Giáo án Vật lý khối 8 Tiết 30: Phương trình cân bằng nhiệt

TIẾT 30. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT MỤC TIÊU. Phát biểu được ba nội dung của nguyên lí truyền nhiệt. Viết được phương trình cân bằng nhiệt cho trường hợp hai vật trao đổi nhiệt với nhau. Giải được các bài toán đơn giản về trao đổi nhiệt giữa hai vật. CHUẨN BỊ : Giải trước các bài toán trong phần vận dụng. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG CỦA HS. HOẠT ĐỘNG CỦA HS HOẠT ĐỘNG CỦA GV Hoạt động 1. (5 phút) Bài cũ, đặt vấn đề vào bài mới. Trả lời câu hỏi theo sự chỉ định của GV. Nghe GV đặt vấn đề. Bài cũ: + Viết công thức tính nhiệt lượng, nêu rõ các đại lượng và đơn vị các đại lượng có mặt trong công thức. + Nói nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J / Kg.K , điều đó có nghĩa như thế nào ? Đặt vấn đề: Khi nhỏ một giọt nước sôi vào một ca nước lạnh thì giọt nước truyền nhiệt cho ca nước hay ca nước truyền nhiệt cho giọt nước ? Người thì nói nhiệt phải truyền từ vật có nhiệt năng lớn sang vật có nhiệt năng nhỏ, người thì nói nhiệt được truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp. Ai đúng, ai sai Hoạt động 2. (10 phút) Tìm hiểu nguyên lí truyền nhiệt. I- NGUYÊN LÍ TRUYỀN NHIỆT. Nêu ba nội dung về nguyên lí truyền nhiệt: + Nhiệt được truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp hơn. + Nhiệt được truyền cho đến khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì dừng lại. + Nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào. Theo nguyên lí truyền nhiệt thì An là đúng. GV thông báo cho HS ba nội dung của nguyên lí truyền nhiệt và yêu cầu HS dùng ba nguyên lí để giải thích hiện tượng nêu ra ở đầu bài. Nêu ba nội dung của nguyên lí truyền nhiệt. Trả lời vấn đề đặt ra ở đầu bài. Hoạt động 3. (10 phút) Xây dựng phương trình cân bằng nhiệt. II- PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT. Qtoả ra = Qthu vào Qtoả ra = m . c. (t1 – t2) Trong đó t1 là nhiệt độ đầu, t2 là nhiệt độ cuối. GV hướng dẫn HS dựa trên ba nội dung của nguyên lí truyền nhiệt để xây dựng phương trình cân bằng nhiệt. Nhiệt lượng toả ra tính bằng công thức nào ? Hoạt động 4. (15 phút) Ví dụ về phương trình cân bằng nhiệt. III- VÍ DỤ VỀ DÙNG PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT. HS tóm tắt đề bài. Nhiệt lượng mà quả cầu nhôm toả ra khi giảm nhiệt độ từ 1000C xuống 250C được tính bằng công thức: Q1 = m1C1(t1- t) = 9 900 J Nhiệt lượng mà nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 200C lên 250C tính bằng công thức: Q2 = m2C2(t – t2) Theo phương trình cân bằng nhiệt thì ta có phương trình: Q1 = Q2 M2 = 0,47 kg Cho HS đọc đề bài và tóm tắt đề bài, ghi số liệu và viết các đơn vị. Nhiệt lượng mà quả cầu nhôm toả ra khi giảm nhiệt độ từ 1000C xuống 250C được tính bằng công thức nào ? Nhiệt lượng mà nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 200C lên 250C tính bằng công thức nào ? Theo phương trình cân bằng nhiệt thì ta có phương trình nào ? Từ phương trình cân bằng nhiệt hãy rút ra đại lượng cần tìm bằng bao nhiêu ? Lưu ý HS viết đơn vị các đại lượng và cách kiểm tra sự phù hợp của các đơn vị có trong bài toán. Hoạt động 5. (5 phút) Vận dụng. IV. VẬN DỤNG. Đọc phần ghi nhớ. C1. a, Q1 = ... Q2 = ... Q1 = Q2 => t = ... b, Vì trong khi tính toán ta đã bỏ qua sự trao đổi nhiệt với các dụng cụ đựng nước và môi trường bên ngoài. C2. Nhiệt lượng mà nước nhận được bằng nhiệt lượng do miếng đồng toả ra: Q2 = Q1 = m1C1(t1- t) = 11 400 J Mà Q2 = m2 c2 = Q2 / m2 c2 = 5,43oC C3. Nhiệt lượng miếng kim loại toả ra là: Q1 = m1C1(t1- t) = 0,4 c (100 – 20) Nhiệt lượng mà nước thu vào: Q2 = m2 c2 (t – t2) = 0,5.4190. (20 – 13) Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có: Q1 = Q2 => c = 458 j / kg.K Cho HS đọc phần ghi nhớ và giải các câu trong phần vận dụng. C1. a, Hãy dùng phương trình cân bằng nhiệt để tính nhiệt độ của hỗn hợp gồm 200g nước đang sôi đổ vào 300g nước ở nhiệt độ trong phòng (250C). b, Tiến hành TN để kiểm tra nhiệt độ tính được và thấy rằng nhiệt độ tính được nhỏ hơn nhiệt độ đo được. Giải thích tại sao ? Cho HS đọc C2 và tóm tắt đề bài. Theo nguyên lí truyền nhiệt thì nhiệt lượng mà nước nhận được có bằng nhiệt lượng mà miếng đồng toả ra hay không ? Nhiệt lượng mà nước nhận được tính từ công thức nào ? Hãy lập phương trình cân bằng nhiệt và tính độ tăng nhiệt độ của nước. Cho HS đọc và ghi tóm tắt đề C3. Quá trình trao đổi nhiệt xảy ra như thế nào ? Vật nào toả nhiệt. Vật nào thu nhiệt ? Viết công thức tính nhiệt lượng thu vào và toả ra. Viết phương trình cân bằng nhiệt và từ đó giải phương trình để tìm nhiệt dung riêng của miếng kim loại.