Chủ đề Công thức tính nhiệt lượng phương trình cân bằng nhiệt

I. Vấn đề cần giải quyết

Nắm được công thức tính nhiệt lượng, nguyên lý truyền nhiệt, phương trình cân bằng nhiệt.

II. Nội dung – chủ đề bài học

- Công thức tính nhiệt lượng

- Nguyên lý truyền nhiệt

- Phương trình cân bằng nhiệt

III. Mục tiêu bài học

1. Kiến thức: - Nêu được ví dụ chứng tỏ nhiệt lượng trao đổi phụ thuộc vào khối lượng, độ tăng giảm nhiệt độ và chất cấu tạo nên vật.

- Nắm được nội dung của nguyên lý truyền nhiệt.

2. Kỹ năng: - Vận dụng được công thức Q = m. c. t để tính nhiệt lượng một vật thu vào hay tỏa ra và các đại lượng có trong công thức.

- Vận dụng được công thức phương trình cân bằng nhiệt để giải một số bài tập có liên quan.

 3. Thái độ: Nghiêm túc trong học tập. Có ý thức biết tiết kiệm năng lượng trong thiên nhiên

4. Các năng lực hình thành và phát triển cho học sinh:

- Phẩm chất: sống yêu thương, sống tự chủ, sống có trách nhiệm.

- Năng lực: giải quyết vấn đề, dự đoán, suy luận lý thuyết, phân tích.

IV. Chuẩn bị.

 1. Giáo viên: Bài giảng điện tử.

 2. Học sinh: Bảng kết quả thí nghiệm 24.1, 24.2, 24.3.

Bạn đang xem tài liệu "Giáo án Vật lí Lớp 8 - Chủ đề: Công thức tính nhiệt lượng phương trình cân bằng nhiệt", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Ngày soạn:10/4 Ngày dạy:....................................... Khối lớp [đối tượng]:8 Số tiết:2 CHỦ ĐỀ: CÔNG THỨC TÍNH NHIỆT LƯỢNG PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT I. Vấn đề cần giải quyết Nắm được công thức tính nhiệt lượng, nguyên lý truyền nhiệt, phương trình cân bằng nhiệt. II. Nội dung – chủ đề bài học Công thức tính nhiệt lượng Nguyên lý truyền nhiệt Phương trình cân bằng nhiệt III. Mục tiêu bài học 1. Kiến thức: - Nêu được ví dụ chứng tỏ nhiệt lượng trao đổi phụ thuộc vào khối lượng, độ tăng giảm nhiệt độ và chất cấu tạo nên vật. - Nắm được nội dung của nguyên lý truyền nhiệt. 2. Kỹ năng: - Vận dụng được công thức Q = m. c. Dt để tính nhiệt lượng một vật thu vào hay tỏa ra và các đại lượng có trong công thức. - Vận dụng được công thức phương trình cân bằng nhiệt để giải một số bài tập có liên quan. 3. Thái độ: Nghiêm túc trong học tập. Có ý thức biết tiết kiệm năng lượng trong thiên nhiên 4. Các năng lực hình thành và phát triển cho học sinh: - Phẩm chất: sống yêu thương, sống tự chủ, sống có trách nhiệm. - Năng lực: giải quyết vấn đề, dự đoán, suy luận lý thuyết, phân tích. IV. Chuẩn bị. 1. Giáo viên: Bài giảng điện tử. 2. Học sinh: Bảng kết quả thí nghiệm 24.1, 24.2, 24.3. V. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC: Hoạt động của GV và HS Nội dung HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG. Mục tiêu: Tạo không khí lớp học vui vẻ thoải mái, kích thích sự tìm tòi, khám phá của HS. Thông qua kiến thức đã học HS tiếp cận nội dung kiến thức của bài. GV: Có dụng cụ nào đo trực tiếp được công của 1 lực nào đó không? GV: Vậy để xác định công của một lực người ta làm như thế nào? GV: Để xác định công của 1 lực ta phải dùng lực kế để đo độ lớn của lực và dùng thước đo quãng đường dịch chuyển, từ đó tính công. Tương tự như thế, không có dụng cụ nào có thể đo trực tiếp nhiệt lượng. Vậy muốn xác định nhiệt lượng người ta phải làm như thế nào? Chúng ta sẽ tìm hiểu qua bài học hôm nay. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC. Hoạt động 1: Tìm hiểu nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên phụ thuộc những yếu tố nào? Mục tiêu: HS Nêu được ví dụ chứng tỏ nhiệt lượng trao đổi phụ thuộc vào khối lượng, độ tăng giảm nhiệt độ và chất cấu tạo nên vật. Phần này không dạy. GV: Yêu cầu HS tự đọc và nghiên cứu. GV Lưu ý cho HS: nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên phụ thuộc vào 3 yếu tố: - Khối lượng của vật. - Độ tăng nhiệt độ của vật. - Chất làm nên vật. Hoạt động 2: Tìm hiểu công thức tính nhiệt lượng. Mục tiêu: HS hiểu được công thức tính nhiệt lượng một vật thu vào hay tỏa ra và các đại lượng có trong công thức. GV: Giới thiệu công thức tính nhiệt lượng, tên và đơn vị của các đại lượng có mặt trong công thức GV: Từ công thức Q = m. c. t m = ; c = ; II. Công thức tính nhiệt lượng: Q = m.c.t Q: Nhiệt lượng vật thu vào [J] m: Khối lượng của vật [kg] t: t- t độ tăng nhiệt độ [C hoặc K] c: Đại lượng đặc trưng cho chất làm vật gọi là nhiệt dung riêng [J/kg.K] - Nhiệt dung riêng của một số chất: [SGK/86] Hoạt động 3: Tìm hiểu nội dung nguyên lí truyền nhiệt Mục tiêu: HS nêu được nội dung nguyên lý truyền nhiệt. GV: Yêu cầu HS đọc thông tin trong SGK và cho biết nhiệt được truyền như thế nào? HS: Thực hiện. GV: Yêu cầu HS giải thích tình huống ở đầu bài. HS: Giải thích. III. Nguyên lí truyền nhiệt 1. Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn. 2. Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì ngừng lại. 3. Nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào. Hoạt động 4: Tìm hiểu về phương trình cân bằng nhiệt. Mục tiêu: HS xây dựng được phương tình cân bằng nhiệt dựa trên nguyên lý truyền nhiệt. GV: Hướng dẫn HS dựa vào ba nguyên lí trên để xây dựng phương trình cân bằng nhiệt. HS: Xây dựng phương trình cân bằng nhiệt. Qthu = Qtỏa. Qthu = m.c.t . Qtỏa = m.c.t. t = tđầu - tcuối GV: Lưu ý Dt trong công thức tính nhiệt lượng thu vào là độ tăng nhiệt độ. Trong công thức tính nhiệt lượng toả ra là độ giảm nhiệt độ của vật. Vật toả nhiệt Vật thu nhiệt Khối lượng m [kg] m [kg] Nhiệt độ ban đầu t[C] t[C] Nhiệt độ cuối t[C] t[C] Nhiệt dung riêng [J/kg.K] c[J/kg.K] m.c [t - t] = m.c [t - t] m.c.t = m.c. t IV. Phương trình cân bằng nhiệt: QTỏa ra = QThu vào c.m [t - t] = c.m [t - t] HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP – VẬN DỤNG. Mục tiêu: HS Vận dụng được công thức Q = m. c. Dt , phương trình cân bằng nhiệt để tính nhiệt lượng một vật thu vào hay tỏa ra và các đại lượng có trong công thức., giải một số bài tập có liên quan. HS : Thảo luận để trả lời câu C8. HS: Đọc câu C9. GV: Hướng dẫn HS tóm tắt m = ? c = ? t = ? t = ? Tính Q = ? HS: Một em lên bảng thực hiện GV: Nhận xét, sửa sai [nếu có ] HS: Tóm tắt C1. HS: Lên bảng giải. GV: Nhận xét GV: Vì sao nhiệt độ tính được chỉ gần bằng nhiệt độ đo được trong thí nghiệm? HS: Trả lời GV: Yêu cầu HS thực hiện câu C2 HS: Thực hiện III. Vận dụng. C8: Tra bảng để biết nhiệt dung riêng, cân vật để biết khối lượng, đo nhiệt độ để xác định độ tăng nhiệt độ . C9: Cho biết m = 5 kg; c = 380 J/kg. K t = 20C; t = 50C Q = ? Giải Áp dụng công thức: Q = c. m. [t- t] Thay giá trị: Q = 380. 5. [500C – 200C] = 57 000 [J] = 57 [kJ] Nhiệt lượng cần truyền cho 5 kg đồng để tăng nhiệt độ từ 20C đến 50C là 57 kJ. C1: a] Cho biết: m1 = 200g = 0,2 kg ; C = 4200J/kg. K t1 = 100oC; t2 = 25oC m2 = 300g = 0,3 kg t = ? oC Nhiệt lượng mà 200g nước sôi tỏa ra: Q1 = m1. c. [t1 -t] = 0,2 . 4200 . [100 - t] Q1 = 840. [100 - t] = 84000 - 840t Nhiệt lượng mà 300g nước ở nhiệt độ trong phòng thu vào: Q2 = m2. c. [t -t2] = 0,3. 4200. [t - 25 ] Q2 = 1260 [t - 25] = 1260 t - 31500 Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có: Q1 = Q2 Û 84000 - 840t = 1260 t - 31500 ó 84000 + 31500 = 1260 t + 840t ó115500 = 2100t => t = 115500: 2100 => t = 550C b] Nhiệt độ tính được chỉ gần bằng nhiệt độ đo được trong thí nghiệm, 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: Cho biết m1 = 0,5 kg t1 = 20C t2 = 80C tnuoc = ? m2 = 0,5 kg Bài giải: Nhiệt lượng nước nhận được bằng nhiệt lượng do miếmg đồng toả ra: Q = m.c [t - t2] Q = 0,5.380[ 80 - 20] Q = 11 400 J Nước nóng thêm lên: t = Dt = 5,43C HOẠT ĐỘNG TÌM TÒI MỞ RỘNG. Mục tiêu: HS biêt được k/n Nhiệt dung riêng; được tìm hiểu thêm đơn vị của nhiệt lượng trong đời sống và trong kỹ thuật; dụng cụ xác định nhiệt lượng trong phòng thí nghiệm; nhiệt dung riêng của một số chất trong thực tế. GV giới thiệu Khái niệm nhiệt dung riêng: GV: Yêu cầu HS tim hiểu thêm về đơn vị đo nhiệt lượng trong đời sống và trong kỹ thuật. Tìm hiểu về nhiệt lượng kế dùng trong phong thí nghiệm; và yêu cầu HS tìm hiểu và giải thích tại sao về đêm gió lại từ đất liền thổi ra biển?[khác với ban ngày] HS: Tìm hiểu thông qua phần có thể em chưa biết hoặc qua mạng Internet và báo cáo kết quả. Khái niệm nhiệt dung riêng: Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1 kg chất đó tăng thêm 10C. 4. Hướng dẫn học ở nhà - Học thuộc phần ghi nhớ các bài 21,22,23. - Làm các bài tập trong SBT]. - Nghiên cứu trước bài 24 “Công thức tính nhiệt lượng” RÚT KINH NGHIỆM Ninh Bình, ngày 12 tháng 4 năm 2021 NGƯỜI DUYỆT NGƯỜI SOẠN [Ký, ghi rõ họ tên] [Ký, ghi rõ họ tên] Đỗ Công Trãi Nguyễn Thị Nguyên

Tài liệu đính kèm:

• giao_an_vat_li_lop_8_chu_de_cong_thuc_tinh_nhiet_luong_phuon.docx

1. Nhiệt lượng

• Nhiệt lượng một vật thu vào hoặc tỏa ra phụ thuộc vào khối lượng, độ tăng hoặc giảm nhiệt độ của vật và nhiệt dung riêng của chất làm vật.

Q = mc$\Delta t$

Trong đó:

Q là nhiệt lượng vật thu vào hoặc tỏa ra [J];

m là khối lượng của vật [kg];

t là độ tăng hoặc giảm nhiệt độ của vật [$^{0}C$ hoặc K];

c là nhiệt dung riêng của chất làm vật, là nhiệt lượng cần truyền cho 1kg chất đó để tăng thêm 1$^{0}C$ [đơn vị J/kg.$^{0}C$  hoặc J/kg.K]

2. Cân bằng nhiệt

• Khi hai vật trao đổi nhiệt với nhau thì nhiệt truyền từ vạt có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn cho đến khi nhiệt độ hai vật bằng nhau. Khi đó người ta nói hai vật cân bằng nhiệt với nhau.
• Phương trình cân bằng nhiệt: Trong sự trao đổi nhiệt, nhiệt lượng vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng vật kia thu vào.

Qtỏa ra = Qthu vào

II. Phương pháp giải

1. Dạng 1: Tính nhiệt lượng

• Nhiệt lượng một vật thu vào hoặc tỏa ra phụ thuộc khối lượng, độ tăng hoặc giảm nhiệt độ của vật và nhiệt dung riêng của chất làm vật:

Q = mc$\Delta t$

• Nhiệt dung riêng của một vật là nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1 kg chất đó tăng thêm 1$^{0}C$
• Nhiệt lượng còn được đo theo đơn vị calo [cal]: 1 cal = 4,2J

Ví dụ 1: Tính nhiệt lượng cần thiết để nung nóng một thanh đồng khối lượng 250 g từ 25$^{0}C$ đến 100$^{0}C$. Biết nhiệt dung riêng của đồng là 380 J/kg.K

Hướng dẫn:

Nhiệt lượng thanh đồng thu vào là: Q = mc.[t2 - t1]

Thay số, ta được: Q = 0,25.380.[100 - 25] = 7125 [J]

2. Dạng 2: Phương trình cân bằng nhiệt

Các bước giải bài toán:

• Bước 1: Tóm tắt, đổi đơn vị. Do có hỗn hợp, nên chúng ta thêm chỉ số vào dưới các đại lượng ứng với mỗi vật.
• Bước 2: Xác định vật thu nhiệt, vật tỏa nhiệt [dựa vào so sánh nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối của hỗn hợp]. Viết công thức nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra của mỗi vật.
• Bước 3: Viết phương trình cân bằng nhiệt Qthu = Qtỏa . Nhiệt lượng thu vào là nhiệt lượng của vật tăng nhiệt độ.
• Bước 4: Xác định các đại lượng cần tìm dựa vào kết quả thu dược từ bước 3. Viết đáp số và ghi rõ đơn vị.

Ví dụ 2: Người ta thả một miếng nhôm khối lượng 0,5kg vào 500g nước. Miếng nhôm nguội đi từ 80°C xuống 20°C. Hỏi nước nhận được một nhiệt lượng bằng bao nhiêu và nóng lên thêm bao nhiêu độ? Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.K; của nước là 4200J/Kg.K.

Hướng dẫn: 

Nhiệt lượng nhôm toả ra khi hạ nhiệt độ từ 80°C xuống 30°C là :

   Q1 = m1.c1.Δt1 = 0,5.880.[80 – 20] = 22000 [J]

Nhiệt lượng nước thu vào bằng nhiệt lượng đồng toả ra ta có :

   Q2 = m2.c2.Δt2 = Q1= 22000[J]

Nước nóng lên thêm là: Δt2 = $\frac{Q_{2}}{m_{2}.c_{2}}$ = $\frac{22000}{0,5.4200}$ = 10,5°C

B. Bài tập và hướng dẫn giải

Bài 1: Một ấm nước bằng đồng khối lượng 300g chứa 1 lít nước. Tính nhiệt lượng cần thiết để đun nước trong ấm từ 15$^{0}C$ đến 100$^{0}C$. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K, của đồng là 380 J/kg.K.

Bài 2: Môt khối lượng nước 25 kg thu được một nhiệt lượng 1050 kJ thì nóng lên tới 30$^{0}C$. Tính nhiệt độ ban đầu của nước.

=> Xem hướng dẫn giải

Bài 3: Đặt một cái ấm nhôm có khối lượng 400 gam chứa 2 lít nước sôi 100$^{0}C$ lên trên bàn để cho nước nguội đi. Sau 1h30 phút thì nước trong ấm có nhiệt độ bằng nhiệt độ 27$^{0}C$ của không khí trong phòng. Hỏi không khí trong phòng đã nhận bao nhiêu nhiệt lượng từ ấm truyền sang.

=> Xem hướng dẫn giải

Bài 4: Tại xưởng rèn, một bác thợ rèn nhúng con dao bằng thép có khối lượng 2,5kg đang nóng đỏ ở nhiệt độ 900$^{0}C$ vào trong bể nước lạnh. Nước trong bể có thể tích 200 lít và có nhiệt độ bằng với nhiệt độ ngời trời 27$^{0}C$. Bỏ qua sự truyền nhiệt cho thành bể và môi trường xung quanh. Hãy tính nhiệt độ của con dao khi có sự cân bằng nhiệt.

=> Xem hướng dẫn giải

Bài 5: Một chậu bằng nhôm khối lượng 500g đựng 2 lít nước sôi. Phải thêm vào chậu bao nhiêu lít nước ở 20$^{0}C$ để có nước ở 35$^{0}C$? Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K, của nhôm là 880 J/kg.K

=> Xem hướng dẫn giải

Từ khóa tìm kiếm: chuyên đề vật lý lớp 8, các dạng bài tập vật lý 8, chuyên đề lý 8 Nhiệt lượng - Cân bằng nhiệt, bài tập vật lý 8 phần nhiệt học