Tiết 30: Bài 25 – PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT

Kiểm tra bài cũ:
Hãy viết công thức tính nhiệt lượng vật thu vào khi nóng lên giải
thích ý nghĩa, đơn vị của từng đại lượng có mặt trong công thức ?

Trả lời :

Q = m.C.t

Trong đó :
Q

là nhiệt lượng vật thu vào ( J )

m

là khối lượng của vật ( Kg )

t = t2– t1
C

là độ tăng nhiệt độ 0C (*K )
là nhiệt dung riêng ( J/Kg.K )

Quan sát hình sau
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 ?

Giọt
nước sôi

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.
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 ?

Ca đựng
nước nóng

TIẾT. 30: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT
I - Nguyên lí 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 ngừng lại



 3- Nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào

Ví dụ minh hoạ như sau :
Nhiệt độ bằng nhau

Vật A Nhiệt lượng
Truyền nhiệt
toả ra
Nhiệt độ cao

Nhiệt lượng Vật B
thu vàoNhiệt độ thấp

Tiếp xúc nhau

TIẾT. 30: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT
II - Phương trình cân bằng nhiệt :

Q toả ra
Q toả ra = m .C .t

Trong đó : t = t1- t2
với t1là nhiệt độ đầu
t2 là nhiệt độ cuối

Q thu vào
Q thu vào = m .C .t

Nhiệt lượng toả ra cũng
tính bằng công thức :

Trong đó : t = t2- t1
với t1là nhiệt độ đầu
t2 lànhắc
nhiệt lại
độ cuối
Em hãy
công thức

tính nhiệt lượng mà vật
thu vào ?

III - Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt :

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.
Giải
Tóm tắt :
m1 = 0,15 Kg
C1 = 880 J/Kg.K
t1 = 100oC
t = 25oC
C2 = 4200 J/Kg.K
t2 = 20oC
t = 25oC
-----------------------m2 = ? Kg

Nhiệt lượng quả cầu nhôm tỏa ra khi nhiệt độ hạ từ 100oC
xuống 25oC là :

Q1 = m1.C1.( t1 – t ) = 0,15. 880( 100 - 25 ) = 9900 (J)
N. lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 20oC lên 25oC là :

Q2 = m2.C2.( t – t2 )

= m2. 4200( 25 – 20)

Nhiệt lượng quả cầu tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào

Q2 = Q1 => m2. 4200( 25 – 20) = 9900 (J)
9900
= 0,47Kg
=>
m2 =
4200(25  20)

Nêu các bước giải bài toán

TIẾT 30: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT

III - Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt :

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 25 oC. Tính
khối lượng nước, coi như chỉ có quả cầu và nước truyền nhiệt cho nhau.
B1: Xác định vật toả
nhiệt, vật thu nhiệt.
B2: Viết biểu thức
tính nhiệt lượng toả
ra của vật toả nhiệt.
B3: Viết biểu thức
tính nhiệt lượng thu
vào của vật thu
nhiệt.
B4: áp dụng phương
trình cân bằng nhiệt
để suy ra đại lượng
cần tìm.

Giải

Nhiệt lượng quả cầu nhôm tỏa ra khi nhiệt độ hạ từ 100oC
xuống 25oC là :
Q1 = m1.C1.( t1 – t ) = 0,15. 880( 100 - 25 ) = 9900 (J)

Q2 = m2.C2.( t – t2 )

= m2. 4200( 25 – 20)

Lưu
2 vật
đổi nhiệt với nhau và t là nhiệt độ
Q2 ý=: Khi
Q1có=>
mtrao
2. 4200( 25 – 20) = 9900 (J)
chung của 2 vật khi xảy ra cân bằng
9900nhiệt thì phương trình
= 0,47Kg
=>có thểmđược
cân bằng nhiệt
viết như sau:
2 = 4200
(25  20)

m1.c1.( t1 – t ) = m2. c2 .( t –
t ) Nêu các bước giải

bài toán

a)- Hãy dùng phương trình cân
C1:
bằng nhiệt để
tính nhiệt độ của hổn hợp gồm 200g
nước đang sôi đổ 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
Tóm tắt câu a:
C = 4200J/Kg.K
m1 = 200g = 0,2Kg
m2 = 300g = 0,3Kg
t1 = 100oC
t2 = nhiệt độ phòng (25oC)
-----------------------t = ? oC

Giải
Nhiệt lượng mà 200g nước
sôi tỏa ra :
Q1 = m1.C.( t1 - t2 )
=0,2.C.(100 – t )
Nhiệt lượng mà 300g nước ở
nhiệt độ phòng thu vào :
Q2 = m2.C.( t – 25 )
= 0,3.C. ( t – 25 )
Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta
có :
Q 1 = Q2
0,2.C.( 100 – t ) = 0,3.C.( t – 25 )
20 – 0,2t
= 0,3t – 7,5
20 – 7,5
= 0,3t + 0,2t
27,5
= 0,5t
ĐS :
t = 55oC

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
nhiêu và nóng lên thêm bao nhiêu độ ?
Tóm tắt :
m1 = 0,5Kg
C1 = 380J/Kg.K
t1 = 80oC
t = 20oC
m2 = 500g = 0,5Kg
----------------------Q2 = ? J
t2 = ? oC

Giải
Nhiệt lượng mà nước nhận băng nhiệt lượng mà miếng đồng tỏa
ra :
Q2 = Q1 = m1C1( t1 – t )
= 0,5.380.( 80 – 20 )
= 11400 J
Nước nóng thêm :
Q2
= m2.C2. t2
11400 = 0,5.4200. t2
t2 = 5,43oC
ĐS : Q2 = 11400 J và nước nóng thêm 5,43oC

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 130C một miếng kim loại có khối lượng 400g
được nung nóng tới 1000C. Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 200C. 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
Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra
Q1 = m1C1( t1 – t ) = 0,4.C1.( 100 – 20 )
C3: Tóm tắt:Theo phương trình cân
bằng nhiệt:
Nhiệt lượng nước thu vào: Q2 = m2.C2. t
Kim loại(toả)
Nước (thu)
m1= 400g
m2 =500g
= 0,5 . 4190 . ( 20 – 13 ) = 14665
= 0,4kg
=0,5kg
(J T
) heo phương trình cân bằng nhiệt:
0
0
t1 = 100 C
t'1 = 13 C
Q2 = Q 1
t2 = 200C
t'2 = 200C
c2 =4190 J/kg.K
0,4.C 80 = 14665(J)
----------------------------------------c1 = ? tên?

1.



C1 = 14665 : 32 = 458,281

C1 460 J/ kg K

Kim loại đó là Thép

Củng cố :



Hãy nêu nguyên lí 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 ngừng



 3- Nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào

lại

•Phương trình cân bằng nhiệt được viết như thế nào ?
Qtỏa = Qthu
•Hãy nêu cách giải bài tập dùng: PT- CBN?
Bước 1 : Đọc kĩ đề
Bước 2 : Phân tích đề tìm ra hướng giải
_ Tìm xem có bao nhiêu 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 nhiêu?
_ Nhiệt độ khi cân bằng là bao nhiêu? ( nhiệt độ hỗn hợp t)
Bước 3: Tóm tắt đề: bằng kí hiệu và đổi đơn vị cho phù hợp
Bước 4: Giải theo dữ kiện đã tóm tắt
Bước 5: Kiểm tra kết quả và ghi đáp số

Cho ba vật giống hệt nhau:
Vật A có nhiệt độ: 100 0C
Vật B có nhiệt độ: 0 0C
Vật C có nhiệt độ: 0 0C
 Theo

nguyªn lÝ truyÒn nhiÖt, c¸c em h·y t×m c¸ch
cho chóng tiÕp xóc nhau sao cho kÕt qu¶ cuèi
cïng mµ vËt B & vËt C l¹i cã nhiÖt ®é cao h¬n vËt
A?
 Chóc c¸c em thµnh c«ng.

Về nhà:






- Học bài
Làm bài tập C2, C3 SGK/89
Tìm hiểu trước câu hỏi:
+ Nhiên liệu là gì?
+ Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu có ý nghĩa gì?