Bài 25. Phương trình cân bằng nhiệt

Viết công thức tính nhiệt lượng vật thu vào và cho biết đầy đủ tên, đơn vị của các đại lượng trong công thức ?
Trong đó:
Q: là nhiệt lượng vật thu vào (J)
m: là khối lượng vật (kg)
c: là nhiệt dung riêng của vật (J/kg.K)
∆t = t2 – t1: là độ tăng nhiệt độ (0C)
t2: nhhiệt độ cuối (0C)
t1: nhiệt độ ban đầu (0C)
KIỂM TRA BÀI CŨ
Q = m.c.∆t
Trả lời :
Vật nào thu nhiệt ?
Vật nào toả nhiệt ?
I. Nguyên lý 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 dừng lại.
3- Nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượngdo vật kia thu vào.
TIẾT 32: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT
I. Nguyên lý truyền nhiệt
II. Phương trình cân bằng 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 dừng lại.
3- Nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào.
TIẾT 32: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT
Qtoả ra = Qthu vào
Em hãy nhắc lại công thức tính nhiệt lượng mà vật thu vào ?
Nhiệt lượng toả ra tính bằng công thức nào?
Q thu vào = m.C.?t
Q toả ra = m.C.?t
Trong đó : ?t = t1- t2
với t1 là nhiệt độ đầu
t2 là nhiệt độ cuối
Trong đó : ?t = t2- t1
với t1 là nhiệt độ đầu
t2 là nhiệt độ cuối
Nhiệt lượng do quả cầu nhôm tỏa ra:
Q1 = m1.c1.(t1 – t)
= 0,15.880.(100-25) =9900(J)
Nhiệt lượng do nước thu vào:
Q2 = m2.c2.(t – t2)
= m2. 4200(25-20)
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
Q2 = Q1 hay m2.4200.(25 – 20) = 9900 (J)
Đáp số: 0,47kg
TIẾT 32: 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 1000C vào một cốc nước ở nhiệt độ 200C. Sau một thời gian, nhiệt độ của quả cầu và của nước đều bằng 250C. 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
t = 25oC
c2 = 4 200J/kg.K
t2 = 20oC
m2 = ?
HD giải
Thả một quả cầu nhôm khối lượng 0,15kg được đun nóng tới 100oC vào một cốc nước ở 20oC. Sau một thời gian, nhiệt độ của quả cầu và của nước đều bằng 25oC. Tính 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 :
PP Giải
Q1 = m1.C1.( t1 - t )
Q2 = m2.C2.( t - t2 )
Nhiệt lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 20oC lên 25oC :
TIẾT 32: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT
HD phương pháp giải bài tập về phương trình cân bằng nhiệt:
- Xác định vật toả nhiệt, vật thu nhiệt.
- Viết biểu thức tính nhiệt lượng toả ra của vật toả nhiệt.
- Viết biểu thức tính nhiệt lượng thu vào của vật thu nhiệt.
- áp dụng phương trình cân bằng nhiệt để suy ra đại lượng cần tìm.
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. (aoC)
Nhiệt lượng do nước sôi tỏa ra:
Q1 = m1.c1.(t1 – t) = 0,2.4200.(100-t)

Nhiệt lượng do nước ở nhiệt độ phòng thu vào:
Q2 = m2.c2.(t – a) = 0,3.4200 ( t – a)

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: Q1 = Q2
hay 0,2.4200.(100 - t) = 0,3.4200.(t – a)
 t = …..0C
TIẾT 32: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT
HD
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?
Nhiệt lượng nước thu vào bằng nhiệt lượng đồng tỏa ra.
Q1= Q2 = m1c1 (t1 – t2)
Độ tăng nhiệt độ của nước.
Q2 = m2c2.∆t => ∆t = 5,43 0C
TIẾT 32: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT
HD:
IV. Vận dụng:
C3: Để xác định nhiệt dung riêng của một kim loại, người ta bỏ vào nhịêt lượng kế chứa 500 g nước ở nhiệt độ 130C một miếng kim loại có khối lượng 400g được nung nóng tới 1000C. Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là 200C. Tính nhiệt dung riêng của kim loại. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng bình nhiệt lượng kế và không khí. Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/kg.K
TIẾT 32: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT
Nhiệt lượng nước thu vào khi tăng nhiệt độ: Q1= m1.c1.(t- t1) = 14665 (J)
Nhiệt lượng miếng kim loại toả ra khi hạ nhiệt độ: Q2= m2.c2.(t2- t) = 32.c2 (J)
Phương trình cân bằng nhiệt:
Q1 = Q2 hay 14665 = 32.c2
=> c2  458 J/kg.K
KL: Kim loại đó là thép
HD:
Nguyên lý truyền nhiệt
PTCB nhiệt: Qtoả ra = Qthu vào
Nhiệt lượng là gì ?
Kí hiệu và đơn vị tính ?
Nhiệt lượng
Công thức tính: Q = m.c.(t2 – t1)
Qtoả ra : t1 > t2
Qthu vào : t2 > t1