Bài 25. Phương trình cân bằng nhiệt

Tiết 30:
PHƯƠNG
TRÌNH
CÂN
BẰNG
NHIỆT
KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1: Viết công thức tính nhiệt lượng vật thu vào để nóng lên? Giải thích ý nghĩa, đơn vị của từng đại lượng trong công thức?
Q = m.c.∆t
Q là nhiệt lượng vật thu vào (J)
Trong đó: m là khối lượng của vật (kg)
∆t = t2 – t1 là độ tăng nghiệt độ (oC)
c là nhiệt dung riêng của vật (J/kg.K)
Nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K có nghĩa là: Muốn cho 1 kg nước tăng thêm 1oC cần truyền cho nó 1 nhiệt lượng là 4200 J
Câu 2: Nói nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K; điều đó có ý nghĩa gì?
Tiết 30: 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?
Tiết 30: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT
I. Nguyên lý truyền nhiệt:
Các thí nghiệm cũng như hiện tượng quan sát được trong đời sống, 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 có 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.
Tiết 30: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT
I. Nguyên lý truyền nhiệt:
II. Phương trình cân bằng nhiệt:
Q tỏa ra = Q thu vào
Q tỏa ra = m.c.(t1 – to), với t1 là nhiệt độ ban đầu còn to là nhiệt độ cuối cùng của quá trình truyền nhiệt.
Phương trình cân bằng nhiệt được viết dưới dạng:
Qthu vào = m.c.(to – t2), với t2 là nhiệt độ ban đầu còn to là nhiệt độ cuối cùng của quá trình truyền nhiệt.
Tiết 30: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT
I. Nguyên lý truyền nhiệt:
II. Phương trình cân bằng nhiệt:
III. Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt:
Thả một quả cầu nhôm có khối lượng 0,15kg được đun nóng tới 100oC vào một cốc nước ở nhiệt độ 20oC. Sau một thời gian, nhiệt độ của quả cầu và của nước đều bằng 25oC. Tính khối lượng nước, coi như chỉ quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau.
Tóm tắt:
m1 = 0,15kg
c1 = 880J/kg.K
t1 = 100oC
to = 25oC
c2 = 4 200J/kg.K
t2 = 20oC
M2= ?
Nhiệt lượng do quả cầu nhôm tỏa ra:
Giải
Q1 = Q2  m2.4200.5 = 9 900
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
Q2 = m2.c2.(to – t2) = m2.4200.(25 – 20)
Nhiệt lượng do nước thu vào:
Q1 = m1.c1.(t1 – to)
= 0,15.880.(100-25) = 9 900(J)
Tiết 30: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT
I. Nguyên lý truyền nhiệt:
II. Phương trình cân bằng nhiệt:
III. Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt:
IV. Vận dụng:
C1: 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. (30oC)
 to = 58oC
Giải
Qtỏa = m1.c (t1 – to) = 0,2 .4200.(100 – to)
Qthu = m2.c.∆t = 0,3.4200.(to – 30)
Qtỏa = Qthu  840. (100 – to) = 1260.(to – 30)
Tóm tắt:
m1 = 0,2kg
m2= 0,3 kg
c = 4200J/kg.K
t1 = 100oC
t2 = 30oC

to = ?
Nhiệt lượng nước nóng tỏa ra:
Nhiệt lượng nước lạnh thu vào:
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
Tiết 30: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT
I. Nguyên lý truyền nhiệt:
II. Phương trình cân bằng nhiệt:
III. Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt:
IV. Vận dụng:
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 bao nhiêu và nóng lên thêm bao nhiêu độ?
Qtỏa = m1.c1 (t1 – to)
= 0,5 .380 .(80 – 20) = 11400(J)
Qthu = m2.c2.∆t = 0,5.4200. ∆t
Qtỏa = Qthu  0,5.4200. ∆t = 11400
∆t = 5,4oC
Giải
Tóm tắt:
m1 = 0,5kg
c1 = 380J/kg.K
t1 = 80oC
to = 20oC
m2= 0,5 kg
c2 = 4 200J/kg.K
t2 = 20oC
∆t = ?
Nhiệt lượng miếng đồng tỏa ra:
Nhiệt lượng nước thu vào:
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
Tiết 30: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT
I. Nguyên lý truyền nhiệt:
II. Phương trình cân bằng nhiệt:
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 13oC. Một miếng kim loại có khối lượng 400g được nung nóng đến 100oC. Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 20oC. 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.K
Tiết 30: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT
I. Nguyên lý truyền nhiệt:
II. Phương trình cân bằng nhiệt:
III. Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt:
IV. Vận dụng:
C3:
Q1 = Q2  32c1 = 14665
Giải
Tóm tắt:
m1 = 0,4kg
t1 = 100oC
m2= 0,5 kg
t2 = 13oC
c2 = 4 190J/kg.K
to = 20oC

c1 = ?
Nhiệt lượng do miếng kim loại tỏa ra:
Q1 = m1.c1.(t1 - to)
= 0,4.c1.(100- 20) = 32c1 (J)
Nhiệt lượng do nước thu vào:
Q2 = m2.c2.(to - t2)
= 0,5.4190.(20-13) = 14665 (J)
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
 c1 = 458 (J/kg.K)
HDVN
Học thuộc ghi nhớ - SGK trang 90
Giải các BT: 25.1 – 25.6 SBT