A. LÍ THUYẾT

Khi có 2 vật truyền nhiệt cho nhau thì:

– Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn cho tới khi nhiệt độ 2 vật bằng nhau thì sự truyền nhiệt ngừng lại.

– Nhiệt lượng vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng vật kia thu vào.

Phương trình cân bằng nhiệt: Qtỏa ra = Qthu vào.

Nếu vật chứa chất lỏng như bình nhôm, đồng…thu vào nhiệt lượng (Q’) hoặc tỏa ra nhiệt lượng (Q”) thì phương trình cân bằng nhiệt được biết là: Qtỏa ra + Q” = Qthu vào + Q’

B. HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Câu 1.

a) Coi nhiệt độ trong phòng là 25°C. Gọi t là nhiệt độ hỗn hợp khi có cân bằng nhiệt.

– Nhiệt lượng do 200 g nước sôi tỏa ra: Q1 = m1.c(t1 – t)

– Nhiệt lượng do 300 g nước thu vào: Q2 = m2.c(t – t2).

Phương trình cân bằng nhiệt:

Q1 = Q2 hay m1.c(t1 – t) = m2.c(t – t2)

b) Nhiệt lượng nước nhận được bằng đúng nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra là:

Q2 = Q1 = m1c1(t1 – t) = 0,5.380(80 – 20) = 11400J

Câu 3. Nhiệt lượng do kim loại tỏa ra là: Q1 = m1c1(t1 – t)

Nhiệt lượng do nước thu vào là: Q2 = m2c2(t – t2)

Phương trình cân bằng nhiệt: Q1 = Q2 hay m1c1 (t1 – t) = m2c2(t – t2)

Nhiệt dung riêng của kim loại là:

C. HƯỚNG DẪN GIẢI SÁCH BÀI TẬP TRANG 67-68-69-70

25.1. Chọn A. Nhiệt độ của ba miếng bằng nhau.

25.2. Chọn B. Nhiệt lượng của miếng nhôm truyền cho nước lớn nhất, rồi đến miếng đồng, miếng chì.

25.3. Tóm tắt:

m2 = 300g = 0,3kg

t2 = 100°C

m1 = 250g = 0,25kg

m1 = 250g = 0,25kg

c1 = 4190J/kg.K

t1 = 58,5°C

Tìm C2 = ?(J/kg.K)

a) Nhiệt độ cuối của chì bằng nhiệt độ cuối  của nước, bằng 60°C.

b) Nhiệt lượng nước thu vào là:

Q = m1c1(t – t1)

= 4190.0,25(60 – 58,5) = 1571,25J

c) Nhiệt lượng trên là do chì tỏa ra, do đó có t = 60°C thể tính được nhiệt dung riêng của chì là:

= 130,93J/kg.K

d) Chỉ gần bằng, vì đã bỏ qua nhiệt lượng truyền cho môi trường xung quanh.

25.4. Tóm tắt:

m1 = 2kg, t1 = 15°C

m = 0,5kg, t = 100°C

c1 = 4186J/kg.K

c2 = 368J/kg.K

Tìm t = ?( °C)

Nhiệt lượng quả cân tỏa ra là:

Q1 = m1c1(t1 – t) = 0,5 x 368(100 – t)

Nhiệt lượng nước thu vào là:

Q2 = m2c2(t- t2) = 2,5 x 4186 (t – 15)

Vì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào nên:

0,5.368(100 – t) = 2,5.4186(t – 15)

Suy ra t = 16,82°C.

25.5.

Tóm tắt:

m1 = 600g = 0,6 kg

t1 = 100°C

m2 = 2,5kg

t = 30°C

c1 = 380J/kg.K

c2 = 4200J/kg.K

Tìm Δt = ?( °C)

Nhiệt lượng đồng tỏa ra là:

Q1 = m1c1(t1 – t) = 380 x 0,6(100 – 30)

Nhiệt lượng nước thu vào là:

Q2 = m2c2(t – t2) = 2,5 x 4200(t – t2)

Vì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào nên:

380 x 0,6(100 – 30) = 2,5 x 4200(t – t2)

Suy ra t – t2 ≈ 1,5°C.

25.6.

Tóm tắt:

m1 = 200g

t1 = 100°C

m2 = 378g

t2 = 15°C

t = 17°C

m3 = 100g

c2 = 4186J/kg.K

Tìm C1 = ?.

Nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra là:

Q1 = m1c1(t1– t) = 0,2.c1(100 – 17)

Nhiệt lượng do nước và nhiệt lượng kế thu vào là:

Q2 = m2c2(t2 – t) = 0,738.4186(17 – 15)

Và: Q3 = m3c3(t2 – t) = 0,1.c1(17 – 15)

Vì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào nên:

Q1 = Q2 +Q3                                    (1)

Thay số vào (1) ta được: C1 = 377J/kg.K.

25.7.

Gọi x là khối lượng nước ở 15°C và y là khối lượng nước đang sôi.

Ta có 😡 + y = 100kg                     (1)

Nhiệt lượng y kg nước đang sôi tỏa ra là: Q = y x 4190(100 – 35)

Nhiệt lượng nước x kg nước ở nhiệt độ 15°c thu vào để nóng lên 35°C là: Q2 = x x 4190(35 – 15)

Vì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào nên:

y x 4190 (100 – 35) = x x 4190(35 – 15)              (2)

Giải hệ phương trình giữa (1) và (2) ta được:

x = 76,5kg và y = 23,5kg.

Như vậy, phải đổ 23,5 lít nước đang sôi vào 76,5 lít nước ở 15°C để có 100 lít nước ở 35°C

25.8. Chọn C. Nhiệt độ của nhôm giảm đi bao nhiêu thì nhiệt độ của nước tăng lên bấy nhiêu.

25.9. Chọn D. Nhiệt không thể tự truyền được từ vật có nhiệt độ thấp sang vật có nhiệt độ cao hơn.

25.10. Chọn B. Khi m1 = 3/2m2; c1 = 2/3c2

25.11. Chọn C. c1= c2.

25.12. Chọn B. Qn = 2Qd

25.15.

a) Nhiệt độ cuối cùng là nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt. Do đó nhiệt độ cuối cùng của hai thìa bằng nhau.

b) Nhiệt lượng hai thìa thu được từ nước không bằng nhau, vì độ tăng nhiệt độ của hai thìa giống nhau nhưng nhiệt dung riêng của đồng và nhôm khác nhau.

25.16.

Tóm tắt:

m1 = 128g

t1 = 8,4°C

c1 = 380J/kg.K

t2 = 8,4°C

C2 = 4200J/kg.K

t3 = 100°C

t = 21,5°C

Tìm C3 = ?

Nhiệt lượng nhiệt lượng kế và nước thu vào:

Q1 = m1c1(t-t1) = 0,128.380(21,5 – 8,4) = 637,184J

Q2 = m2c2(t-t2) = 0,24.4200(21,5 – 8,4) = 13204,8J

Nhiệt lượng miếng hợp kim tỏa ra:

Q3 = m3c3(t3-t) = 0,192.c3(100–21,5) = 15,072c3

Vì nhiệt lượng toa ra bằng nhiệt lượng thu vào nên: Q3 = Q1 + Q2    (1)

⇔ 637,184 + 13204,8 = 15,072c3 ⇒ C3 = 918J/kg.K.

Hợp kim này không thể là hợp kim của đồng và  sắt vì cả hai chất có nhiệt dung riêng nhỏ hơn 918J/kg. K.

25.17.

Tóm tắt:

t1 = 136°C

c1 = 130J/kg.K

t2 = 136°C

c2 = 210J/kg.K

c3 = 4200J/kg.K

t3 = 14°C

t = 18°C

Tìm m1, m2 = ?

Gọi m1 là khối lượng của chì, m2 là khối lượng của kẽm, m là khối lượng của hợp kim:

m = m1 + m2 = 0,05kg           (1)

Nhiệt lượng chì và kẽm tỏa ra:

Q1 = m1c1(136 – 18) = 15340m1

Q2 = m2c2(136 – 18) = 24780m2.

Nhiệt lượng nước thu vào

Q3 = m3c3(18 – 14) = 810J

Nhiệt lượng nhiệt lượng kế thu vào:

Q4 = 65,1.(18 – 14) = 260,4J

Ta có: Q3 + Q4 = Q1 + Q2

⇔ 15340m1 + 24780m2 = 1100,4            (2)

Giải hệ phương trình (1) và (2), ta được:

m1 = 0,013kg và m2 = 0,037kg

Vậy khối lượng chì là 13 gam và khối lượng kẽm là 37 gam.

25.18.

12 lít nước ở nhiệt độ 20°C và 4 lít nước ở nhiệt độ 100°C.

Nhiệt lượng do nước lạnh thu vào: Q1 = m1c(40 – 20)

Nhiệt lượng do nước nóng tỏa ra: Q2 = m2c(100 – 40)

Do : Q1 = Q2 ⇔ 20m1 = 60m2

Mặt khác : m1 + m2 = 16kg

Giải (1) và (2), ta được: m1 = 12kg ; m2 = 4kg

Và V1 = 12 lít và V2 = 4 lít.

D. BÀI TẬP LUYỆN TẬP

Câu 1. Khi sự truyền nhiệt xảy ra giữa hai vật thì

A. nhiệt chỉ truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp.

B. sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau.

C. sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt năng của hai vật bằng nhau.

D. nhiệt lượng của vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng của vật kia thu vào.

Hãy chọn câu phát biểu sai trong các câu phát biểu trên.

Câu 2. Ba vật làm bằng đồng, nhôm, sắt có cùng khối lượng. Vật nào tỏa lượng nhiệt nhiều hơn khi độ giảm nhiệt độ của chúng đều bằng nhau? Nhiệt dung riêng của chúng lần lượt: 380J/kg.K, 880J/kg.K, 460J/kg.K. Chọn đúng theo thứ tự tăng dần trong các kết quả sau:

A. Đồng-Nhôm-Sắt.

B. Đồng-Sắt-Nhôm.

C. Nhôm-Sắt-Đồng.

D. Nhôm-Đồng-Sắt.

Câu 3. Ba chất lỏng A, B, C đang ở nhiệt độ A, B, tc. Sau khi trộn lẫn vào nhau thì nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là t biết tC, tB > t > tA. Hỏi vật nào tỏa nhiệt, vật nào thu nhiệt? Hãy chọn câu trả lời đúng trong các câu sau :

A. Vật A tỏa nhiệt, vật B và C thu nhiệt.

B. Vật B tỏa nhiệt, vật C và A thu nhiệt.

C. Vật A và tỏa nhiệt, vật C thu nhiệt.

D. Vật C và B thu nhiệt, vật A thu nhiệt.

Câu 4. Cùng tỏa ra lượng nhiệt như nhau, trong ba vật có cùng khối lượng thì độ giảm nhiệt độ của chúng lần lượt là: Δt1 > Δt3 > Δt2. So sánh nhiệt dung riêng c1, c2, c3 của chúng? Hãy chọn đúng kết quả giảm dần trong những kết quả sau:

A. c1 > c3 > c2.

B. c1 > c2 > c3.

C. c2 > c3 > c1.

D. c2 > c1 > c3.

Câu 5. Thả ba vật được làm bằng nhôm, kẽm, sắt có cùng khối lượng và cùng được nung đến 100°C vào trong ba cốc nước lạnh giống nhau. So sánh nhiệt độ cuối cùng tnh, tk, ts khi xảy ra sự cân bằng nhiệt của ba cốc nước. Biết nhiệt dung riêng của chúng lần lượt là 880J/kg.K, 210J/kg.K, 460J/kg.K. Hãy chọn câu trả lời đúng theo thứ tự tăng dần trong các câu sau:

A. tnh > tk > ts.

B. ts > tk > tnh

C. ts > tnh > tk

D.tnh > ts > tk

Câu 6. Một thỏi đồng có khối lượng 3kg được lấy ra từ trong lò. Khi để nguội đến 250°C thì nó tỏa ra một lượng nhiệt là 396J/kg.K. Hỏi nhiệt độ trong lò là bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của đồng là 380J/kg.K. Hãy chọn kết quả đúng trong các kết quả sau:

A. t = 150°C.

B. t = 125°C.

C. t = 26,5°C.

D. t = 175°C.

HƯỚNG DẪN GIẢI

Câu 1.

Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt năng của hai vật bằng nhau là câu phát biểu sai. Chọn C.

Câu 2.

Các vật có cùng khối lượng, cùng độ giảm nhiệt độ thì vật nào làm bằng chất có nhiệt dung riêng lớn hơn sẽ tỏa ra một nhiệt lượng lớn hơn. Vậy nhiệt lượng tỏa ra theo thứ tự tăng dần của các vật là : Đồng-Sắt-Nhôm. Chọn B.

Câu 3. Vật C và vật B tỏa nhiệt, vật A thu nhiệt. Chọn D.

Câu 4. c2 > c3 > c1. Chọn C.

Câu 5. tnh > ts > tk.Chọn D.

Câu 6. Nhiệt lượng tỏa ra của thỏi đồng: Q = m.c.(t2 -t1 ).

Nguồn website giaibai5s.com

Học tốt Vật lí 8 – Bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt
5 (100%) 1 vote