Giáo án Vật Lí 8 Bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt mới nhất

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (5’)

Mục tiêu:   HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.

Phương pháp dạy học:  Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

GV cho hs quan sát TN: Thả một thỏi kim loại đã được nung nóng vào một bể nước, ban đầu nhiệt độ của thỏi kim loại lớn hơn nhiệt độ của nước nên có sự trao đổi nhiệt: Thanh kim loại tỏa nhiệt và giảm nhiệt độ còn nước thu nhiệt để tăng nhiệt độ. Khi nhiệt độ của thanh kim loại và của nước ngang bằng nhau thì quá trình truyền nhiệt kết thúc. Đó là sự cân bằng nhiệt, chúng ta sẽ tìm….

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu: - Phát biểu được 3 nội dung của nguyên lí truyền nhiệt

- Viết được phương trình cân bằng nhiệt cho trường hợp có 2 vật trao đổi nhiệt với nhau

Giải được các bài toán đơn giản về trao đổi nhiệt giữa 2 vật

Phương pháp dạy học:  Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Hoạt động 2.1: Nguyên lí truyền nhiệt (3 phút)

- Thông báo cho HS 3 nguyên lí truyền nhiệt

-  Yêu cầu HS dùng nguyên lí truyền nhiệt để giải thích phần đặt vấn đề ở đầu bài.

- Cho ví dụ thực tế

- Tìm hiểu nguyên lí truyền nhiệt

- Giải quyết phần mở bài

I- Nguyên lí truyền nhiệt:

- Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn

- Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ hai vật bằng nhau.

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

Hoạt động 2.2: Phương trình cân bằng nhiệt: (3 phút)

- Thông báo: nhiệt truyền từ  cao sang thấp cho đến khi cân bằng. Khi cân bằng thì nhiệt lượng do vật lạnh thu vào bằng nhiệt lượng do vật nóng tỏa ra.

- Công thức tính nhiệt lượng do vật nóng tỏa ra?

- Xây dựng phương trình cân bằng nhiệt theo sự hướng dẫn của GV

- Nêu công thức tính nhiệt lượng do vật nóng tỏa ra

II- Phương trình cân bằng nhiệt:

Q_{tỏa ra} = Q_thu

Q_{tỏa ra} = m.c.∆t

Trong đó: ∆t = t₁- t₂

- t₁: nhiệt độ lúc đầu

- t₂: nhiệt độ lúc sau

Hoạt động 2.3: Ví dụ về phương trình cân bằng nhiệt (3 phút)

- Nhiệt độ vật nào cao hơn?

- Vật truyền nhiệt từ vật nào sang vật nào?

- Nhiệt độ cân bằng là bao nhiêu?

- Nhiệt dung riêng của nhôm và nước có được do đâu?

- Công thức tính nhiệt khi vật tỏa nhiệt?

- Khi vật nóng lên thì phải nhận nhiệt lượng. Nó tính theo công thức nào?

- Khi tiếp xúc nhau thì quả cầu truyền nhiệt làm cho nước nóng lên cho đến khi cân bằng.

- Gọi HS lên bảng tính

- HS đọc đề bài

- Nhiệt độ quả cầu

- Nhiệt lượng truyền từ quả cầu sang nước.

- Nhiệt độ cân bằng 25^o C

- Dựa vào bảng nóng chảy của một số chất.

 Q₁ = m₁.c₁. ∆t₁

 ∆t₁ = t₁ – t =100-25=75

 Q₂ = m₂.c₂. ∆t₂

 ∆t₂  = t – t₂

 ∆t₂  = 25 –20 = 5

- HS lên bảng tính

III-Ví dụ về dùng phương trình cân bằng nhiệt:

C1:

 m₁ = 0.15kg

 c₁ = 880J/kg.K

 t₁ = 100^oC

 t = 25^oC

 c₂ = 4200J/kg.K

 t₂ = 20^oC

 t = 25^oC

 m₂ = ?   

Nhiệt lượng nước thu vào bằng nhiệt lượng quả cầu tỏa ra:

  Q₂ = Q₁

m₂.c₂. ∆t₂  = m₁.c₁. ∆t₁

m₂.4200.5  = 0.15.880.75

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10 phút)

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học:  Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

* Bài tập trắc nghiệm:

Bài 1: Nếu hai vật có nhiệt độ khác nhau đặt tiếp xúc nhau thì:

A. Quá trình truyền nhiệt dừng lại khi nhiệt độ hai vật như nhau.

B. Quá trình truyền nhiệt dừng lại khi nhiệt độ một vật đạt 0°C.

C. Quá trình truyền nhiệt tiếp tục cho đến khi nhiệt năng hai vật như nhau.

D. Quá trình truyền nhiệt cho đến khi nhiệt dung riêng hai vật như nhau.

⇒ Đáp án A

Bài 2: Phương trình nào sau đây là phương trình cân bằng nhiệt?

A. Q_tỏa + Q_thu = 0

B. Q_tỏa = Q_thu

C. Q_tỏa.Q_thu = 0

⇒ Đáp án B

Bài 3: Đổ 5 lít nước ở 20°C vào 3 lít nước ở 45°C. Nhiệt độ khi cân bằng là:

A. 2,94°C         

B. 293,75°C   

C. 29,36°C         

D. 29,4°C

⇒ Đáp án D

Bài 4: Điều nào sau đây đúng với nguyên lý truyền nhiệt:

A. Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ thấp hơn sang vật có nhiệt độ cao hơn.

B. Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.

C. Nhiệt truyền từ vật có nhiệt dung riêng cao hơn sang vật có nhiệt dung riêng thấp hơn.

D. Nhiệt truyền từ vật có nhiệt dung riêng thấp hơn sang vật có có nhiệt dung riêng cao hơn.

⇒ Đáp án B

Bài 5: Thả một miếng thép 2 kg đang ở nhiệt độ 345°C vào một bình đựng 3 lít nước. Sau khi cân bằng nhiệt độ cuối cùng là 30°C. Bỏ qua sự tỏa nhiệt qua môi trường. Biết nhiệt dung riêng của thép, nước lần lượt là 460 J/kg.K, 4200 J/kg.K. Nhiệt độ ban đầu của nước là:

A. 7°C         

B. 17°C   

C. 27°C         

D. 37°C

⇒ Đáp án A

Bài 6: Thả một quả cầu nhôm khối lượng 0,15 kg được đun nóng tới 100°C vào một cốc nước ở 20°C. Sau một thời gian, nhiệt độ của quả cầu và của nước đều bằng 25°C. Coi quả cầu và nước chỉ truyền nhiệt cho nhau. Biết nhiệt dung riêng của nhôm và nước là 800 J/kg.K, 4200 J/kg.K. Khối lượng của nước là:

A. 0,47 g         

B. 0,471 kg   

C. 2 kg         

D. 2 g

⇒ Đáp án B

Bài 7: Người ta muốn pha nước tắm với nhiệt độ 38°C. Phải pha thêm bao nhiêu lít nước sôi vào 15 lít nước lạnh ở 24°C?

A. 2,5 lít         

B. 3,38 lít   

C. 4,2 lít         

D. 5 lít

⇒ Đáp án B

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8 phút)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học:  Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Hướng dẫn HS làm bài tập C1, C2, C3

- Yêu cầu HS làm bài theo nhóm

- Gọi đại diện nhóm trình bày bài giải

- Hoàn chỉnh bài giải

- Cho HS đọc “Có thể em chưa biết”

- Làm bài tập C2,C3 theo nhóm

- Đại diện nhóm trình bày

- Cả lớp hòan chỉnh bài giải

C2:

 m₁ = 0.5kg

 c₁ = 380J/kg.K

 t₁ = 80^oC

 t₂ = 20^oC

 m₂ = 500g = 0.5kg

 c₂ = 4200J/kg.K

 Q = ?

 ∆t = ?

Giải

- Nhiệt lượng nước nhận được bằng nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra:

 Q = m₁.c₁.(t₁ - t₂)

  = 0.5.380.(80 - 20)= 11400 J

- Nước nóng thêm lên:

C3:

 m₁ = 0.5kg

 c₁ = 4190J/kg.K

 t₁ = 13^oC

 m₂ = 400g = 0.4kg

 t₂ = 100^oC

 t = 20^oC

 c₂ = ?

Giải

Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào:

Q₂ = Q₁

⇔  m₂.c₂.∆t₂  = m₁.c₁.∆t₁

⇔  c₂. 0.4.(100-20) = 0.5.4190.(20 - 13)

⇔

Kim loại này là thép

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức, khái quát lại toàn bộ nội dung kiến thức đã học

Phương pháp dạy học:  Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Học thuộc nguyên lí truyền nhiệt, viết được phương trình cân bằng nhiệt.

- Đọc phần “Có thể em chưa biết”