Bài giảng Vật lí 8 - Tiết 35: Bài tập về phương trình cân bằng nhiệt

Nội dung tài liệu: Bài giảng Vật lí 8 - Tiết 35: Bài tập về phương trình cân bằng nhiệt

1. Tiết 35: BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT
2. I. LÝ THUYẾT 1.Nguyên lý truyền nhiệt a. Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn. b. Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của 2 vật bằng nhau thì ngừng lại. c. Nhiệt lượng do vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào. 2.Phương trình cần bằng nhiệt: Qthu vào = Qtỏa ra Hay: m1.c1.∆t1 = m2.c2.∆t2 m1.c1 (t-t1) = m2.c2 (t2 - t)
3. II.BÀI TẬP A. TRẮC NGHIỆM Câu 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.
4. Câu 2: Nếu hai vật có nhiệt độ khác nhau tiếp xúc với nhau thì: A.Quá trình truyền nhiệt sẽ dừng lại khi nhiệt độ của hai vật như nhau. B. Quá trình truyền nhiệt sẽ dừng lại khi nhiệt độ một vật đạt 0℃ 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.
5. II.BÀI TẬP B. TỰ LUẬN 1. Bài tập 1(Bài 25.3-SBT/67): Một học sinh thả 300g chì ở 100ºC vào 250g nước ở 58,5ºC làm cho nước nóng lên tới 60ºC. a.Tính nhiệt độ của chì ngay sau khi có cân bằng nhiệt a.Tính nhiệt lượng nước thu vào c.Tính nhiệt dung riêng của chì d.So sánh nhiệt dung riêng của chì tính được với nhiệt dung riêng của chì tra trong bảng và giải thích tại sao có sự chênh lệch. Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4 190 J/kg.K.
6. Tóm tắt: Nước: m1=250g=0,25kg, c1 = 4190J/kg.K t1 = 58,5ºC , tnước= 60ºC Chì: m2 = 300g= 0,3kg, t2 = 100ºC a.tchì = ? b.Qthu = ? c. c2 = ? d.So sánh c2 với cchì trong bảng nhiệt dung riêng ?
7. Giải: a.Nhiệt độ cuối cùng của nước cũng là nhiệt độ cuối cùng của hệ thống và là nhiệt độ cuối cùng của chì nên nhiệt độ của chì ngay khi có cân bằng nhiệt là: tchì = tnước = 60ºC b.Nhiệt lượng mà nước thu vào là: Qthu= m1 .c1.∆t1 = 0,25.4190(60-58,5) = 157,25 (J)
8. c.Nhiệt lượng mà nước thu vào bằng nhiệt lượng mà chì tỏa ra nên ta có: Qtỏa = Qthu m1.c1 (tnước- t1) = m2.c2 (t2 – tchì) Qthu → c2 = m () t− t 22 chi 157,25 = 0,3.(100 − 60) = 130,9375 (J/kg.K) d.Nhiệt dung riêng của chì tính được ≈ nhiệt dung riêng của chì trong bảng vì trong khi tính toán chúng ta đã bỏ qua phần nhiệt lượng tỏa ra môi trường bên ngoài.
9. 2.Bài 2: (Bài 25.4-SBT/67) Một nhiệt lượng kế chứa 2 lít nước ở nhiệt độ 15ºC. Hỏi nước nóng lên tới bao nhiêu độ nếu bỏ vào nhiệt lượng kế một quả cân bằng đồng thau khối lượng 500g được nung nóng tới 100ºC ? Lấy nhiệt dung riêng của đồng thau là 368J/kg.K, của nước là 4186J/kg.K. Bỏ qua nhiệt lượng truyền cho nhiệt lượng kế và môi trường bên ngoài.
10. Tóm tắt: Nước: V= 2l = 0,002m3, D= 1000kg/m3 t1 =15ºC, c1= 4186J/kg.K Đồng thau: m2= 500g= 0,5kg, t2 = 100ºC c2 = 368J/kg.K tcb= ?
11. Khối lượng của nước là m1 = D.V = 1000.0,002 = 2(kg) Nhiệt lượng mà nước thu vào là: Qthu = m1.c1. ∆t1 = 2.4186.(tcb-15) (J) Nhiệt lượng mà đồng thau tỏa ra là : Qtỏa= m2.c2∆t2= 0,5.368(100-tcb) (J) Vì nhiệt lượng mà đồng thau tỏa ra bằng nhiệt lượng mà nước thu vào nên: Qthu = Qtỏa 2.4186.(tcb-15) = 0,5.368(100-tcb) → tcb= 16,83ºC Vậy nước sẽ nóng lên tới 16,83ºC