b) Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra giá trị của nhiệt độ tính được. Giải thích tại sao nhiệt độ tính được không bằng nhiệt độ đo được ?

Lời giải:

a) Nước sôi có nhiệt độ: t1 = 1000C

Giả sử nhiệt độ trong phòng là t2 = 250C.

Gọi t (0C) là nhiệt độ hỗn hợp khi có cân bằng nhiệt.

- Nhiệt lượng của 200g = 0,2kg nước đang sôi toả ra khi hạ nhiệt độ từ 1000C xuống t (0C) là : 

Q1 = m1.c.(t1 – t) = 0,2.c.(100 – t) 

- Nhiệt lượng của 300g = 0,3kg nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ 250C đến t (0C) là :

Q2 = m2.c.(t – t2) = 0,3.c.(t – 25) 

- Phương trình cân bằng nhiệt:

$\begin{array}{rl}& Q_1=Q_2\iff 0,2.c.\left(100-t\right)=0,3.c.\left(t-25\right)\\ & \iff 0,2.100-0,2t=0,3.t-0,3.25\\ & \iff t=\frac{0,2.100+0,3.25}{0,2+0,3}={55}^{0}C\end{array}$

(Chú ý: Nếu thầy/cô giáo cho nhiệt độ phòng khác với 250C ở trên thì các bạn chỉ cần thay giá trị  t2 theo số liệu thầy/cô cho và tính toán tương tự.)

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 xung quanh.

Lời giải:

Tóm tắt: 

 m1 = 0,5 kg, c1 = 380 J/kg.K

 m2 = 500g = 0,5 kg, c1 = 4200 J/kg.K

 t1 = 80, t2 = 20

 Q2 =? Δt =?

Gọi nhiệt lượng miếng đồng toả ra là Q1; nhiệt lượng do nước thu vào là Q2.

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

Q2 = Q1 = m1.c1.(t1 – t2) = 0,5.380.(80 – 20) = 11 400 (J)

- Nước nóng thêm lên: $\mathrm{\Delta }t=\frac{Q_2}{m_2.c_2}=\frac{11400}{0,5.4200}\approx 5,{43}^{0}C$

Lời giải:

Ta có: m1 = 0,4kg; t1 = 1000C; m2 = 0,5kg; t2 = 130C; c2 = 4 190J/kg.K

Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt: t = 200C

Nhiệt lượng miếng kim loại tỏa ra: Q1 = m1.c.(t1 – t) = 0,4.c.(100 – 20)

Nhiệt lượng nước thu vào: Q2 = m2.c2.(t – t2) = 0,5.4190.(20 – 13)

Nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào:

$\begin{array}{rl}& Q_1=Q_2\iff 0,4.c.\left(100-20\right)=0,\mathrm{5.4190.}\left(20-13\right)\\ & \Rightarrow c=\frac{0,\mathrm{5.4190.}\left(20-13\right)}{0,4.\left(100-20\right)}\approx 458\left(J/kg.K\right)\end{array}$

Khi có 2 vật truyền nhiệt (trao đổi nhiệt) cho nhau thì:

- Nhiệt 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 2 vật cân bằng nhau thì ngừng lại.

- Nhiệt lượng của vật này toả ra bằng nhiệt lượng của vật kia thu vào.

II - PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT

Qtỏa ra = Qthu vào

Trong đó:

+ Qtỏa ra: tổng nhiệt lượng của các vật tỏa ra

+ Qthu vào: tổng nhiệt lượng của các vật thu vào

Sơ đồ tư duy về phương trình cân bằng nhiệt