Bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt

Bài C1 (trang 89 SGK Vật Lý 8): 

a) Hãy dùng phương trình cân bằng nhiệt để tính nhiệt độ của hỗn hợp gồm 200 g nước đang sôi đổ vào 300 g 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?

Lời giải:

a) Gọi t1 = 100oC

Giả sử coi nhiệt độ trong phòng là 25oC => t2 = 25oC

Gọi t là nhiệt độ hỗn hợp khi có cân bằng nhiệt.

– Nhiệt lượng do 200g = 0,2 kg nước sôi tỏa ra: Q1 = m1.c (t1 – t)

– Nhiệt lượng do 300g = 0,3 kg nước thu vào: Q2 = m2.c(t – t2)

Phương trình cân bằng nhiệt:

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

b) Nhiệt độ tính được không bằng nhiệt độ đo được là vì trên thực tế có sự trao đổi nhiệt giữa các dụng cụ đựng nước với môi trường bên ngoài.

(Lưu ý ở câu a: nếu thầy/cô giáo cho nhiệt độ phòng khác với 25oC ở trên thì các bạn chỉ cần thay giá trị t2 là được.)

Bài C2 (trang 89 SGK Vật Lý 8):

 Người ta thả một miếng đồng khối 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.

Lời giải:

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

Độ tăng nhiệt độ của nước là:

Bài C3 (trang 89 SGK Vật Lý 8):

 Để xác định nhiệt dung riêng của một kim loại, người ta bỏ vào một lượng kế chứa 500g nước ở nhiệt độ 13oC một miếng kim loại có khối lượng 400 g được nung nóng tới 100oC. Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 20oC. 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 4190J/kg.K

Lời giải:

Nhiệt lượng do kim loại tỏa ra là:

Q1= m1c1 (t1 – t)

Nhiệt lượng đo 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: