Chuyên đề vật lý 8: Nhiệt lượng – Cân bằng nhiệt

Chào các bạn học sinh lớp 8! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về chuyên đề vật lý thú vị về Nhiệt lượng và Cân bằng nhiệt. Đây là những kiến thức rất quan trọng và hữu ích trong cuộc sống hàng ngày. Hãy cùng tôi đi vào chi tiết nhé!

I. Tóm tắt kiến thức

1. Nhiệt lượng

• Nhiệt lượng là lượng nhiệt mà một vật nhận 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.

Công thức tính nhiệt lượng:

Bạn đang xem: Chuyên đề vật lý 8: Nhiệt lượng – Cân bằng nhiệt

Q = mcΔt

• Q là nhiệt lượng vật nhận vào hoặc tỏa ra (J).
• m là khối lượng của vật (kg).
• Δt là độ tăng hoặc giảm nhiệt độ của vật (°C hoặc K).
• c là nhiệt dung riêng của chất làm vật, là lượng nhiệt cần truyền cho 1kg chất để tăng thêm 1°C (đơn vị J/kg.°C hoặc J/kg.K).

2. Cân bằng nhiệt

• Khi hai vật trao đổi nhiệt với nhau, nhiệt lượng của vật có nhiệt độ cao sẽ truyền sang vật có nhiệt độ thấp hơn cho đến khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau. Khi đó, ta nói hai vật cân bằng nhiệt với nhau.
• Phương trình cân bằng nhiệt: Trong quá trình trao đổi nhiệt, nhiệt lượng của vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng của vật kia nhận vào.

Phương trình cân bằng nhiệt: Qtỏa ra = Qthu vào

II. Phương pháp giải

1. Dạng 1: Tính nhiệt lượng

• Công thức tính nhiệt lượng của một vật nhận 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 = mcΔt

• Nhiệt dung riêng của một vật là lượng nhiệt cần thiết để làm tăng thêm 1kg chất đó thêm 1°C.
• Nhiệt lượng có thể được đo bằng đơn vị calo (cal): 1 cal = 4,2J.

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

Hướng dẫn:
Sử dụng công thức tính nhiệt lượng:
Q = mc(t2 – t1)
Thay vào số liệu, ta có: Q = 0,25kg 380J/kg.K (100°C – 25°C) = 7125J

2. Dạng 2: Phương trình cân bằng nhiệt

Các bước giải bài toán:

Bước 1: Tóm tắt và đổi đơn vị. Vì có sự trao đổi nhiệt giữa hai vật, chúng ta thêm chỉ số dưới các đại lượng tương ứng với mỗi vật.

Bước 2: Xác định vật nhận nhiệt và vật tỏa nhiệt (dựa vào so sánh nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối của hỗn hợp). Viết công thức tính nhiệt lượng nhận vào hoặc tỏa ra của mỗi vật.

Bước 3: Viết phương trình cân bằng nhiệt Qthu = Qtỏa. Nhiệt lượng nhận vào bằng nhiệt lượng của vật tăng nhiệt độ.

Bước 4: Xác định các đại lượng cần tìm dựa vào kết quả 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 từ 80°C xuống 20°C. Hỏi nước nhận được một nhiệt lượng bằng bao nhiêu và tăng thêm bao nhiêu độ? Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.K và của nước là 4200J/kg.K.

Hướng dẫn:

• Tính nhiệt lượng nhôm tỏa ra khi giảm nhiệt độ từ 80°C xuống 30°C:
  Q1 = m1 c1 Δt1 = 0,5kg 880J/kg.K (80°C – 20°C) = 22000J

• Nhiệt lượng nước nhận vào bằng nhiệt lượng nhôm tỏa ra:
  Q2 = m2 c2 Δt2 = Q1 = 22000J

• Nước tăng thêm Δt2 = Q2 / (m2 c2) = 22000J / (0,5kg 4200J/kg.K) = 10,5°C

Qua hai ví dụ trên, chúng ta đã nắm vững kiến thức về Nhiệt lượng và Cân bằng nhiệt. Đây là những kiến thức cơ bản rất quan trọng trong vật lý. Đừng ngại tìm hiểu và thực hành nhiều để nắm vững kiến thức này nhé!

Đọc thêm: Truy cập Izumi.Edu.VN để tìm hiểu thêm về các chuyên đề vật lý hấp dẫn và nhiều bài tập thú vị!

Hãy tiếp tục học tập và khám phá thêm nhiều kiến thức mới trên trang web Izumi.Edu.VN. Chúc các bạn thành công!

Nguồn: https://izumi.edu.vn/
Danh mục: Tài liệu lý