Phương trình cân bằng nhiệt

KIỂM TRA BÀI CŨ

Câu 1: Viết công thức tính nhiệt lƣợng vật thu vào để nóng lên? Giải thích ý nghĩa, đơn vị của từng đại lƣợng trong công thức?

Q = m.c.∆t

Q là nhiệt lƣợng vật thu vào (J) Trong đó: m là khối lƣợng 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 nƣớc là 4200 J/kg.K có nghĩa là: Muốn cho 1 kg nƣớc tăng thêm 1oC cần truyền cho nó 1 nhiệt lƣợng là 4200 J

Câu 2: Nói nhiệt dung riêng của nƣớc là 4200 J/kg.K; điều đó có ý nghĩa gì?

Tiết 32: PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT Thái: Đố biết khi nhỏ một giọt nƣớc sôi vào một ca đựng nƣớc nóng thì giọt nƣớc truyền nhiệt cho ca nƣớc hay ca nƣớc truyền nhiệt cho giọt nƣớc.

Bình: Dễ quá! Nhiệt phải truyền từ vật có nhiệt năng lớn hơn sang vật có nhiệt năng nhỏ hơn, nghĩa là từ ca nƣớc sang giọt nƣớc.

An: Không phải! Nhiệt phải truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn, nghĩa là từ giọt nƣớc sang ca nƣớc.

Ai đúng, ai sai?

Tiết 32: PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I. Nguyên lý truyền nhiệt: Các thí nghiệm cũng nhƣ hiện tƣợng quan sát đƣợc 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 lƣợng do vật này tỏa ra bằng nhiệt lƣợng do vật kia thu vào.

Tiết 32: PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I. Nguyên lý truyền nhiệt: II. Phƣơng 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.

Phƣơng trình cân bằng nhiệt đƣợc viết dƣới 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 32: PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I. Nguyên lý truyền nhiệt: II. Phƣơng trình cân bằng nhiệt:

III. Ví dụ về dùng phƣơng trình cân bằng nhiệt: Thả một quả cầu nhôm có khối lƣợng 0,15kg đƣợc đun nóng tới 100oC vào một cốc nƣớc ở nhiệt độ 20oC. Sau một thời gian, nhiệt độ của quả cầu và của nƣớc đều bằng 25oC. Tính khối lƣợng nƣớc, coi nhƣ chỉ quả cầu và nƣớc 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 lƣợng do quả cầu nhôm tỏa ra:

 m2 = = 0,47(kg) 9900 21000

Giải

Q1 = Q2  m2.4200.5 = 9 900 Áp dụng phƣơng trình cân bằng nhiệt:

Q2 = m2.c2.(to – t2) = m2.4200.(25 – 20) Nhiệt lƣợng do nƣớc thu vào:

Q1 = m1.c1.(t1 – to) = 0,15.880.(100-25) = 9 900(J)

Tiết 32: PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I. Nguyên lý truyền nhiệt: II. Phƣơng trình cân bằng nhiệt:

III. Ví dụ về dùng phƣơng trình cân bằng nhiệt: IV. Vận dụng: C1: Hãy dùng phƣơng trình cân bằng nhiệt để tính nhiệt độ của hỗn hợp gồm 200g nƣớc đang sôi đổ vào 300g nƣớc 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 lƣợng nƣớc nóng tỏa ra:

Nhiệt lƣợng nƣớc lạnh thu vào:

Áp dụng phƣơng trình cân bằng nhiệt: