Giáo án Vật lý Lớp8 - Bài 23: Phương trình cân bằng nhiệt

Phương trình cân bằng nhiệt I- Mục tiêu : 1- Kiến thức : - Phát biểu được 3 nội dung của nguyên lí truyền nhiệt. - Viết được phương trình cân bằng nhiệt cho trường hợp có 2 vật trao đổi nhiệt với nhau. - Giải được các bài toán đơn giản về trao đổi nhiệt giữa hai vật. 2- Kĩ năng : Vận dụng công thức tính nhiệt lượng. 3- Thái độ : Kiên trì, trung thực trong học tập. II- Chuẩn bị của GV và HS - 1 phích nước, 1 bình chia độ hình trụ, 1 nhiệt lượng kế, 1 nhiệt kế. III. Phương pháp: Thuyết trình, vấn đáp, làm TN, hoạt động nhóm IV. Các bước lên lớp: A, ổn định lớp: 8A: 8B: B, Kiểm tra: HS1 : - Viết công thức tính nhiệt lượng vật thu vào khi nóng lên. Giải thích rõ kí hiệu và đơn vị của từng đại lượng trong công thức. - Chữa bài tập : 24.4 HS2 : Chữa bài tập 24.1, 24.- Kể tên các cách truyền nhiệt đã học. C, Bài mới: Hoạt động của giáo viên và học sinh Ghi bảng Hoạt động 1 : Tổ chức tình huống học tập. Như phần mở đầu trong SGK Hoạt động 2 : Nguyên lí truyền nhiệt - GV thông báo ba nội dung của nguyên lí truyền I- Nguyên lí truyền nhiệt nhiệt như phần thông báo SGK. - Yêu cầu HS vận dụng nguyên lí truyền nhiệt giải thích tình huống đặt ra ở đầu bài. - Cho phát biểu nguyên lý truyền nhiệt. Hoạt động 3 : Phương trình cân bằng nhiệt. - GV hướng dẫn HS dựa vào nội dung thứ ba của nguyên lí truyền nhiệt viết phương trình cân bằng nhiệt : Qtỏa ra = Qthu vào - Yêu cầu HS viết công thức tính nhiệt lượng mà vật tỏa ra khi giảm nhiệt độ. - HS lắng nghe và ghi nhớ ngay ba nội dung của nguyên lí truyền nhiệt. - HS vận dụng nguyên lí truyền nhiệt giải quyết tình huống đặt ra ở phần mở bài : Bạn An nói đúng vì nhiệt phải truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn chứ không phải truyền từ vật có nhiệt năng lớn hơn sang vật có nhiệt năng nhỏ hơn. II- Phương trình cân bằng nhiệt - Dựa vào nội dung thứ ba của nguyên lí truyền nhiệt, xây dựng được phương trình cân bằng nhiệt. - Tương tự công thức tính nhiệt lượng mà vật thu vào khi nóng lên  HS tự xây dựng công thức tính nhiệt lượng vật tỏa ra khi giảm nhiệt độ. Yêu cầu HS tự ghi công thức tính Qtỏa ra, Qthu vào vào vở. Lưu ý t trong công thức tính nhiệt lượng thu vào là độ tăng nhiệt độ. Trong công thức tính nhiệt lượng tỏa ra là độ giảm nhiệt độ của vật. Hoạt động 4 : Ví dụ về phương trình cân bằng nhiệt. - HS tự ghi phần công thức tính Qtỏa ra, Qthu vào và giải thích kí hiệu và ghi rõ đơn vị của từng đại lượng trong công thức vào vở. Khối lượng N.độbanđầ u N.độ cuối Nhiệt dung riêng Vật toả nhiệt m1 (kg) t1 (0C) t (0C) C1 (J/kg.K) Vật thu nhiệt m2 (kg) t2 (0C) t (0C) C2 (J/kg.K) m1 C1 t1 = m2 C2 t2 m1 C1 (t1 - t) = m2 C2 (t2 - t) - Yêu cầu 1 HS đọc đề bài ví dụ. Hướng dẫn HS cách dùng các kí hiệu để tóm tắt đề bài, đổi đơn vị cho phù hợp nếu cần. - Hướng dẫn HS giải bài tập ví dụ theo các bước : + Nhiệt độ của vật khi có cân bằng nhiệt là bao nhiêu ? + Phân tích xem trong quá trình trao đổi nhiệt : vật nào tỏa nhiệt để giảm từ nhiệt độ nào xuống nhiệt độ nào, vật nào thu nhiệt để tăng nhiệt độ từ nhiệt độ nào đến nhiệt độ nào ? + Viết công thức tính nhiệt lượng tỏa ra, nhiệt lượng thu vào. + Mối quan hệ giữa đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm ?  áp dụng phương trình cân bằng nhiệt. - Cho HS ghi các bước giải BT. - Để gây hứng thú cho HS học tập GV có thể thay ví dụ mục III- SGK bằng ví dụ C2. Hướng dẫn HS giải + Khi có cân bằng nhiệt, nhiệt độ 2 vật đều bằng 250C. + Quả cầu nhôm tỏa nhiệt để giảm nhiệt độ từ 1000C xuống250C. Nước thu nhiệt để tăng nhiệt độ từ 200C lên 250C. + Qtỏara = m1.c1.t1 (với t1 = 100-25) Qthuvào = m2.c2.t2 (với t2 = 25-20) + áp dụng phương trình cân bằng nhiệt : Qtỏara = Qthuvào - HS ghi tắt các bước giải BT. + B1 : Tính Q1 (nhiệt lượng nhôm toả ra). + B2 : Viết công thức tính Q2 (nhiệt tương tự. Hoạt động 5 : Vận dụng Hướng dẫn HS vận dụng câu C1, C2 nếu còn thời gian thì làm câu C3, nếu thiếu thời gian thì giao câu C3 cho phần chuẩn bị bài ở nhà của HS. lượng nước thu vào). + B3 : Lập phương trình cân bằng nhiệt Q2 = Q1. + B4 : Thay số tìm m2. III. Vận dụng Câu C1 : - HS lấy kết quả ở bước 1, bước 2 tính nhiệt độ nước lúc cân bằng nhiệt. - So sánh nhiệt độ t lúc cân bằng nhiệt theo thí nghiệm và kết quả tính được. - Nêu được nguyên nhân sai số là do : Trong quá trình trao đổi nhiệt một phần nhiệt lượng hao phí làm nóng dụng cụ chứa và môi trường bên ngoài. - Cá nhân HS trả lời câu C2 vào vở. D. Củng cố: C3: HD B1 : Lấy m1= 300g (tương ứng với 300ml) nước ở nhiệt độ phòng đổ vào một cốc thủy tinh. Ghi kết quả t1. B2 : Rót 200ml (m2=200g) nước phích vào bình chia độ, đo nhiệt độ ban đầu của nước. Ghi kết quả t2. B3 : Đổ nước phích trong bình chia độ vào cốc thủy tinh, khuấy đều, đo nhiệt độ lúc cân bằng t. Chốt lại : Nguyên lí cân bằng nhiệt. Khi áp dụng vào làm bài tập ta phải phân tích được quá trình trao đổi nhiệt diễn ra như thế nào. Vận dụng linh hoạt phương trình cân bằng nhiệt cho từng trường hợp cụ thể. E. Hướng dẫn về nhà : - Học thuộc nguyên lí truyền nhiệt, viết được phương trình cân bằng nhiệt. - Đọc phần "Có thể em chưa biết". - Trả lời câu C3 và làm bài tập 25- Phương trình cân bằng nhiệt (SBT). Từ 25.1 đến 25.7. - Làm bài tập bài 16 - Cơ năng (SBT).