Giải phát triển năng lực vật lí 8 bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt

Giải bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt - Sách phát triển năng lực trong môn vật lí 8 trang 101. Phần dưới sẽ hướng dẫn trả lời và giải đáp các câu hỏi trong bài học. Cách làm chi tiết, dễ hiểu, Hi vọng các em học sinh nắm tốt kiến thức bài học.

A. LÝ THUYẾT

1. Tìm hiểu nguyên lí truyền nhiệt

a. Thảo luận với bạn về một số vấn đề sau:

Rót nước ấm khoảng 60$^{\circ}$C vào trong cốc. Chạm tay vào thành cốc em cảm nhận về độ nóng lạnh như thế nào?

.....................................................................................................................................................................

Mô tả quá trình trao đổi nhiệt diễn ra giữa nước và cốc.

.....................................................................................................................................................................

Khi nào quá trình trao đổi nhiệt kết thúc.

.....................................................................................................................................................................

Em có dự đoán gì về nhiệt lượng tỏa ra và thu vào của nước và cốc.

.....................................................................................................................................................................

b. Nối nội dung đề ở cột A với nội dung ở cột B cho hợp lí để được nội dung đúng của nguyên lí truyền nhiệt.

NGUYÊN LÍ TRUYỀN NHIỆT

(XÉT HAI VẬT TRUYỀN NHIỆT CHO NHAU)

Cột ACột B
1. Nhiệt truyền từ vật cóA. nhiệt độ hai vật bằng nhau thì ngừng lại.
2. Quá trình truyền nhiệt xảy ra cho đến khiB. bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào
3. Nhiệt lượng do vật này tỏa raC. nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.

Hướng dẫn:

- Chạm tay vào thành cốc em thấy thành cốc nóng dần lên.

- Khi rót nước vào cốc, do nhiệt độ của nước lơn hơn nhiệt độ của thành cốc nên có sự trao đổi nhiệt diễn ra. Nhiệt lượng từ nước tỏa ra và thành cốc thu nhiệt lượng vào.

- Khi nhiệt độ của nước và thành cốc bằng nhau thì quá trình trao đổi nhiệt kết thúc.

- Nhiệt lượng tỏa ra và thu vào của cốc và nước bằng nhau.

- Nối: 1 - C ; 2 - A ; 3 - B

2. Thảo luận xây dựng phương án thí nghiệm

Cho một số thiết bị sau: Nước nóng, nước ở nhiệt độ phòng, bình chia độ, nhiệt kế điện tử, quả cân thép. Nhóm em hãy thảo luận xây dựng phương án thí nghiệm kiểm tra các nội dung của nguyên lí truyền nhiệt.

Hướng dẫn:

Phương án thí nghiệm:

- Dùng bình chia độ lấy một lượng nước nóng và một lượng nước ở nhiệt độ phòng cho vào các cốc khác nhau.

- Thả quả cân thép vào cốc nước nóng, dùng nhiệt kế điện tử đo nhiệt độ của quả cân lúc này.

- Nhấc quả cân ra sau đó thả vào cốc nước ở nhiệt độ phòng. Dùng nhiệt kế điện tử đo nhiệt độ của cốc nước khi có cân bằng nhiệt.

3. Thực hành kiểm nghiệm phương trình cân bằng nhiệt

Nhóm em hãy tín hành một trong hai thí nghiệm dưới đây:

Thí nghiệm 1: Sử dụng các chất và dụng cụ thí nghiệm sau: Nước ở nhiệt độ phòng, nước nóng, hai bình chia độ có GHĐ: 100ml - ĐCNN: 1ml, hai nhiệt kế điện tử. Tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫn ở hình 25.2.

Tính nhiệt lượng tỏa ra của nước ở 40$^{\circ}$C, nhiệt lượng thu vào của nước ở nhiệt độ phòng. So sánh và rút ra kết luận.

Thí nghiệm 2: Dụng cụ thí nghiệm: quả cân thép có khối lượng 50g, nước ở nhiệt độ phòng, hai bình chia độ có GHĐ: 100ml - ĐCNN:1ml, hai nhiệt kế điện tử.

Tính nhiệt lượng tỏa ra của quả cân thép, nhiệt lượng thu vào của nước ở nhiệt độ phòng. So sánh và rút ra kết luận.

.....................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................

Qua thí nghiệm trên hãy thảo luận nhóm để hoàn thành kết luận theo nội dung sau bằng cách điền từ / cụm từ / kí hiệu vào chỗ trống bên dưới:

Nếu chỉ có hai vật trao đổi nhiệt (bỏ qua mọi hao phí) thì nhiệt lượng do .............................

Nhiệt lượng tỏa ra của vật 1 là: Qtỏa = m1.C1.$\Delta $t1

Trong đó: $\left\{\begin{matrix}m_{1}: ....................\\ C_{1}: ....................\\ \Delta t_{1} : ....................\end{matrix}\right.$

Nhiệt lượng thu vào của vật 2 là: Qthu = m2.C2.$\Delta $t2

Trong đó: $\left\{\begin{matrix}m_{2}: ....................\\ C_{2}: ....................\\ \Delta t_{2} : ....................\end{matrix}\right.$

Hướng dẫn:

- Nhiệt lượng nước ở 40$^{\circ}$C tỏa ra và nhiệt lượng nước ở nhiệt độ phòng thu vào bằng nhau.

- Nhiệt lượng tỏa ra của quả cân thép và nhiệt lượng thu vào của nước ở nhiệt độ phòng bằng nhau.

Kết luận:

Nếu chỉ có hai vật trao đổi nhiệt (bỏ qua mọi hao phí) thì nhiệt lượng do vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào.

Nhiệt lượng tỏa ra của vật 1 là: Qtỏa = m1.C1.$\Delta $t1

Trong đó: 

m1 :khối lượng của vật tỏa nhiệt

C1 : nhiệt dung riêng của vật tỏa nhiệt

$\Delta $t: độ tăng nhiệt độ của khối chất

Nhiệt lượng thu vào của vật 2 là: Qthu = m2.C2.$\Delta $t2

Trong đó: 

m2 :khối lượng của vật thu nhiệt

C2 : nhiệt dung riêng của vật thu nhiệt

$\Delta $t: độ tăng nhiệt độ của khối chất

B. Bài tập và hướng dẫn giải

1. Trong kỹ thuật ngâm xử lí hạt giống, có kĩ thuật 3 sôi - 2 lạnh. Nghĩa là cần hòa trộn tỉ lệ thể tích nước sôi và nước lạnh là 3 : 2 để được hỗn hợp xử lí hạt giống tốt nhất.

Một nhóm học sinh đã làm thí nghiệm mô phỏng lại kĩ thuật pha nước như sau: đổ 200ml nước lạnh ở nhiệt độ phòng 23,9$^{\circ}$C vào 300ml nước đang sôi ở 100$^{\circ}$C. Sau một lúc nhiệt độ hỗn hợp nước ổn định.

a. Em hãy vận dụng phương trình cân bằng nhiệt, tính nhiệt độ hỗn hợp nước pha được, coi như chỉ có nước ở nhiệt độ phòng và nước sôi trao đổi nhiệt cho nhau.

b. Em hãy xem video thí nghiệm theo đường dẫn https://www.youtube.com/watch?v=sPf4eSIsNAI&feature=youtu.be

So sánh nhiệt độ tính được và nhiệt độ các bạn học sinh đo được ở phòng thí nghiệm. Nhận xét và giải thích sự khác nhau đó.

2. Bác sĩ khuyên các bà mẹ không nên pha sữa cho em bé bằng nước quá nóng hoặc quá lạnh vì khi đó làm sữa mất đi một số chất dinh dưỡng, mặt khác sẽ làm ảnh hưởng xấu đến hệ tiêu hóa của em bé. Lời khuyên của bác sĩ là cần pha sữa bột vào nước ở nhiệt độ khoảng 45$^{\circ}$C đến 50$^{\circ}$C là nhiệt độ tốt nhất. Em hãy tính xem tỉ lệ nước sôi và nước lạnh ở 25$^{\circ}$C cần pha như thế nào là hợp lí để được 180ml nước ở nhiệt độ 50$^{\circ}$C đủ pha một cữ sửa cho em bé 5 tháng tuổi.

3. Em hãy tìm từ / cụm từ thích hợp điền vào chỗ trống trong đoạn mô tả sau để có lời giải thích hợp lí cho câu hỏi "Tại sao thân nhiệt con người luôn ổn định ở 37$^{\circ}$C".

Con người có khả năng sống ở những nơi vô cùng ................... như ở Bắc cực, Nam cực (-60$^{\circ}$C) và cả những nơi ............... rất cao như biển Đỏ (+60$^{\circ}$C) nhưng nhiệt độ cơ thể chúng ta vẫn luôn giữ ổn định ở .............................

Thân nhiệt được ........................ như vậy là nhờ cơ chế điều hòa nhiệt độ bao gồm các cơ chế ......................... (do chuyển hóa các chất dinh dưỡng như glu-xít, li-pít, pro-tít trong cơ thể) và cơ chế ......................... (do truyền nhiệt, bốc hơi nước qua mồ hôi, ...). Chúng ta sẽ có được cảm giác ................... giữa mùa hè oi bức khi mỗi gam mồ hôi bốc hơi cơ thể sẽ .................... 0,6kcal nhiệt lượng.

Từ khóa tìm kiếm: phát triển năng lực vật lí 8, giải sách phát triển năng lực trong môn vật lí lớp 8, giải bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt vật lí 8, bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt trang 101 sách phát triển năng lực trong môn vật lí lớp 8

Bình luận

Giải bài tập những môn khác