu ý: Cần phân biệt sự khác nhau giữa các khái niệm nhiệt độ, nhiệt năng và nhiệt lượng. Trong nhiều vật khác nhau khi nhiệt độ của vật nào đó lớn nhất thì chưa chắc nhiệt năng của vật đó lớn nhât so với các vật khác. Hoặc trong nhiều vật khác nhau, khi độ tăng nhiệt độ của vật đó lớn nhất thì chưa chắc nhiệt lượng của vật đó lớn nhất so với các vật khác.
2. Phương trình cân bằng nhiệt: \(Q_{tỏa}\) ra và \(Q_{thu \, \, vào}\)
Lưu ý: Nhiệt lượng tỏa ra cũng được tính bằng công thức: Q = c.m.∆t, nhưng trong đó
\(∆t = t_1 – t_2\), với \(t_1\) là nhiệt độ ban đầu còn \(t_2\) là nhiệt độ cuối trong quá trình truyền nhiệt.
Có thể bạn biết rồi
Cơ thể con người tuy không ngừng truyền nhiệt với môi trường bên ngoài nhưng luôn giữ nhiệt độ không đổi vào khoảng \(37^0C\) dù nhiệt độ bên ngoài cơ thể giảm xuống dưới \(0^0C\) hoặc tăng lên trên \(50^0C\). Nhiệt từ cơ thể con người có thể truyền ra bên ngoài bằng nhiều cách trong đó có dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ. Trung bình cơ thể con người tỏa ra môi trường bên ngoài dưới dạng nhiệt khoảng 17% năng lượng mà người đó tạo ra được. Hình 25.2 SGK cho thấy tỉ lệ tỏa nhiệt dưới các hình thức dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ của một người cởi trần, ngồi yên trong một phòng có nhiệt độ ôn hòa.
Bài Tập Liên Quan:
- Bài 29: Câu Hỏi Và Bài Tập Tổng Kết Chương II Nhiệt Học
- Bài 28: Động Cơ Nhiệt
- Bài 27: Sự Bảo Toàn Năng Lượng Trong Các Hiện Tượng Cơ Và Nhiệt
- Bài 26: Năng Suất Tỏa Nhiệt Của Nhiên Liệu
- Bài 24: Công Thức Tính Nhiệt Lượng
- Bài 23: Đối Lưu – Bức Xạ Nhiệt
- Bài 22: Dẫn Nhiệt
- Bài 21: Nhiệt Năng
- Bài 20: Nguyên Tử, Phân Tử Chuyển Động Hay Đứng Yên
- Bài 19: Các Chất Được Cấu Tạo Như Thế Nào?
Trả lời