Nội dung bài viết

    Xem thêm

    Phương trình cân bằng nhiệt là gì? Tính chất hóa học, tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng của phương trình cân bằng nhiệt

    Tổng hợp Tính chất hóa học, tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng của phương trình cân bằng nhiệtgiúp bạn nắm vững kiến thức và học tốt Hóa học.

       

    1 289 05/08/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Phương trình cân bằng nhiệt

    1. Nguyên lí truyền nhiệt

    Phương trình cân bằng nhiệt hay nhất

    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 hay nhất

    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’.

    Phương trình cân bằng nhiệt hay nhất

    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:

    Phương trình cân bằng nhiệt hay nhất

    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:

    Tham khảo các loạt bài Hóa học khác:

    Bài viết cùng lớp mới nhất

    Xem thêm
    1 289 05/08/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Xem thêm các chương trình khác: