Phương trình cân bằng nhiệt hay nhất - Vật lí lớp 8
Phương trình cân bằng nhiệt hay nhất
Với loạt bài Phương trình cân bằng nhiệt hay nhất Vật Lí lớp 8 sẽ giúp học sinh nắm vững công thức, từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật Lí 8.
Bài viết Phương trình cân bằng nhiệt hay nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và Bài tập minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Phương trình cân bằng nhiệt hay nhất Vật Lí 8.
1. Nguyên lí truyền nhiệt
Khi có hai vật truyền nhiệt (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 xảy ra cho đến khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì ngừng lại (trạng thái cân bằng nhiệt).
+ Nhiệt lượng do vật này thu vào bằng nhiệt lượng do vật kia tỏa ra.
2. Phương trình cân bằng nhiệt
Khi có hai vật truyền nhiệt (trao đổi nhiệt) với nhau thì:
Phương trình cân bằng nhiệt được viết dưới dạng:
Qtỏa = Qthu,
hay: m1.c1.(t – t1) = m2.c2.(t2 – t)
Trong đó: t là nhiệt độ của hai vật ở trạng thái cân bằng nhiệt.
+ Qtỏa = m1.c1.Δt1 = m1.c1.(t – t1)
Δt1 = t – t1: là độ giảm nhiệt độ (t > t1).
+ Qthu = m2.c2.Δt2 = m2.c2.(t2 – t)
Δt2 = t2 – t: là độ giảm nhiệt độ (t2 > t).
3. Kiến thức mở rộng
- Xác định vật toả nhiệt, vật thu nhiệt:
Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn. Vậy ban đầu, vật có nhiệt độ cao hơn là vật toả nhiệt, vật có nhiệt độ thấp hơn là vật thu nhiệt.
- Đối với hệ có nhiều vật truyền nhiệt cho nhau thì trước hết ta phải xác định được những vật nào tỏa nhiệt và những vật nào thu nhiệt. Sau đó viết công thức tính nhiệt lượng cho từng vật tỏa nhiệt và thu nhiệt. Sau đó, áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: Tổng nhiệt lượng do các vật tỏa ra bằng tổng nhiệt lượng do các vật thu vào: Qtoả 1 + Qtoả 2 +…+ Qtoả n = Qthu 1 + Qthu 2 +…+ Qthu n’.
4. Ví dụ minh hoạ
Ví dụ 1: Người ta thả một miếng đồng khối lượng 0,5 kg vào 500 g 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.
Tóm tắt:
Đồng (toả nhiệt): m1 = 0,5 kg; c1 = 380 J/kg.K; t1 = 80oC
Nước (thu nhiệt): m2 = 500 g = 0,5 kg; c2 = 4200 J/kg.K
Cân bằng: t = 20oC
Q2 = ?; Δt2 = ?
Giải:
Nhiệt lượng nước nhận được bằng đúng nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra là:
Q2 = Q1 = m1.c1.(t1 - t) = 0,5.380.(80 - 20) = 11400 (J).
Độ tăng nhiệt độ của nước là:
Ví dụ 2: Một nhiệt lượng kế bằng đồng khối lượng 128g chứa 240g nước ở nhiệt độ 8,4oC. Người ta thả vào nhiệt lượng kế một miếng hợp kim khối lượng 192g được làm nóng tới 100oC. Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là 21,5oC. Biết nhiệt dung riêng của đồng là 380 J/kg.K; của nước là 4200 J/kg.K
Tính nhiệt dung riêng của hợp kim. Hợp kim đó có phải là hợp kim của đồng và sắt không? Tại sao?
Tóm tắt:
Nhiệt lượng kế đồng (thu): m1 = 128g = 0,128kg; t1 = 8,4oC; c1 = 380J/kg.K
Nước (thu): m2 = 240g = 0,24kg; t2 = 8,4oC; c2 = 4200J/kg.K
Hợp kim (toả): m3 = 192g = 0,192kg; t3 = 100oC
Cân bằng: t = 21,5oC
c3 = ?
Giải:
Nhiệt lượng nhiệt lượng kế bằng đồng và nước thu vào lần lượt là:
Q1 = m1.c1.(t – t1) = 0,128.380.(21,5 – 8,4) = 637,184 (J).
Q2 = m2.c2.(t – t2) = 0,24.4200.(21,5 – 8,4) = 13204,8 (J).
Nhiệt lượng miếng hợp kim tỏa ra là:
Q3 = m3.c3.(t3 – t) = 0,192.c3.(100 – 21,5) = 15,072.c3 (J)
Vì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào nên:
Q3 = Q1 + Q2
⇔ 637,184 + 13204,8 = 15,072.c3
=> c3 = 918 (J/kg.K)
Ta có: cđồng = 380 J/kg.K, csắt = 460 J/kg.K.
Vậy hợp kim này không thể là hợp kim của đồng và sắt vì cả hai chất có nhiệt dung riêng nhỏ hơn 918 J/kg.K.
Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 8 quan trọng hay khác:
Sách VietJack thi THPT quốc gia 2024 cho học sinh 2k6:
Săn shopee siêu SALE :
- Sổ lò xo Art of Nature Thiên Long màu xinh xỉu
- Biti's ra mẫu mới xinh lắm
- Tsubaki 199k/3 chai
- L'Oreal mua 1 tặng 3
- Soạn Văn 12
- Soạn Văn 12 (bản ngắn nhất)
- Văn mẫu lớp 12
- Giải bài tập Toán 12
- Giải BT Toán 12 nâng cao (250 bài)
- Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 (100 đề)
- Bài tập trắc nghiệm Hình học 12 (100 đề)
- Giải bài tập Vật lý 12
- Giải BT Vật Lí 12 nâng cao (360 bài)
- Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 12 (có đáp án)
- Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 (70 đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Lí (18 đề)
- Giải bài tập Hóa học 12
- Giải bài tập Hóa học 12 nâng cao
- Bài tập trắc nghiệm Hóa 12 (80 đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Hóa (18 đề)
- Giải bài tập Sinh học 12
- Giải bài tập Sinh 12 (ngắn nhất)
- Chuyên đề Sinh học 12
- Đề kiểm tra Sinh 12 (có đáp án)(hay nhất)
- Ôn thi đại học môn Sinh (theo chuyên đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Sinh (18 đề)
- Giải bài tập Địa Lí 12
- Giải bài tập Địa Lí 12 (ngắn nhất)
- Giải Tập bản đồ và bài tập thực hành Địa Lí 12
- Bài tập trắc nghiệm Địa Lí 12 (70 đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Địa (20 đề)
- Giải bài tập Tiếng anh 12
- Giải bài tập Tiếng anh 12 thí điểm
- Giải bài tập Lịch sử 12
- Giải tập bản đồ Lịch sử 12
- Bài tập trắc nghiệm Lịch Sử 12
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Sử (20 đề)
- Giải bài tập Tin học 12
- Giải bài tập GDCD 12
- Giải bài tập GDCD 12 (ngắn nhất)
- Bài tập trắc nghiệm GDCD 12 (37 đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn GDCD (20 đề)
- Giải bài tập Công nghệ 12