Giải vở BT vật lí 8 bài: Phương trình cân bằng nhiệt

A. Học theo SGK

IV. VẬN DỤNG

C1. a) Tính nhiệt lượng    

Coi nhiệt nước độ sôi là $t_{1}$ = 100$^{\circ}$C, nhiệt độ nước trong phòng là $t_{2}$ = 25$^{\circ}$C.

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

- Nhiệt lượng do $m_{1}$ = 200 g = 0,2 kg nước sôi tỏa ra: $Q_{1} = m_{1}.c.(t_{1} – t)$

- Nhiệt lượng do $m_{2}$ = 300 g = 0,3 kg nước thu vào: $Q_{2} = m_{2}.c(t – t_{2})$

Phương trình cân bằng nhiệt:

$Q_{2} = Q_{1}$

hay $m_{1}.c(t_{1} – t) = m_{2}.c.(t – t_{2})$

$\Leftrightarrow t = \frac{m_{1}.t_{1}+m_{1}.t_{1}}{m_{1}+m_{2}}=\frac{0,2.100+0,3.25}{0,2+0,3}=55^{\circ}C$

b) Kết quả của thí nghiệm kiểm tra: Nhiệt độ tính được không bằng nhiệt độ đo được.

Giải thích lí do: Là vì trên thực tế có sự mất mát nhiệt lượng ra môi trường xung quanh và không khí.

C2. Tóm tắt:

$m_{1}$ = 0,5 kg; $c_{1}$ = 380 J/kg.K;

$m_{2}$ = 500 g = 0,5 kg; $c_{2}$ = 4200 J/kg.K;

$t_{1}$ = 80$^{\circ}$C, t = 20$^{\circ}$C;

$Q_{2}$ = ?; Δ$t_{2}$ = ?

Lời giải:

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

$Q_{2} = Q_{1} = m_{1}.c_{1}.(t_{1} - t)$ = 0,5.380.(80 - 20) = 11400J.

Độ tăng nhiệt độ của nước là:

$\Delta t_{2}=\frac{Q_{2}}{m_{2}c_{2}}=\frac{11400}{0,5.4200}=5,43^{\circ}C$

C3. Tóm tắt:

m$_{1}$ = 400g = 0,4 kg; c$_{1}$; t$_{1}$ = 100$^{\circ}$C;

m$_{2}$ = 500 g = 0,5 kg; c$_{2}$ = 4190 J/kg.K; t$_{2}$ = 13$^{\circ}$C;

Nhiệt độ cân bằng: t = 20$^{\circ}$C; c₁ = ?

Lời giải:

Nhiệt lượng do kim loại tỏa ra là:

Q$_{1}$ = m$_{1}$.c$_{1}$.(t$_{1}$ – t)

Nhiệt lượng do nước thu vào là:

Q$_{2}$ = m$_{2}$.c$_{2}$.(t - t$_{2}$)

Phương trình cân bằng nhiệt:

Q$_{1}$ = Q$_{2}$ hay m$_{1}$.c$_{1}$.(t$_{1}$ – t) = m$_{2}$.c$_{2}$.(t - t$_{2}$)

Nhiệt dung riêng của kim loại là:

$c_{1}=\frac{m_{2}.c_{2}.(t - t_{2})}{m_{1}.(t_{1} – t)}=\frac{0,5.4190.(20-13)}{0,4.(100-20)}=458,28J/kg.K$

Ghi nhớ:

- 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: Q_{tỏa ra} = Q_{thu vào}.