SGK Vật Lí 8 - Bài 25. Phương trình cân bằng nhiệt
Bài 25 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT Thái: Đố biết khi nhò một giọt nước sôi vào một ca đụng nước nóng thỉ giọt nước truyền nhiệt cho ca nước hay ca nước truyền nhiệt cho giọt nước (H.25.1) ? Bình : Dễ quá ! Nhiệt phải truyền từ vật có nhiệt năng lớn hon sang vật cố nhiệt năng nhò hon, 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 hon, nghĩa là từ giọt nước sang ca nước. Ai đúng, ai sai ? Hình 25.1 ■ I - NGUYÊN Lí TRƯYÉN NHIỆT Các thí nghiệm cũng nhu hiện tượng quan sát được trong đời sống, kĩ thuật và tự nhiên cho thấy khi có hai vật trao đổi nhiệt với nhau thì : Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn. Sự truyền nhiệt xày ra cho tới khỉ nhiệt độ của hai vật bàng nhau thì ngừng lại. Nhiệt lượng do vật này toá ra bàng nhiệt lượng do vật kia thu vào. ■ II - PHƯƠNG TRĨNH CÂN BẰNG NHIỆT Phương trình cân bàng nhiệt được viết dưới dạng Qtoả ra - Qthu vào Nhiệt lượng toà ra cũng được tính bàng công thức Q = m.c.At, nhưng trong đó At = tj - t2, với tj là nhiệt độ ban đâu còn t2 là nhiệt độ cuối trong quá trình truyền nhiệt. Ill - vi DỤ VẾ DŨNG PHƯƠNG TRÌNH CẢN BẰNG NHIỆT Thả một quả cầu nhôm khối luợng 0,15kg đuợc đun nóng tới 100°C vào một cốc nuớc ở 20°C. Sau một thòi gian, nhiệt độ của quả câu và của nuớc đểu bàng 25°c. Tính khối luợng nuớc, coi nhu chi có quà cầu và nuóc truyén nhiệt cho nhau. Bài giải mq = 0,15kg q = 880J/kg.K tj = 100°C t = 25°c c2 - 4 200J/kg.K t2 = 20°C t = 25°c m2= ? Cho biết Nhiệt luợng quả cầu nhôm toả ra khi nhiệt độ hạ từ 100°C xuống 25°c là : Qj = mpCpGq - t) = 0,15.880.(100 - 25) = 9 900J Nhiệt luọng nuớc thu vào khi tăng nhiệt độ tu 20°C lên 25°c là : Q2 = m2.c2.(t - t2) Nhiệt luọng quá cầu toá ra bàng nhiệt lượng nuớc thu vào : Q2 = Qi m2.c2.(t - t2) = 9 900J = 9 900 2 4 200.(25 - 20) m2 = 0,47kg. ▼ IV - VẬN DỤNG BI a) Hãy dùng phưong trình cân bàng nhiệt đế tính nhiệt độ của hỗn hợp gổm 200g nuớc đang sôi đổ vào 300g nước ở nhiệt độ trong phòng. b) Tiến hành thí nghiệm đế kiếm tra giá trị cùa nhiệt độ tính được. Giáỉ thích tại sao nhiệt độ tính được không bàng nhiệt độ đo được ? Người ta thà một miếng đồng khối lượng 0,5kg vào 500g nước. Miếng đông nguội đi từ 80°C xuống 20°C. Hói nuớc nhận đuợc một nhiệt lượng bàng bao nhiêu và nóng lên thêm bao nhiêu độ ? BI Đế xác định nhiệt dung riêng của một kim loại, người ta bó vào nhiệt lượng kế chứa 500g nước ó nhiệt độ 13°c một miếng kim loại có khối lượng 400g được nung nóng tới 100°C. Nhiệt độ khi có cân bàng nhiệt là 20°C. Tính nhiệt dung riêng của kim loại. Bó qua nhiệt luợng làm nóng nhiệt lượng kế và không khí. Lấy nhiệt dung riêng của nuớc là 4 190J/kg.K. ’-VẬT ú 8-Ẳ 3% do dẫn nhiệt 22% do nguyên nhân khác Hình 25.2 « Khi có hai vật truyền nhiệt cho nhau thì: + Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hon sang vật có nhiệt độ thấp hon cho tói khi nhiệt độ hai vật bằng nhau. + Nhiệt luọrìg vật này toả ra bằng nhiệt luọng vật kia thu vào. ♦ Phuong trình cân bằng nhiệt: Qtoả ra = Qthu vào. Cớ tíié em chua biẽt . Cơ thể con người tuy không ngừng truyền nhiệt với môi trường bên ngoài nhưng luôn luôn giữ nhiệt độ không đổi vào khoảng 37°c dù nhiệt độ bên ngoài có thể giảm xuống dưới o°c hoặc tăng lên trên 50°C. Nhiệt từ cơ thể con người có thể truyền ra bên ngoài bằng nhiều cách trong đó có dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ. Trung bình cơ thể con người toả ra môi trường bên ngoài dưới dạng nhiệt khoảng 17% năng lượng mà người đó tạo ra được. Nếu trời ẩm thì tỉ lệ này tăng lên. Hình 25.2 cho thấy tỉ lệ toa nhiệt dưới các hình thức dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ của một người cởi trần, ngồi yên trong một phòng có nhiệt độ ôn hoà. 7-VẬT LÍ 8-B